供热直埋敷设管道大口径管道固定墩VB程序硕士论文
大管径直埋热水供热管道的安装方式与设计
第2 6卷
第 1 秣 0期
煤 气 与 热 力
GAS & HEAT
Vo _ 6 No 0 l2 .1 0c . 0 t20 6
20 0 6年 1 0月
∥
供热与力 热网热站毳
大 管径 直 埋 热水 供 热 管 道 的安装 方 式 与设计
C N n . F HE Mig ENG j—e ib i
( n a n et gE gnei ei ntu o, t. B n 0 0 2 hn ) e g G sa dH ai n i r gD s nIs tt C . Ld, e g 10 3 ,C i n e n g i e a
近年来 , 国城市集 中供热 得 到蓬勃发 展 , 我 直埋
热水管 道得 到广 泛应 用 ¨-] 9 4年 , 5。17 由北 京 市 煤
50m 0 m热 水 管 道 ( 文 称 其 为 大管 径 直 埋 热 水 管 本
道 ) 会 出现 哪 些 问题 , 后 采用 哪 些 行 之 有效 的 设计
条件, 应优 先 采 用无补 偿 冷安装 方式 。在设 计 时应重 点考虑 防止局 部 失稳 、 强 管件 结构及控 制 管 加
道坡 度 变化幅 度 。
关键 词 : 直埋 热水供 热 管道 ; 大 管径 ; 无 补偿 冷安 装 ; 设 计 中图分类 号 :T 9 5 U 9 文献 标识码 :B 文章 编号 :10 4 1 (0 6 1 0 4 0 0 0— 4 6 2 0 )0— 0 6— 3
1 工 程 概 况
哈尔滨 市道里 区集 中供热 工程 的总供 热 面积为
设的计算方法和设计参数, 并应用于大量的实际工
陈 呜 , 冯 继蓓
大管径热力管道直埋敷设设计分析
大管径热力管道直埋敷设设计分析摘要:自改革开放以来,我国的社会经济和社会科技的发展速度惊人,促进了我国各个行业领域的发展脚步。
如今,供热管道的敷设在市场上得到了广泛的应用,并且理论性的知识已经逐步成熟。
但是在实际的工作中,由于缺乏专业的管理,导致在施工过程中受到一定的限制,出现各种各样的问题。
为此,施工单位应该重视工程的管理,加强做好工程的管理工作,满足施工要求。
本文主要针对供热管道工程在实际工作中的管理展开详细的分析。
关键词:热力管道;直埋敷设;设计探讨0前言在开展工程施工之前,相关人员应该先对施工现场进行实地考察,并根据实际情况做好工程的设计方案,这样才能保证施工工作的顺利进行。
现阶段,供热管道理论在市场上逐渐成熟,一般情况下,大部分的理论都是借鉴弹性理论知识,管道的管径热力一般都是控制在DN500左右。
由于管道的热力会对承轴的压力有一定的应力效果,甚至会影响着管道的硬度和强度,从而难以控制管道的稳定性。
但是近几年来,随着我国社会科技的不断发展,促进了我国管道的敷设技术的发展。
1 我国直埋管网设计存在的问题在直埋管网设计过程中,由于各种因素的影响,设计上还是存在一些问题,结合工作实际,总结出来当下我国直埋管网设计存在的一些问题,具体如下:(1)如今,由于我国的施工环境比较恶劣,再加上施工条件受到限制,大管径的热力管道直埋敷设工程受到了一定的影响。
在管道直埋敷设施工过程中,有一部分的施工工程需要高空工作,因此需要支架进行架空作业。
但是现阶段,大管径的管道直埋敷设的架空工作的施工技术在市场上尚未成熟,也没有丰富的社会阅历和社会经验,更加没有相关的建设法律依据,从而使得大管径的管道直埋敷设建设在施工过程中无法可依,其相关权益不能得到良好的保障,关于此类问题,需要相关的施工单位噬待解决。
(2)大管径的直径比较大,所以其管顶的覆土深度就越深,从而也将会缩短管道的整体敷设长度,在此工程作业中,其各个工作程序的工作量和工作难度都会有所增加,所需要的工程零件或者构件也随之增多。
城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析
城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析摘要:在现代城市建设中,大口径、高温、高压的直埋式供热管道被广泛应用,管道固定段的轴向推力通常很大,给结构设计带来一定的困难。
本文从埋置深度、周围覆土性质等对固定墩的性能的影响方面,对固定墩的结构设计进行研究。
关键词:直埋式供热管道固定墩1固定墩主要受力固定墩作为管道的支撑结构埋于地下,除了自重外,受到各种外力作用。
1.1 水平力1.1.1 管道水平推力管道水平推力F(单位为kN)根据管道的敷设、管径、运行温度、安装温度、工作压力的变化及与土的摩擦力计算可得出。
此项数据在设计过程中由暖通专业计算并提供,用于结构计算。
1.1.2 主动土压力、被动土压力管道支墩前后侧面的土体对支墩产生主动土压力及被动土压力,计算公式如下:粘性土:Pa=γhtan2(45°-φ/2)-2ctan(45°-φ/2)Pp=γyhtan2(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)砂土等无粘性土:Pa=γhtan2(45°-φ/2)Pp=γhtan2(45°+φ/2)式中:Pa——主动土压力,kPaPp——被动土压力,kPaγ——土的重度,水土分算时,取浮重度;水土合算时,取天然重度,kN/m3h——固定墩埋深,m;φ——土的内摩擦角C ——土的粘聚力,kPa1.1.3 固定墩与土的摩擦力固定墩底面、侧面及顶面与土壤接触,都会产生摩擦力,但在计算中,上面及侧面的作用力可忽略不计,只计算底面产生的摩擦力。
Ff=G式中:Ff——摩擦力,kN。
——土与固定墩的摩擦系数:对粘土,0.25~0.45;对砂土,0.40~0.50;对碎石土,0.60。
G——固定墩自重及上面的覆土重,kN。
1.2 垂直力1.2.1 固定墩自重GG=γ0V式中:γ0——固定墩的重度,一般取25kN/m3V——固定墩的体积,m31.2.2 固定墩上部覆土的重量G1G1=γh0S式中:γ——固定墩上部土的重度,水土分算时,取浮重度;水土合算时,取天然重度,kN/m3;h0——固定墩上部覆土深度,m;S——固定墩底板面积,m2;2固定墩的结构验算2.1 抗滑移验算[1]抗滑移验算公式式中:Ks——抗滑移系数;K——固定支墩后背土压力折减系数,取0.4~0.7;EP——被动土压力作用力,kN;Ea——主动土压力作用力,kN。
浅谈供热管网直埋敷设固定敦的设计与施工
浅谈供热管网直埋敷设固定敦的设计与施工摘要:当前,城市供热管网中的直埋敷设方式已经成为供热管道敷设的一种主要敷设方式。
在许多城区的集中供热管网布局中,直埋敷设的供热区域也逐渐扩展。
在这种情况下,城市热力管网对直埋管道的受力设计也相应的不断增加了要求。
供热管网直埋敷设固定墩的设计是否合理,在一定程度上将直接影响到工程造价和安全运行。
本文从供热管网直埋敷设的概念和发展现状出发,深刻分析了固定墩的受力状态和施工设计。
关键词:供热管网直埋敷设固定墩施工设计一、供热管网直埋敷设的相关概念供热管网敷设方式分为直埋敷设、地沟敷设和架空敷设这三种敷设方式。
直埋敷设与其他两种敷设方式相比,其具有对周围环境的影响和供热损失较小,施工周期相对较短、占地少、使用寿命长等优点。
因此,直埋敷设在城市供热领域的应用比较广泛。
总的来说,直埋敷设保温管所用的材料一般分为以下两种,一种是氰聚塑直埋保温管,这种保温管的保温层耐温最高可以达到120 ℃,采用高温聚氨酯保温层可耐温150 ℃,这种直埋保温管制作工艺较简单,价格较低,且接头现场处理较为容易。
另一种是直埋式预制保温管,这种保温管的性能相对于氰聚塑直埋保温管来说更好,但其价格也相对较高。
这种直埋式预制保温管的接头处需进行热熔焊、塑料焊,并需进行热塑带缠绕加强,因此施工难度比较大。
二、直埋敷设的发展现状随着社会经济的不断发展,城市集中供热已经成为城市供热的总体趋势,集中供热在其使用效果上也体现出了巨大的社会效益和经济效益,同时也极大的方便了居民的生活。
我国的供热管道直埋技术最早是从20世纪80年代起步,随后在2000年中华人民共和国建设部发布了《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》(CJ/T114-2000)以及2001年的《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管件》(CJ/T155-2001)的行业标准。
1998年,中华人民共和国行业标准《城镇直埋供热管道工技术规程》(CJJ/T81-98)的颁布和实施,从这以后,我国供热管道直埋技术逐渐走向制度化和规范化。
供热管道直埋敷设技术探讨
供热管道直埋敷设技术探讨【摘要】本文介绍了供热管道直埋敷设的发展现状及其分类,并对有补偿直埋敷设和无补偿直埋敷设的设计方法进行了阐述,并介绍了这两种方法下管道的布置形式。
最后提出了供热管道直埋敷设中存在的一些问题,并阐述了其解决思路。
【关键词】供热管道敷设,有补偿直埋敷设,无补偿直埋敷设,技术探讨一、前言在城市的供热系统中,供热管道的投资占有非常大的比例。
供热管道直埋敷设技术发展较早,在一些发达国家应用较普遍。
我国自80年代开始应用此项技术,从此我国的供热管道直埋技术迅速发展并得到了广泛的应用。
二、直埋敷设发展现状及其分类1. 直埋敷设发展现状国内供热直埋管道的受力分析主要采用从国外引进的应力分析法。
应力分析法认为根据不同的应力作用形式,管道会发生不同形式的破坏,应采用不同的应力验算方法。
1976 年北京市煤气热力设计院等五家单位合作在热力管道无补偿直埋敷设试验研究中采用应力分类法进行无补偿的理论研究和现场实测,证实了采用应力分类法理论计算结果的正确性﹕太原理工大学和太原热力公司用三年的时间完成了大直径管道摩擦系数的试验研究。
得出结论《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81—98)(以下简称《规程》)给出的回填土摩擦系数的取值范围可以适用于大直径管道的直埋敷设管道受力设计计算中。
三通、弯头等薄弱部件处的保护措施以及预热方法等技术也在不断的更新。
目前国内外对于直埋管道受力的设计原则虽然不完全一致,但是大部分都遵循尽量避免整个管道中有补偿安装,而只在局部薄弱部件处进行补偿保护的原则。
鉴于《规程》颁布时直埋敷设的发展状况,《规程》中对直埋敷设的一些设计参数进行了限制,明确指出《规程》适用于供热介质温度小于或等于150℃,公称直径小于或等于500mm 的钢质内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。
2. 直埋敷设网的分类直埋供热管网的敷设方式按照长直管段是否允许出现无补偿管段分为两大类:有补偿敷设和无补偿敷设。
供热管道直埋敷设技术的探讨
供热管道直埋敷设技术的探讨摘要:供热管道的敷设是一项技术性较强的工作,本文对供热管道直埋敷设技术进行了介绍,这是一种新型的施工技术,在实际应用的过程中,有着较多的优点,不但可以施工较为方便,而且可能节省用地,减少资金的投入,提高管道工程的经济效益。
本文对直埋供热管道的设计方法、布置形式以及施工技术进行了探讨,以供参考。
关键词:供热管道;直埋敷设;技术在室外供热管网工程施工时,多采用的是管沟敷设的方式,这种施工方式已经无法适应管道工程对施工质量以及效率的要求,施工单位选用直埋敷设技术后,不但施工的质量提高了,施工的效率也提高了。
直埋敷设的方式不会占用太多的土地,而且工艺技术比较简单,维护的工作量比较小,采用了导热系数较小的泡沫塑料材料,热损失比较小,保温层不容易出现开裂现象。
本文对供热管道直埋敷设技术进行了介绍,希望可以促进这项技术的推广。
1、供热管道直埋敷设的方法1.1无补偿冷安装直埋敷设无补偿冷安装直埋敷设的设计方法在管道工程中应用比较多,在设计的过程中,需要做好应力的分类工作,还要对管道的应力进行验算,考虑到不同特性荷载产生的应力形态对管道具有破坏影响作用,所以设计人员需要设定好不同的限定值。
应力分类法是将应力分为一次、二次、峰值应力等三种类型,应用这三种方法分别采用了弹性、安定以及疲劳分析理论,在计算的过程中较为复杂。
1.2有补偿直埋敷设这种敷设方法采用了弹性分析理论,还对管道进行了应力验算,不需要对应力进行分类,采用的是将各级荷载相加的方式,只需要考虑综合应力对管系的影响,所以计算的过程中比较简单。
应用弹性分析理论,可以控制由荷载引起的应力,设定应变在弹性范围内的限定值时需要考虑安全余量,管道在任一截面的总应力不宜超过钢材限定的最大应力。
2、管道布置的形式2.1无补偿冷安装直埋敷设采用无补偿冷安装的直埋敷设设计方法时,设计人员需要保证供热管道的工作温度在限定的范围内,管道热伸长会受到温度应力的影响,设计人员需要保证管道的强度,在管网中可以不设置补偿器,受到管件强度以及位移的限制,在对管道进行布置时,还要在施工现场做好防护措施,尽量少用补偿器以及固定墩。
小议大管径热力管道直埋敷设设计
小议大管径热力管道直埋敷设设计1.前言当前,供热领域当中,大管径热力管道使用量与使用范围越来越广,管道直埋理论也得到了相应的改革与发展,其应用效率也受到了越来越多的关注和重视。
大管径热力管道直埋敷设设计属于施工中较为关键的一个程序,但在其设计环节,仍然存在着许多问题,这些问题的出现已经阻碍了管道直埋敷设设计工作的有序开展,因此必须采取相关措施解决各种问题。
2.大管径热力管道直埋敷设设计环节存在的问题对于大管径热力管道直埋敷设设计,国内多以弹性理论作为主要选择,直埋管道管径通常不得超过DV500,但在设计环节,仍然存在着问题,主要包括以下几点:第一,针对管径超过DV500的大管径热力管道直埋敷设,当前尚不具备专业的技术规程,而是盲目的借鉴先进国家大管径热力管道直埋敷设环节的相关经验与理论。
在具体的设计环节,受施工环境、施工条件等方面的限制,部分管道在直埋敷设环节需要采取架空敷设等方式,而架空敷设和直埋敷设之间的有效衔接却存在着一些问题[1]。
在架空管道方面,普遍存在着工程预算较大的情况,因此控制工程预算也成为当前亟需解决的问题。
第二,在主客观因素的影响下,大管径热力管道直埋敷设环节,通常会出现覆土深度无法满足管道敷设设计规划提出的既定要求,不能满足设计中的最小覆地深度。
第三,一般情况下,管径相对偏大的管道,其管顶的覆土深度也会增大,而管道的安装长度限值就会变短,就会在一定程度上加大固定支架与补偿器的使用量。
同时,管径越大,所用的固定支架实际推力也会随之增大,施工难度同样会增加,从而导致工程造价大幅上涨。
如果想要控制工程量及工程预算,必须适当增加安装的长度,通过降低固定支架实际推力的形式,减少补偿器与固定支架整体使用量,进而实现控制工程预算的目标。
3.提升大管径热力管道直埋敷设设计有效性的主要策略笔者以某供热工程敷设设计为例,详细介绍提升大管径热力管道直埋敷设设计有效性的基本策略。
该工程管网的总长为2千600米,管径是DV700,而供热面积达162万平方米,以高温热水作为供热介质,供水温度是110℃,设计的压力值为1.6MPa,回水的温度约70℃,设计管网的流量限值是270T/h。
谈直埋供热管道固定支墩的优化设计
山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
NVoovl..4 42N0o1.831 ·117·
文章编号:10096825(2018)31011702
谈直埋供热管道固定支墩的优化设计
王 琴
(太原市热力集团有限责任公司,山西 太原 030012)
!'()*+
,-# ,./#
,0()*+
2.2 固定支墩的稳定性计算
固定支墩在设计中要满足抗滑移验算、抗倾覆验算以及地基
承载力验算。
抗滑移验算:
KS =KEEap++FFf≥1.3
(1)
其中,KS为抗滑移系数;K为固定支墩被动土压力折减系数,
一般取 0.4~0.7;Ep为被动土压力,kN;Ea 为被动土压力,kN;Ff
粉土
土壤饱和度 <0.5
中砂、粗砂、砾砂
碎石土
摩擦系数 0.25~0.30 0.30~0.35 0.35~0.45 0.30~0.40 0.40~0.50
0.60
抗倾覆验算:
Kov=EEPadd21++GFLd/32≥1.5
(2)
其中,Kov为抗倾覆系数;d2 为被动土压力作用点支固定支墩
底面的距离,m;d1 为主动土 压 力 作 用 点 支 固 定 支 墩 底 面 的 距 离,
摩擦力对固定支墩的作用影响考虑不足。在进行固定支墩设计 时,应充分全面考 虑 各 种 类 型 荷 载 对 固 定 支 墩 的 影 响,才 能 更 加 符合固定支墩在实际使用过程中的受力,保证设计的结果尽可能 准确。
! %
& &
%+
'
直埋热网管道固定支墩设计分析
直埋热网管道固定支墩设计分析作者:吕智超来源:《科学与技术》2018年第25期摘要:本文主要围绕热管道固定支墩设计工作展开分析,通过研究支墩设计的必要性和各阶段设计工作存在的问题,结合具体案例来开展分析工作,明确其设计的注意事项,推动各项工作更好地开展,提高设计的整体有效性。
关键词:供热管道;固定支墩;结构设计1.固定墩设计必要性分析当前城市热网建设工作开展过程中,受到多方面因素的影响,其热力管道敷设方式也会存在差异,一般包括架空、直埋及地沟敷设三种。
实际建设工作开展过程中,架空需要占用地上和地下空间相对较多,因而在老城区以及城市内部施工过程中可能会受到诸多限制。
而地沟敷设方法会浪费大量的能源,同时其散热相对较快,施工周期也相对较长一定程度上影响了后续各项工作以合理方式开展。
就当前来说,使用供热管道直埋敷设是比较经济实惠的做法,同时其施工速度和建设周期等都能满足快速供热的要求,在当前社会中具有相对较为广泛的应用。
为了保证供热的效果和质量,避免工程在应用过程中出现问题,必须及时开展固定支墩设计和安装工作,避免管道出现位移等问题。
就当前来说,主要使用钢筋混凝土结构作为支墩的主要应用材料。
2.固定支墩形状和间距一般来说,固定支墩一般都会设计成“T”型和箱型,根据其实际应用需要进行一定的调整。
就当前来说,“T”型的热损耗相对较小,同时对小室补偿等工作贡献相对较大,在现阶段具有相对较为广泛的应用。
为了减少施工成本支出,在设计支墩之间的间距的过程中,应当尽可能将其间距扩大,通过合理计算管道热伸长度和补偿器补偿之间的关系等,合理设计推力值,避免在应用过程中出现其他不必要的问题。
3.固定支墩设计分析3.1设计数据取值支墩设计工作开展过程中,为了保障其各项工作顺利开展,应当加强对各类数据之间的联系和相互作用的重视,尽可能将安全系数控制在一点八,而供热管埋藏的深度一般在一点五到二点五米之间是不错的选择。
为了避免出现供热管问题影响地上的现象,应当将管道上方覆土的厚度保持在一米以上,可以有效提高其各项工作的整体有效性。
大管径供热直埋热水管道敷设技术研究
某供热工程 , 供热管道全 长为 5 k n, i 最大公称管径 为 1 2 0 0 m m, 供热 介 质温度为 1 3 0 ~ 7 0 " ( 2 , 设计压力为 1 . 6 h i P大管径供热直埋热水管道 。该工程 的特点是工程 规模大, 建设期短, 要求 当年 实现部分供热 。由于大部分管道 敷 设 在 市 内 人 口密 集 区 , 地下管道较多, 综 合考虑技术可行性 、 有 效 利用 地 下空问和缩短工期等 方面因素 , 除过立交桥 、 过铁道及 交叉管线复 杂等 不
构。 i大 管径 直 埋供 热 管道 的 安全 状 态
而减少了支座数量, 加快 了施工进度 , 使得工程造价 更低 。 2 _ 3敷设要点 第一, 如果条件允许 , 敷 设人员应 该选择 应用 无补偿冷安装 的方 式, 但 是如果无法应用 , 则就 需要针对工程特 点, 选择合适 的补偿器 , 另外 , 敷 设 人员还需要直埋热 水管道进行 充分的分析 ,最 大程度 的减 少补偿器 的应 用, 以 此减 少 工程 成 本 。 第 二, 敷设过程 中, 要尽 可能的避免局部 失稳现象 。 因为大管径 供热直 埋热水管道 的壁厚 比较小 , 在管 网温 度逐渐升 高的过程 中, 壁压力也会 逐 渐的提 升, 达 到设定值 时, 就非常有可 能出现局部 失稳的情况 , 尤其是某 些 特 别管件, 比如三通 等, 如果预先未 能做好预 防, 整个管件都会 出现 失稳 或 者出现 比较严重 的局部 屈曲。因为本 工程 的情况 具有一定的特殊性 , 敷 设 人 员 既 要 考虑 地 质 情 况 等 比较 基 本 的 问题 , 还 需 要顾 及 到 管 道 是 否 有 可 能 会出现椭圆化变形 的问题 , 如果 管道半径有所增 加 , 其径 向椭圆变形就 会 随之增 大, 发生局部 失稳 的概率也会随之增加 。 通 常情况 下, 敷设人 员会 通 过增加钢管壁厚 的方法来 降低局 部失稳 出现几 率,这虽然看 似加大 了成 本, 但 是整体看 上, 工程 成本并不提高 , 而是有所下降 。 2 . 4加 强 管 件 结 构 在 供热管道中无 论活动段还是锚 固段都 不可 避免地存在分支管线 , 在 分支管线 的三通 部位 除轴 向应力外还存在局部峰值应力 。 峰值应力 指管子 或管件 上由于局 部结构不连续或局部热应力效应产 生的应力增量 , 它 的特 点是不 引起 显著 的变 形, 是一种导致疲劳裂纹 或脆性破 坏的因素 因此 三
供热管网工程施工论文(3篇)
第1篇摘要:随着城市化进程的加快,供热管网作为城市基础设施的重要组成部分,其安全、稳定、高效运行对于城市居民的生活质量具有重要意义。
本文从供热管网工程施工的各个方面进行探讨,包括施工准备、工程测量、土建工程、管道安装、防腐保温、压力试验等,旨在为供热管网工程施工提供一定的理论依据和实践指导。
一、施工准备1. 工程设计:在施工前,应充分了解工程设计图纸,确保施工方案的可行性。
对设计图纸进行审查,发现设计中的不合理之处,及时与设计单位沟通,确保设计方案的完善。
2. 施工组织设计:根据工程设计图纸和现场实际情况,制定合理的施工组织设计,明确施工流程、施工方法、施工顺序等。
3. 施工人员培训:对施工人员进行专业培训,提高施工队伍的整体素质,确保施工质量。
4. 材料设备准备:根据工程需求,提前采购施工所需的材料设备,确保施工进度。
二、工程测量1. 确定施工坐标:根据设计图纸和现场地形,进行施工坐标的确定,确保施工精度。
2. 管线定位:根据施工坐标,进行管线定位,确保管线走向正确。
3. 桩基测量:对桩基进行测量,确保桩基位置准确。
三、土建工程1. 管沟开挖:根据设计图纸和现场地形,进行管沟开挖,确保管沟尺寸、形状、深度符合要求。
2. 沟基处理:对沟基进行处理,确保沟基坚实、平整。
3. 支护结构施工:根据管沟深度和土质情况,选择合适的支护结构,确保施工安全。
四、管道安装1. 管道下沟:根据管线定位,将管道平稳、准确地下沟。
2. 管道连接:采用合适的连接方式,确保管道连接牢固、密封。
3. 管道试压:对管道进行试压,确保管道强度和密封性。
五、防腐保温1. 防腐处理:对管道进行防腐处理,延长管道使用寿命。
2. 保温材料选择:根据管道介质和温度要求,选择合适的保温材料。
3. 保温施工:按照保温施工规范,进行保温施工,确保保温效果。
六、压力试验、清洗、试运行1. 压力试验:对管道进行压力试验,确保管道强度和密封性。
2. 清洗:对管道进行清洗,去除管道内的杂质和污物。
大口径直埋热水管道的设计实践与经验
温度等于 回填时 的环境 温度 , 在管 网中最大 限度地 减少甚至完 全取消 补偿 器和固定支架 , 减少 了事故隐患 点。但 是 , 网运行 时的温度与 当管 施 工时 的环境 温度相差 很大 时 , 由于土壤束 缚 , 管道 热膨胀 得不 到释 放, 管道锚 固段 中的轴 向应力会较大 。 预热安 装也是一种无补偿直埋敷设方法 。预热安装原理 是在管沟 回填 之前对管道进 行预先加热 , 金属管道 在 自由状态 下随着温度 的升 高将 产生热伸长 量。待 回填 管沟后结束 预热 , 当金属 管道被 回填 土壤 约束 固定时 , 温度 的降低 , 随着 宏观上的热伸长量将转化为金属管道 内 部 的轴向应力变化 。预热安装 提高 了管道 的安装温度 , 降低 了运行 时 管道 中的轴 向应力 , 小了管道初 次运行时的位移量 , 减 适用于需要控 制 管道初次位移量 的特殊情况 。 上述两种 安装方式 的设计理论都 是基于安定 性分析理论 , 管道 的 强度验算 与安装温度 和初次变形量 无关 , 预热 安装和冷安装 方式在 管 道强度及使 用寿命方 面没有差别 。预热安装不 能提高管道 的强度 , 因 此在安全可靠性上相对于冷安装没有优势。
一
、
先地位 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
欧洲 的供 热技术发达 国家采用预 制保温管直埋敷设始 于上世 纪六 十年代 , 十年代 前北欧采用 敞沟预热 的安 装 , 八 八十年代 中后期采用 一 次性补偿器预 热 , 九十年代后北欧 已开始使 用冷安装 , 经过 了几 十年的 发展 形成 了一套设计 安装方法 , 经过对 比 , 目前国内外的设计原则基本 致, 管道强度验算 的控制条件 也是 一致 的。 二、 无补偿直埋敷设 的条件 如何 实现安 全可靠 的无 补偿 直埋 ?其技 术条 件分 为三个 主要方 面: 钢管壁厚 、 保温结构和应力分析 。 首先, 为避免 出现强度失 效和稳定失 效这两种 直埋热水 管道应力 破坏 形式 , 钢管壁厚 除需 满足管道 内热水介质工作 压力要求外 , 还需考 虑直埋 管道特殊 的工作状态 、 直埋管道承受 土壤 及地面交通荷载作用 , 管道 与土壤 之间 的摩 擦力 和管道变形受 限形成 的轴向应力作用 、 管道 内部 工作压 力 、 试验 压力 、 状态放 水等 压力波 动的作用 、 事故 这种工作 状态 要求管 道有足 够的强度 和刚度保持钢 管不发 生失稳和过度 变形 。 目前 国 内已实 施的高温热 水直埋管 网的厚径 比一般 为 1 %~1 %, . 3 . 按 4 此 推算 , 管径 D I0 壁厚 1 ~1m 管径 D 1 0 壁厚 1 ~1r 管 N O0 3 4 m, N 20 6 7 m, a
直埋热网管道固定支墩设计分析
直埋热网管道固定支墩设计分析摘要:热电厂热网管道及城市集中供热管道常采用直埋方式敷设,但对直埋管道固定支墩设计分析的相关理论及处理方法并不完善,本文在工程实践基础上,对固定支墩尺寸设计、样式、配筋计算进行了分析总结,为类似设计提供参考。
关键词:供热管道;固定支墩;土压力;设计引言目前,随着我国热电厂的建设和北方地区城市集中供热的发展,热力管道敷设越来越广泛。
管道敷设方式主要为架空、地沟和直埋。
架空方式不但占据地下空间,而且需要地上空间,影响美观,在地上空间有限的厂区及城市很受限制。
地沟敷设方式需要年年进行维修,供热成本较高,同时接缝多,热损失大,能源浪费严重,施工周期长,对城市交通影响大,工程造价高等问题。
经过近年来的应用证明,供热管道直埋敷设具有良好的社会效益和经济效益,优点如下:工程造价低;热损失小,节约能源;防腐、绝缘性能好、使用寿命长;占地少、施工快、有利于环境保护和减少施工扰民。
因此,直埋方式已成为供热管道最普遍采用的敷设方式。
同架空敷设、地沟敷设供热管道一样,直埋供热管道上设置固定支墩,其目的同样是限制管道轴向位移。
固定支墩一般为钢筋混凝土结构。
1 固定支墩形状及间距固定支墩形状通常采用长方体、倒“T”形体、箱式等,其中长方体、倒“T”形体固定支墩应用较多,箱式固定支墩和管道阀门小室、补偿小室、泄水排气小室等合用,以降低土建造价。
为了节约投资,固定支墩间距应尽可能的大,同时固定支墩间距必须满足下列条件:管道的热伸长量不得超过补偿器所允许的补偿量;管道因膨胀和其他作用而产生的推力,不得超过支墩所能承受的允许推力。
2 固定支墩设计2.1 固定支墩受力荷载固定支墩主要承受管道的热膨胀冷缩约束力、内压不平衡力和活动段位移产生的作用力,同时作用于固定支墩上的外力还有主动土压力、被动土压力、支墩与土的摩擦力。
垂直外力有管道自重及管道内介质的重量、支墩及支墩上的土重量。
土压力可按朗肯土压力理论计算。
大管径供热直埋热水管道敷设技术
沟槽的开挖应采用机械和人工 相结合的方式,以确保沟槽的 质量和安全。
管道安装
管道安装前应检查管 道的材质、规格和外 观质量,确保符合设 计要求。
管道安装时应根据设 计要求进行对口和焊 接,确保管道的密封 性和强度。
管道安装时应采用吊 装设备,并应轻吊轻 放,避免损坏管道。
回填施工
回填施工前应检查沟槽内的积水 是否已排除,并应保证回填材料
05
大管径供热直埋热水管道 敷设技术的应用案例与效 果分析
应用案例介绍
北京某供热公司
采用大管径供热直埋热水管道敷设技术,为城市供热提供稳定、高效的热源。
案例特点
管道直径大,埋深较深,采用高密度聚乙烯管材,保温性能优越。
敷设技术效果分析
保温性能
采用高密度聚乙烯管材,保温性能优越,有效 减少热量损失,提高供热效率。
的质量和含水量。
回填施工时应按照设计要求进行 分层回填和夯实,以确保回填的
质量和密实度。
回填施工时应避免在管道上方堆 载重物,以免损坏管道。
检查井施工
检查井施工前应检查井的尺寸、位置和标高是否符合设计要求。
检查井施工时应采用机械和人工相结合的方式,以确保检查井的质量和 安全。
检查井施工时应按照设计要求进行砌筑和抹面,以确保检查井的密封性 和强度。
在大管径供热直埋热水管道敷设领域的技术发展。
THANKS
感谢观看
在城市化进程中,为了满足不断增长的供热需求,供热管道的规模和直径也在不断 扩大。
大管径供热效率等,逐渐成为城市供热管道敷设的主流技术。
技术发展现状
大管径供热直埋热水管道敷设技 术在我国已经得到了广泛的应用
,技术发展较为成熟。
国内主要供热管道生产厂家均具 备生产大管径供热直埋热水管道 的能力,并已形成了一系列相关 的设计、施工和检验验收规范。
城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析
城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析1、城镇供热管道设计1.1直埋供热管道的应力无论多大的直径埋管道,管道内部压力产生的压力主要是管介质和管道轴向摩擦当土壤的轴向位移,和管土的侧向位移横向压缩反应。
压力产生的内部压力和土壤侧向压缩反应引起的二次应力计算方法根据现有“城”的直埋供热管道工程技术规范(CJJ / t81 - 98)计算,但现有的土压力引起的轴向摩擦“纪律”忽略管道本身重量的影响,这在小直接埋管道强度计算是没有问题,但是对于大直埋管道由于管道本身自重大,当发生管道轴向位移时,由自重产生的管道和土壤之间的摩擦不应被忽视。
1.2过渡段长度计算当补偿装置的两端直接管间距大于过渡段的长度限制(最大长度的摩擦)两次,可以形成两个(自然)锚点之间的无偿部分(自然锚固段);当补偿设备间距小于或等于两次过渡段的长度,由一个静止的点分为两个过渡段(补偿)。
没有补偿直埋敷设方式冷安装条件:根据弹性理论分析(1.35σeq[美国])或更低,只要温差不大于弹性安装温差,直管道直埋敷设方式不允许安装补偿器和无偿,管道在弹性状态下运行。
换句话说,当安装一个温差大于弹性温差,直部分中不允许存在锚定,必须安装补偿器,设置补偿器的最大间距是管存在过渡段的锚固长度的两倍。
过渡段长度可以根据现有的停滞时期在单轴应力和摩擦。
弹性温度(58.0 ~ 67.4℃)和管道工作压力(1.0 ~ 2.5 Mpa),公称直径(dn40 - 1000)。
采暖管道安装温度计算在10℃,供水温度的设计一般都大于80℃,温度低于80℃,因此,无论第二网络,直接埋管供水管道必须安装补偿装置、回水管可以考虑无偿。
根据弹塑性理论分析(σeq 3(σ)或更少),等效应力小于屈服极限的两倍,引入安全系数后,取而代之的是容许应力的3倍。
基于弹性稳定性分析的温度(121.0 ~ 149.3℃)也增加了许多,这样,即使水温高达140℃,采用直线冷段和安装没有补偿直埋敷设方式。
大管径供热管网直埋衍设技术应用
大管径供热管网直埋衍设技术应用摘要:根据工程设计对大管径热网的应力进行分析。
关键词:直埋衍设:应力分析为统一我国城镇直埋供热管道设计及施工、施工及验收标准,由建设部组织、审定的推荐标准《城镇直埋供热管道工程技术规范》(CJJ/T81-98)于1999年起开始实行。
在规范中,限于当时热网规模和实验数据只有DN500以下资料,在强度条件、管道热伸长计算当中对荷载作了简化处理,对小管径管道影响不大,但当管径逐渐增大以后,简化计算结果便产生较大偏差,是不安全的。
近年来,随着集中供热范围的扩大,大大超过了技术规程中的DN500,目前已经投入运行的已达DN1200,在可行性研究中,甚至达到DN1400。
设计人员对超出的范围部分根据《城镇直埋供热管道工程技术规程》的基础上,借鉴其它相关规范的规定,进行扩充和探讨。
1.规程内规定的管道的安全状态安全状态即管道不出现任何方式的破坏,通过演算使管道能够满足一定的安全条件。
规章规定了必须进行的二种演算方式:管道的应力演算和稳定性演算。
1.1应力计算热力管道应力验算主要形式:热力管道应力验算,采用-应力分类法。
其主要特点是将管道上的应力分为二次应力和峰值应力三类,并采用相应的应力验算条件。
以判断所设计是否安全、经济、合理。
(1)一次应力指管道由内压和持续外载作用下产生的应力,对一次应力演算应采用弹性分析或极限分析。
应力演算标准为:一次应力的当量一次应力的当量应力不应大于钢材在计算温度下的基本许用应力〔σ〕。
(2)二次应力指管道由于热胀冷缩等变形受约而产生的应力,二次应力的特点变形为自限性的,对应力计算应采用安定性分析。
所谓安定性分析是指结构不发生塑性变形之后,在留有残余应力的状态下,仍能安定在弹性状态。
应力演算标准为:一次应力及二次应力的当量应力,不应大于钢材在计算温度下的基本许用应力〔σ〕的3倍。
(3)峰值应力是指管道及附件(如三通、弯头等)上由于局部结构不连续或局部热应力效应产生的应力增量。
(热能工程专业论文)直埋敷设供热管道应力分析与受力计算
哈尔滨J下程大学硕士学位论文
口=1.2x10~m/m-℃,供水温度疋=130℃,回水温度瓦=80℃,管道安装温度瓦=5℃,管内介质工作压力P=1.6MPa.外径见=720mm,内径见=700mm。
1.管道内压应力
分析管道内压力产生的应力时,假设管道的内压作用在管道内没有压力损失,即管道内的内压力作用是定值。
数值分析时的模型可以简化为平面圆环的应力分析问题。
又因为管道是轴对称的,为了方便分析不同管径的内压应力可以取管道的1/4作为几何模型(见图2.6),单元模型采用结构实体单元plane42,网格为Quad4node。
图2-6管道的几何模型图
ANSYS分析命令流如下:
,PREP7
ET,l,PI,ANE42
hdmMP,1.0
MPDATA,EX,l,,2e11
MPDATA,PRXY,l一03
CYL4,0,0,0.35,0,0.36,90
图2-7内压应力等效变形图
图2-8内压应力等效应力图
应力分析结果:见图2.7内压应力等效变形图,图2.8内压应力等效应
图2-9径向应力分布图
图2-11周向应力分布图。
浅论直埋供热管道应用与施工
浅论直埋供热管道应用与施工摘要:目前我国区域供热管网在一定范围内应用了直埋敷设的方式,该方式相比传统的敷设方法,不仅占地少、施工周期短、维护量小,还可以节约成本、延长使用寿命长,适应城市建设的发展要求。
关键词:直埋供热管道应用施工前言供热管道直埋敷设方法同传统的地沟敷设方法相比具有占地少、施工周期短、维护量小、寿命长等诸多优点,近些年来预制保温管施工技术也有了很大的发展,已颁布的《城镇直埋供热管道工程技术规程》标志着直埋技术在我国已经趋于成熟,因此,在供热管道的施工中,直埋敷设越来越多地被采用。
一、直埋供热管道应用1、无补偿直埋敷设技术某集中供热管网工程全线采用高温水无补偿直埋敷设技术,设计条件:设计供水温度为115℃,供水压力1.4MPa,最大管径为600mm,热水管网供热半径为8km,管线延线长度15km,管材材质采用Q235 钢,管顶埋深1.1~2.0m。
根据该地区的实际情况,大部分管网敷设在河道中,为了减少在河中敷设补偿器和固定墩造成的事故,采用无补偿(无预热)直埋敷设技术,无补偿敷设要求对管道受力分析和应力计算非常严格,否则造成的后果比较严重。
该工程已投入使用三年,运行状况良好。
2、有补偿直埋敷设技术某热源厂供热管网工程采用有补偿直埋敷设方式,设计条件:设计供水温度为1 2 0 ℃, 供水压力1 . 6 M P a , 最大管径为900mm,管材材质采用Q235 钢,管顶埋深为1.3~2.5m。
由于供水温度高和地形高差大,为满足管道稳定性条件,供热管网采用了有补偿直埋敷设方式,设计时需要在大小头管径较大的一侧设置固定墩,管径较小一侧设置补偿器。
考虑到管径较大,钢管相对来说是薄壁壳体,必须对管道的局部失稳进行校核计算,由于管道内的最大轴向应力发生在固定墩处,因此,固定墩处的应力必须进行校核计算。
二、设计方法1、无补偿冷安装直埋敷设无补偿冷安装直埋敷设的设计方法采用应力分类法对管道进行应力验算,应力分类法根据由不同特性的荷载产生的应力性态和对管道破坏的影响,对管道上不同性态的应力分别给予不同的限定值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
供热直埋管道固定墩受力分析
供热供燃气通风及空调工程, 2011,硕士
【摘要】供热直埋敷设管道与地沟敷设管道相比具有工程造价低、热损失小、防腐性能好、使用寿命长、占地少、施工快等特点,具有极大优越性,并且具有显著的社会经济效益和节能效益,在工程实际
中被广泛应用。
伴随着城市规模的扩张,城市集中供热系统趋于大型化,致使大口径、高压力的管道应用越来越普遍。
详细分析了直埋管道固定墩的水平荷载、垂直荷载、扭矩、切向力及扭转角的计算公式。
水平荷载包括:轴向力、不平衡内压力、土压力(被动土压力、主动土压力和静止土压力)、固定墩与回填料的摩擦力、补偿器反力以及固定墩轴向位移力;垂直荷载包括覆土重力和交通荷载。
本文突破了《规程》的约束,通过对大口径、高压力的管道进行受力分析,借鉴崔孝秉对于石油管道的计算公式,结合供热管道自身的特点,综合考虑“设计推力”、“许可位移”和“扭矩”三个计算指标导出供热直埋管道固定墩的受力计算公式。
同时给出了锚死固定墩设计方法的轴向力、扭矩和切向力的计算公式和允许固定墩有微小位移设计方法的轴向力、扭矩和扭转角的计算公式。
对常用的四种典型固定墩受力模型进行了深入研究。
利用VB程序编制了“直埋管道固定墩受力计算软件”,该软件操作简单、使用方法便捷。
利用该软... 更多还原【Abstract】 Heating burying pipe and trench laying pipe
construction cost compared with low heat loss, corrosion
resistance, long life, small footprint, fast construction and other features, has great advantages, and significant social and economic efficiency and energy efficiency, are widely used. At the same time, along with the expansion of city size, central heating systems also tend to large-scale, resulting in large diameter, high pressure piping used more and more common.This broke the "rules" of the... 更多还原
【关键词】供热直埋敷设管道;大口径管道;固定墩;VB程序;【Key words】heating pipe laying;large diameter pipes;buried fixed pier;VB;
x摘要3-5
ABSTRACT 5-7
第一章绪论15-27
1.1 本课题研究的意义15-21
1.1.1 集中供热对于"十二五"规划的意义15-17
1.1.2 直埋敷设和地沟敷设17-18
1.1.3 固定墩敷设原则18-19
1.1.4 本课题研究的意义19-21
1.2 与本课题相关的研究现状21-25
1.2.1 直埋管道受力研究的现状21-23
1.2.2 直埋管道固定墩受力研究的现状23-24
1.2.3 与固定墩位移相关土压力理论研究现状24
1.2.4 直埋管道固定墩受力设计中存在的问题24-25
1.3 本课题研究的主要任务25-27
第二章直埋管道固定墩受力分析及设计原则27-45
2.1 固定墩受力分析27
2.2 固定墩受力简图27-28
2.3 水平荷载计算公式28-39
2.3.1 管道热膨胀产生的水平推力28-32
2.3.2 不平衡内压力32
2.3.3 土压力32-36
2.3.4 固定墩与回填土的摩擦力36-38
2.3.5 固定墩轴向位移力38
2.3.6 补偿器的弹性力或摩擦力38-39
2.4 垂直荷载39-40
2.4.1 固定墩覆土重力39
2.4.2 地面交通载荷39-40
2.5 扭矩和切向力40-41
2.5.1 按锚死固定墩设计40
2.5.2 按允许固定墩有微小位移设计40-41
2.6 固定墩设计原则41-43
2.6.1 固定墩形状41-42
2.6.2 固定墩稳定性条件42-43
2.7 本章小结43-45
第三章典型固定墩受力模型45-69
3.1 固定墩受力模型一47-57
3.1.1 L 47-54
3.1.2 L>L_(min) 54-57
3.2 固定墩受力模型二57-61
3.2.1 L_1≥L_2≥L_(max) 57-59
3.2.2 L_1≥L_(min),L_1≥L_2且L_(max)>L_2 59-60
3.2.3 L_(min)>L_1≥L_2 60-61
3.3 固定墩受力模型三61-64
3.3.1 L_1≥L_2≥L_(max) 61-62
3.3.2 L_1≥L_(min),L_1≥L_2,且L_(max)>L_2 62-63
3.3.3 L_(min)≥L_1≥L_2 63-64
3.4 固定墩受力模型四64-69
3.4.1 L_1≥L_(min) 64-65
3.4.2 L_1 65-69
第四章直埋管道固定墩受力计算软件69-81
4.1 现有软件69-72
4.1.1 CAESAR2软件69-71
4.1.2 直埋供热管道设计计算软件71-72
4.2 论文作者编制的软件72-80
4.2.1 VB6.0的特点73
4.2.2 "供热直埋管道固定墩计算软件"介绍73-79
4.2.3 软件计算推力原则79
4.2.4 软件的特点79-80
4.3 本章小结80-81
第五章固定墩受力的影响因素81-85
5.1 管道安装方式对固定墩受力的影响81-83
5.1.1 采用无补偿冷安装81-82
5.1.2 采用有补偿冷安装82
5.1.3 预应力安装方式82-83
5.2 内压对固定墩受力的影响83
5.3 土壤摩擦力对固定墩受力的影响83
5.4 土压力对固定墩受力的影响83-84
5.5 本章小结84-85
结论85-86
参考文献。