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探究玻璃纤维加强塑料管的承受力

作者:admin来源:中国塑胶网 日期:2012-5-19 8:21:44 人气: 标签:
  

  轴心受压模型轴心受压端部荷载形式2中:F为顶力,为管道所承受的均布荷载,R为管道外半径,r为管道内半径。显然有F=R2-r2=A(1)3偏心受压时的最大应力在实际的顶管施工中,经常由于各种因素的影响(如施工、地质条件等),管道接头会发生偏转,局部位置将不再接触而张开。一旦接头发生偏转,接头端部应力将会重分布,管道重新取得平衡,管道受力形式将不再是轴心受压而是偏心受压,管道端部荷载也不再是均匀荷载而是三角形非均匀荷载,如图3所示。图中:F为顶力;max为管道端部最大应力;R为管道外半径;L为管道长度;H为管道端部荷载偏心受压计算模型作用零点到管中心的距离,是为了后面公式推导简单方便而引入的量;a为管道端部最大压缩长度;b为管道接头张开长度;为管道接头偏转角。

  最大允许偏转角和最大允许张开长度顶管施工实质就是在管道后方施加顶力作用在管材上,克服管道的摩擦阻力和迎面阻力使管材沿既定路线前进。施工所需顶力取决于管径、顶进长度、地质状况、施工条件等诸多因素,准确计算施工所需顶力是比较困难的,但在一项实际顶管施工工程中,所需顶力有一个确定的最大值。当所需顶力一定时,玻璃纤维增强塑料顶管管材设计就是使玻璃纤维增强塑料顶管管材所能承受的顶力不小于施工所需顶力。

  从前面的分析可见,管道所能承受的顶力F取决于接头偏转角和管道端部荷载作用零点到管中心的距离H,而和H必须满足式(6)的要求。确定所能承受的顶力F后则可根据式(7)由管道端部最大应力max得到最小管道端部荷载作用零点到管中心的距离H,即可得到最大允许张开长度,然后由式(6)得到最大允许偏转角。

  该工程实际施工过程中在将近300t的顶力时,倒数第6节和第7节管接头之间就突然发生了破坏。经对现场勘察分析,主要是由于管线下沉了将近350mm造成管道接头偏转和张开过大,使得管材所能承受的顶力不到300t从而发生了破坏。

  由此可见,偏心受压对顶力的影响非常显著,也说明了本理论分析的正确性,在实际玻璃纤维增强塑料顶管中有必要对最大允许偏转角和最大允许张开长度进行计算,并在实际顶管施工中进行监测控制,以免管道发生破坏。

  

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