水污染控制工程第七章排水管管节的安全核算.

1、 沟道常由预制管节敷设而成。 管节的材料通常为混凝土和钢筋混凝土，也有采用陶土的。 选用时，需根据现场的荷载计算和安全核算，最好采样作外压试验，以策安全。 管节的外压试验，一般在产品出厂检验时采样进行。 采用三点试验法，通过机械压力的传递，求得管体最大线性荷载值。试验安装示意图 逐级加载至裂缝荷载的80时，观察裂缝出现，无裂缝时再按裂缝的10加载至裂缝荷载，恒压3min，观察裂缝并测量其宽度，做好记录。 裂缝荷载的加载速度，按每分钟不大于5kN/m均匀地分级加载，每级加载量为裂缝荷载的20%，恒压1min。 经过外观、尺寸偏差检查选定合格的排水管节，安放好后，开动外压试验机，对排水管节进行外压

2、试验。 自然养护的产品抽取28d以后的试件进行试验，凡蒸汽养护的产品抽取不少于14d以后的试件进行试验。计算外压试验荷载值：LF 作用于地下管道的荷载有多种，除了管道自重和管内水压外，还有竖向和水平土荷载、地面活荷载产生的竖向和水平压力以及地面堆积静荷载等。 对排水管道构成安全威胁的荷载主要是管顶土壤、地面行车和堆积物所产生的竖向荷载。 本节介绍竖向土压力、竖向车辆压力、竖向堆积压力。一、竖向土荷载 (2) 不开槽，顶进施工的地下管道，其管顶覆土的竖向土压力的确定，应符合下列规定： （b）当dS2hg时，竖向土压力计算nS取1.0。 (1) 开槽埋设的排水管上的覆土竖向压力，可按下式计算：0S

3、SSSY8 . 9Ddnp （a）当管顶覆土层为稳定土层(指可塑至坚硬状态的黏性土及不饱和土及不饱和砂土)，其厚度dS2hg时，竖向土压力可按下式计算：0gSSYDhp二、竖向车辆荷载 地面车辆荷载传到地下管道上的竖向压力，可按下式计算： (1) 单个轮压传递的竖向压力：rbrlDpp4 . 1)4 . 1(0CDCY (2) 两个以上轮压综合影响传递的竖向压力：rdnbrlDpnpni4 . 1)4 . 1(110CDCY覆土厚度/m0.250.300.400.500.600.70动力系数D1.301.251.201.151.051.00车辆荷载的动力系数 由上表可以看出，车辆产生的冲击荷载

4、对排水管道的影响较小，当管道埋深大于等于0.7m时，其动力系数为1.0，即车辆的冲击荷载可以不计，可以看成静止的车辆荷载。三、堆积荷载 地面堆放建筑材料或土料，应按实际堆放情况采用。若无材料或经计算小于10kN/m2时，至少应取10kN/m2计。地面堆积荷载可以折算成管顶平面所受的静止荷载，计算如下：0DDDYDpnp一、管道性能参数 通常，进行管道强度核算时应具备厂家所提供的管道性能参数。二、管道强度核算1. 确定校核用的荷载pT 对于圆形管道，一般无需考虑地下水产生的竖向和水平力的影响，其管道上的各项水平荷载均由相应的竖向荷载乘以主动土压力系数A(其值均小于1.0)得来，管道所受的水平荷载

5、通常小于竖向荷载。因而，校核管道强度时只需计算竖向荷载，以其作为校核用的荷载pT，即：DYCYSYTYTppppp2. 抗裂强度校核 (1) 装配系数(EZ)，排水管道现场安装后可承受的荷载强度与管道进行三点法外压试验时的承载强度之比，称为装配系数，用EZ表示。 (2) 安全系数用表示。一般从工程角度出发需保证一定的安全系数，根据管材的不同来选取。 (3) 抗裂强度校核。采用试验峰值荷载FN作为敷设在地面下的管道抗裂强度的对比标准，校核公式如下：TNZpFEZTNEpF (4) 管道荷载强度的转换： 一般在沟埋式条件下，假定为竖向荷载均布在全管顶宽度上，管道的反力假定为垂直均布在基座宽度上，则

6、两者转换关系如下： 在以上的荷载计算部分，荷载的强度单位是kN/m，称为线荷载；当FN的单位为kN/m2时，是面荷载，需转化为线荷载。gNNDFF 3. 允许地面荷载的计算 以上计算中，若满足车辆荷载的动力系数为1.0,即车辆冲击荷载忽略不计时，可将车辆荷载作为静止的地面荷载计入地面堆积荷载中，则：YppppppDSYDYCYSYT 计算出管顶平面上允许的荷载，即：SYNZDY/ )(pFEp 允许的地面荷载pD为：0DDYDDnpp 由上式可以估算各种管道在不同埋深的情况下，所允许的地面荷载。 上海某厂生产的钢筋混凝土排水管，公称内径上海某厂生产的钢筋混凝土排水管，公称内径D Dg g150

7、0mm1500mm，壁厚，壁厚175mm175mm，其设计裂缝荷载为，其设计裂缝荷载为104kN/m104kN/m，准备将其开槽埋设于上海某单行快车道准备将其开槽埋设于上海某单行快车道( (汽汽15)15)下，管道下，管道复土为砂质黏土复土为砂质黏土( (s s1.8kg/m1.8kg/m3 3) )，深度为，深度为2.0m2.0m。试计算。试计算外加竖向荷载并进行安全校核。外加竖向荷载并进行安全校核。0SSSSYDdnp查表，取ns1.1，则：pSY73.26kN/mrdnbrlDpnpniCY4 . 1)4 . 1(110CD已知：n2，di1.8m，r2.0m查表：D=1, pC=50kN/m，l0.2，b0.5则 pCY11.0kN/m 按地面堆积杂物10kN/m2计, dS/DO2/1.851.08,查图，得nD0.58。pDYnDpDD010.7kN/mpTpSY+pCY+pDY95kN/m 一般认为外加荷载小于产品设计裂缝荷载即为安全。 查图，包角为90预制混凝土