埋地压力输水钢管结构分析探讨

输水工程中,钢管因承压高、调节地基变形能力强、防渗性好等优点而得到大量采用。在这类工程中,输水管道往往工程量大,工程投资高,所以合理地进行管道结构设计尤显重要。本文通过计算输水压力钢管在不同内水压力和外压情况下需要的壁厚,得出钢管的壁厚选取主要受强度(最大环向应力和最大组合折算应力)、稳定(管壁截面的临界应力)和刚度(大竖向变形)控制。在给水工程设计中,应统筹考虑管道的设计内水压力、管道的外压,通过技术和经济比选确定钢管的材质和壁厚。本文对压力输水管道设计具有一定的指导意义。

埋地压力输水钢管最大环向应力计算探讨

输水工程中,输水钢管往往工程量大,工程投资高,所以合理地确定钢管壁厚尤显重要。我国输水钢管的壁厚设计除考虑内水压参数外,还增加了管重、覆土重等全部外压参数对钢管的影响,即内外压叠加后确定壁厚。通过计算输水压力钢管在不同内水压力和外压情况下钢管管壁截面的最大环向应力,得出随着钢管的计算壁厚增大,管壁截面最大环向应力呈减小的趋势;钢管的计算壁厚在某一区间时,管壁截面最大环向应力变化不大,甚至在某些工况下随着计算壁厚增大,管壁截面最大环向应力也增大。通过进一步分析发现,随着钢管的计算壁厚增大,内水压力产生的轴向拉力对应的环向应力逐步减小,而由外压产生的弯矩对应的环向应力先增加后减小。当计算壁厚与管径的比值在1/60~1/130之间时,由外压产生的弯矩对应的环向应力取到最大值。本文对压力输水管道设计具有一定的指导意义。