预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能

为研究节段预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立预制拼装管廊节段与土体纵向三维模型,对管廊正向扭转与反向扭转进行模拟,分析管廊扭转承插式接头应力分布规律,得到管廊承插式接头扭矩随横向差异沉降变化规律及管廊横向极限差异沉降量。研究结果表明:管廊节段正向扭转与反向扭转沉降量相同时,承插式接头应力、最大主应力与切应力分布规律基本相同。管廊扭转接头插口端侧壁应力较大,接头顶底板中间与腋角处应力较小,接头最大主应力集中在承口端侧壁距顶板外侧1 m处与插口端顶底板,接头切应力在顶底板中间与侧壁中间最小,向两侧逐渐增大至腋角处切应力最大。管廊承插式接头横向极限差异沉降为1.2 mm,管廊插口端极限扭矩与采用箱型截面计算的结果相差不大,工程实际中可采用箱型截面对管廊插口端抗扭设计。研究结果为预制拼装管廊安全运营提供科学依据。

大口径预应力钢筋混凝土输水管道渗漏抢修方案

文章针对大伙房水库输水系统中广泛使用的预应力钢筒混凝土管(PCCP)的应急修复问题,鉴于大口径PCCP管道在发生爆管、接口泄漏、贯穿性裂缝和物理破损等事故时修复效率的重要性,根据实际运维和抢修经验,提出了一系列创新性抢修方案。这些方案专门针对抢修施工面临的问题而设计,显著提高了抢修速度和修复作业质量,进而保障了供水系统的连续性和可靠性。

预制拼装综合管廊承插式接头剪切力学性能研究

为研究预制拼装综合管廊节段剪切工况下承插式接头力学性能,本文建立地下预制拼装综合管廊土三维数值模型,通过对管廊节段施加位移荷载模拟顺剪与逆剪,分析承插式接头应力分布规律,最后建立沉降量与接头剪力的关系,得到接头极限承载力与极限错台位移。结果表明:预制拼装综合管廊节段剪切造成管廊接头内侧受压外侧受拉,接头插口端应力分布在竖向侧壁,承口端主要由顶底板两侧受力,承插式接头最大主应力集中在承口端侧壁顶部外侧1 m处及插口端的底板;管廊节段顺剪接头剪力随沉降增大而减小,逆剪接头剪力随沉降增大而增大,承插式接头顺剪与逆剪工况极限剪应力分别为407 kN和512 kN左右,研究结果可为预制拼装综合管廊安全运营提供科学依据。

承插式柔性接口钢管在市政给排水领域的应用

结合我国承插式柔性接口钢管管道技术规程对钢管柔性承插口的要求,介绍了国内目前主流的几种承插式柔性接口形式和特点。承插式柔性接口的允许转角在产品标准、设计标准、施工控制中依次减小,接口具有较高的安全度。现场水利试验结果表明,长距离输水管道的水头损失以沿程水头损失为主,承插式柔性接口引起的局部水头损失可以忽略;钢管采用内环氧防腐的管壁光滑程度与塑料管相近。承插式柔性接口钢管技术可靠、先进,适合在市政给水和排水工程中推广应用。

交通荷载作用下埋地承插口排水管道动力响应分析

近年来,由于市政排水管道灾变导致的道路坍塌事故频发,水泥混凝土管是目前应用最为广泛的市政排水管道,其在交通荷载作用下的力学响应特征尚不明确。基于ABAQUS有限元软件,建立了带承插口结构排水管道三维数值模型。在考虑承插口、橡胶圈和无限元吸收边界等的基础上计算分析了不同脉冲幅值、不同荷载作用位置和不同管道埋深对管道动力响应的影响。结果表明:管节处受力高度不连续,交通荷载对其作用位置两侧一节管长范围内的管道影响显著;承口和插口环向以受拉和受压为主;交通荷载作用位置对管顶、管底和管侧纵向Mises应力最大值无明显影响,但对管顶和管底纵向Mises应力分布有影响;管道纵向Mises应力及环向竖向应力与管道埋深成正比,应力增量与埋深增量成反比。计算结果为进一步研究交通荷载作用下排水管道的力学机理提供参考。

供水管网渗漏模型研究

分析了柔性接头和刚性接头在地震下的破坏模式。在此基础上,给出了具有明确物理意义的接头渗漏面积表达式来修正已有的管线渗漏模型。利用管线渗漏试验确定了渗漏模型中的重要参数——渗漏系数。分别用不同模型对一个小型供水管网的抗震功能可靠度进行了分析。结果表明:既有渗漏模型高估了管网的抗震能力,而本文建议的渗漏模型的结果更加符合实际。

拱北隧道曲线钢顶管接头橡胶圈结构数值模拟研究

曲线钢顶管技术是给水工程和隧道支护工程中新的非开挖施工技术,其管节结构与传统混凝土顶管管节结构差别较大,但目前设计和施工缺乏理论依据和参考规范。为优化拱北隧道曲线钢顶管施工中采用的接头橡胶圈结构,采用ABAQUS有限元软件,建立接头安装模型,研究优化前后橡胶圈应力、接触压力和接头安装力的变化规律。结果表明:优化后的橡胶圈应力和接头安装力明显减小,且接触压力大于0.3 MPa,满足现场施工密封的要求,证明优化后的接头更加合理可靠。

交通和运行荷载耦合作用下管道承插口力学响应研究

承插式混凝土管是目前最为常见的城市排水管道结构形式,在管内流体和上覆荷载的耦合作用下可能发生接头破坏,进而引发管道渗漏。基于Abaqus和Fluent有限元软件建立了考虑橡胶圈承插口的排水管道三维精细化模型和管内流场模型,在充分考虑管土相互作用、承插口和橡胶圈接触以及管内流体的情况下,借助MpCCI(mesh-based parallel code coupling interface)平台联立求解了结构和流体模型,重点研究了不同流量、交通荷载大小和作用位置对承插口动力响应的影响规律。结果表明,在多场荷载的作用下,中心管节的最大主应力和竖向位移最大,且管底和管顶的应力分布规律相同,均受拉,但管底的应力值稍大;流量的改变对承插口的力学响应影响较小;交通荷载幅值大小对承插口的最大主应力和竖向位移的作用较显著,且影响集中在中心管节;荷载作用位置的移动对承插口竖向位移和管顶、管底的力学响应影响较明显。

我国新型脚手架的发展动向

简述我国脚手架发展现状，对近几年发展起来的新型脚手架——框式脚手架、承插式脚手架和附着式升降脚手架进行述评，并对推广应用工作提出了建议。

大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

针对大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数取值问题,以新疆小洼槽倒虹吸工程为例,结合工程实际选取合理的观测段,并依据多年实测资料,采用伯努利方程原理,初步确定倒虹吸管承插式接头局部水头损失系数。在此基础上,将倒虹吸全段水头损失（包含承插口接头局部水头损失）水力计算结果与上下游水位实测数据进行对比分析,验证该系数取值范围的准确性。最终建议大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数ζ取值范围为0.0035～0.005。

承插式复合材料埋地管道抗震性能分析

为研究承插式复合材料埋地管道抗震性能,建立了由四个玻璃纤维/热固性材料铺层(0/90/0/90)组成的管体有限元模型。对承插式接口的力学性能进行了计算,并给出了接口在三个方向上的等效弹簧参数。对埋地管道在不同强度地震作用下的整体位移分布、各铺层的应力分布以及承插式接口的抗震性能进行了分析。结果表明,两个0°铺层的应力比两个90°铺层的轴向应力均增大75%左右;随着地震强度的增大,接口E轴向等效弹簧的相对位移与抗力随之提高;在0.2 g,0.4 g,0.6 g地震强度作用下下,管道中部接口E的相对位移均未超过界限位移值,均保持正常工作状态。

承压钢管柔性密封接头的性能

钢管系统中典型的接头形式包括无约束的橡胶密封式、约束式的现场焊接式、法兰连接、管箍连接和伸缩接头。针对钢管和其他用途材质的管道最常见的不受约束的密封接头,介绍了美国水工程协会(AWWA)供水实践手册M11的钢制水管章节中滚压沟槽式和卡内基式两种主要类型密封接头的设计和安装,讨论了滚压沟槽接头的发展、设计以及制造过程中的质量控制,同时比较了与卡内基式接头的相似和不同之处。沟槽接头的破坏性试验结果显示,承口端和插口端的冷成型不影响钢管的质量和强度。五十多年的应用表明,滚压沟槽接头管道直径可达1 981.2 mm(78 in),最大工作压力为1.72 MPa(250 psi),允许瞬时最大压力为2.59 MPa(375 psi),接头不需要购买或单独进行焊接,经济性良好。

大直径承插式钢顶管的施工受力变形测试分析——以厦门高集海堤原水管道迁改工程为例

承插式钢顶管可以实现大曲率顶进,但管节间的相对转动对接头和管身的影响机制却未得到系统研究。为研究大直径承插式钢顶管在顶进轴线调整过程中的受力变形特性,本文通过现场测试,详细记录了海底大直径钢顶管在顶进过程中承插式接头的测缝、径向变形和纵环向应力。结果表明,承插式接头可以适应大直径钢顶管的轴线偏转要求,管节间最大相对偏转角较规范允许的焊接式钢顶管最大偏转角增大了近19倍。在曲线顶进时,承插式钢顶管自身径向变形的调整可有效降低接头处的应力水平,且管节间由偏转产生的附加应力有限。

内壁腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制

为了确保爆破振动荷载影响下临近服役多年埋地混凝土管道的安全,开展内部腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制的研究.基于Thistlethwayte混凝土腐蚀理论,建立运营期混凝土管道内壁腐蚀缺陷预测理论模型.结合全尺寸承插式混凝土管道爆破模型试验及振动分析,验证承插式混凝土管道爆破动力响应的数值建模方法及参数选择.通过腐蚀缺陷预测,开展不同腐蚀缺陷形态下的承插式混凝土管道爆破动力响应数值试验,分析爆破振动荷载作用下的腐蚀管道动力性能演化规律.结合极限强度准则,确立腐蚀管道主控动力失效准则,提出爆破振动影响下运营期内壁腐蚀承插式混凝土管道的安全控制标准.

爆破地震荷载作用下承插式HDPE管道动力失效机制

承插式管道接口更易受到外界荷载破坏导致管道失效,为保证爆破开挖过程中邻近承插式高密度聚乙烯(high-density polyethylene,HDPE)波纹管道的安全运营,控制爆破振动荷载对管道的影响是重点关注内容。通过全尺度预埋单段HDPE波纹管道现场试验,得到管道的振动速度和动应变响应数据,结合LS-DYNA数值模拟软件分别建立了无承插接口管道与含弹性密封圈的承插式HDPE波纹管道;利用现场试验数据验证了无承插口管道模型参数的可靠性,并对比分析了承插式管道的结构位移、振动速度、有效应力的响应规律与失效机制;结合现行规范,根据管道响应规律与接口允许旋转角度计算得到了承插式管道的安全振动速度。研究结果表明:有承插口管道的合振速、合位移和有效应力大于无承插口管道;在同一截面上,有承插口管道迎爆侧的合振速和有效应力更大,而最大合位移出现在截面的背爆侧;管道合位移与合振速在轴线中心处截面最大,并向两端不断减小,有承插口管道中心合位移更大;通过接口允许旋转角度得到此类工况条件下的承插式管道的安全振速为24.77 cm/s。

低温下K2型大口径球墨铸铁管安装技术研究

许多大型工程经常由于一些无法避免的因素,必须在冬季低温气候条件下施工。为保证北京南水北调配套工程大兴支线工程中首次被应用的K2型承插接口DN2400球墨铸铁管的冬季安装质量,通过对K2型接口结构形式的分析,采用冬季沟槽开挖保暖,止水橡胶圈保温,管口及时清理及涂抹(凡士林)润滑剂,接口气密性试验注入酒精抗冻,土方回填分区分层,降低含水量及填料粒径等措施,从而使工程冬季施工得到顺利进行。为大兴支线工程的按期全线通水创造了条件,同时为在不同的环境条件下管道安装施工积累了一定经验。

基于壳-弹簧模型的预制地下管廊横向抗震分析

利用ABAQUS有限元软件,采用壳单元模拟预制装配式地下管廊,非线性弹簧模拟管段承插口接头的力学行为,非线性地基弹簧模拟土-结构间相互作用,文中提出一种适用于预制管廊横向抗震分析的壳-弹簧计算模型。以天津市某拟建地下管廊为例,对4个计算工况进行了横向抗震分析。结果表明,壳-弹簧模型内力较梁-弹簧模型均有所增大,轴力、剪力、弯矩分别增大17.4%、22.7%和27.9%;考虑管段间钢绞线预应力时,内力在幅宽上有明显变化且在承插口接头处明显增高;引入管廊结构材料塑性后,管廊层间变形显著增大,且较之线弹性模型增大了68.7%。文中的壳-弹簧模型可反映预制综合管廊结构的弹塑性行为及接头钢绞线预应力影响,对预制综合管廊抗震设计有一定指导作用。

天然气冷喷加湿工艺的研究与应用

我国大部分城市曾用铸铁管道输送人工煤气,城市燃气管网中的铸铁管道一般采用机械接口的方式连接,机械接口的密封材料采用橡胶垫圈。近几年,城市燃气管道由人工煤气转输天然气后,铸铁管道的接口逐渐出现了泄漏问题。本文探讨了人工煤气转换为天然气后,采用天然气冷喷加湿工艺解决铸铁燃气管道接口泄漏的机理、天然气加湿剂的试验及选择、冷喷加湿系统的工艺的研究以及投资运行经济分析。

钢管弯头处与PCCP管承插口部位位移计算模型研究

为了解钢管弯头在内水作用下对钢管与PCCP管接头处的影响,确保在内水压力下临近弯头处的承插口处的水平位移值不超过允许限值,通过建立两种理论计算模型与有限元分析模型,对比分析钢管弯头处在内水压力作用下的摩擦力分布范围,探讨摩擦力作用下钢管位移计算方法,并提出此种情况下的设计处理方法。

ⅡC级防爆电气设备隔爆外壳强度设计

主要阐述了 C级防爆电气设备隔爆外壳强度参数的确定和设计方法以及设计依据。