组合荷载作用下穿越隧道管道的强度分析

穿越隧道管道跨度较大,受力情况复杂,敷设方式不当很容易导致管道失效。基于非线性有限元方法,建立了穿越隧道管道有限元模型,使用管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。参考实际工程数据,考虑了温度和内压组合荷载的作用,对比计算了不同敷设方式、回填土性质和滑动支撑间距等参数下的管道应力及位移,通过分析得到:直埋敷设能更好地保证管道的安全运行,该敷设条件下管道优先选择用黏土回填并进行夯实;若采用支墩敷设的方式,滑动支撑的间隔应取20 m左右,并且对弯管处管道壁厚进行加厚。研究结果可为穿越隧道管道的敷设设计提供一定的参考。