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規(guī)程總則條文說明中的解釋:管徑:因?yàn)樵诠艿肋M(jìn)行熱伸長(zhǎng)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算中對(duì)荷載作了簡(jiǎn)化處理,計(jì)算結(jié)果對(duì)大管徑管道來說,偏差較大,其性能是不安全的,但是對(duì)小管徑管道影響不大;溫度:供熱管網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性與設(shè)計(jì)溫度密切相關(guān),直埋供熱管道保溫材料的使用壽命、耐溫能力也是根據(jù)設(shè)計(jì)溫度來選擇的,這個(gè)溫度界限在強(qiáng)度方面是安全的。
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2.直埋供熱管道保溫結(jié)構(gòu)組成與性能
直埋供熱管道的保溫結(jié)構(gòu)組成是:保溫層、保護(hù)外殼。
直埋供熱管道保溫結(jié)構(gòu)的功能:管道保溫、抵抗土壤壓迫和傳遞力。為了克服管道在土壤中橫向位移時(shí)土壤對(duì)管殼的擠壓和土壤對(duì)管殼在管道徑向產(chǎn)生的壓力、保證保溫結(jié)構(gòu)形狀完整,保溫層和外殼必須具有足夠的強(qiáng)度,規(guī)程中要求保溫層的抗壓強(qiáng)度≥200kPa。
保證保溫結(jié)構(gòu)完整的另一個(gè)必須條件是:外殼、保溫層和鋼管相互之間的粘結(jié)強(qiáng)度。為了克服管道軸向位移時(shí)土壤對(duì)管道外殼的摩擦力,直埋供熱管道的保溫層需要能傳遞剪切力。土壤與管道外殼之間的摩擦力,其計(jì)算公式為:
F=πρgμ(H+Dc/2)Dc(1)
公式中F-軸線方向每米管道的摩擦力,N/m;
Dc-管外殼直徑,mm;
g-重力加速度,9.81m2/s;
ρ-施工所在地的土壤密度,kg/m3;
μ-施工所在地的土壤與管殼之間摩擦系數(shù);
H-施工所在地的管頂覆土深度,當(dāng)H>1.5m時(shí),取1.5m。
直埋供熱管道保溫層與內(nèi)鋼管、外殼與保溫層都傳遞軸向剪切力,剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式為:
τ=Fmax/πDc=ρgμmax(H+Dc/2)(2)
公式中μmax-土壤與管殼之間zui大摩擦系數(shù);
Fmax-土壤與管殼zui大摩擦力,N/m。
例如:對(duì)于DN500保溫管外殼與內(nèi)保溫層粘結(jié)抗剪強(qiáng)度要大于13.6kPa;對(duì)DN20保溫管保溫層與內(nèi)鋼管表面粘結(jié)抗剪強(qiáng)度必須大于37.2kPa。在規(guī)程中,要求直埋供熱管道的保溫層剪切強(qiáng)度(含與內(nèi)管和外殼粘結(jié))≥120kPa。
3直埋供熱管道的施工方法
3.1 直埋供熱管道的安裝方式
直埋管道中的應(yīng)力是熱脹變形不能*釋放而產(chǎn)生的。因此。通過選擇不同的安裝方式,可以改變熱脹變形的大小和變形的釋放程度,進(jìn)而改變管道的應(yīng)力水平。熱脹變形的大小與零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度有關(guān),零應(yīng)力狀態(tài)溫度的提高,可降低熱脹變形的大小。根據(jù)此溫度是否等于安裝時(shí)的環(huán)境溫度,管道可分為兩種。冷安裝:零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度等于安裝時(shí)的環(huán)境溫度。預(yù)應(yīng)力安裝:零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度等于預(yù)熱溫度。根據(jù)熱脹變形能否釋放,管道又可分為兩種。無補(bǔ)償安裝:兩固定墩之間或遠(yuǎn)離補(bǔ)償裝置而處于錨固狀態(tài)的管道(錨固段),其熱脹變形不能被補(bǔ)償裝置所吸收。有補(bǔ)償安裝:補(bǔ)償裝置附近處于滑動(dòng)狀態(tài)的管道(滑動(dòng)段),其熱脹變形能被補(bǔ)償裝置所吸收。
3.1.1 無補(bǔ)償冷安裝
管道回填時(shí),既不進(jìn)行預(yù)應(yīng)力,也不進(jìn)行補(bǔ)償,溫度變化時(shí)管段處于不動(dòng)的錨固狀態(tài)。無補(bǔ)償冷安裝是zui簡(jiǎn)單和的安裝方式,但運(yùn)行工況下管道承受較高應(yīng)力。在滿足強(qiáng)度條件時(shí),管段應(yīng)優(yōu)先采用這種安裝方式