埋地管道荷载计算-3 - 360文档中心

埋地钢管结构计算

3)计算系数
rG1 1.2 包角 90 DL 1.25 n 2 rG,sv 1.27 kgm 0.102 η 0.9 Kst 2 rGw 1.2 kvm 0.157 γ 0 1 Kf 1.1 rGs 1.27 kwm 0.102 ψ 0.85 DL 1.5 Rq 1.4 kb 0.096 ψc 0.9
3
Br/d1 5.46 ν p 0.3
rs(kN/m ) rst(kN/m ) 19 78.5
ξ 1.02 ν s 0.4
Ed(kN/m2) 3.06E+03
2)几何参数
a(m) 0.2 D1(m) 1.832 b(m) 0.6 D0(m) 1.816 b0(m) 1 r0(m) 0.908 t(m) 0.016 r1(m) 0.916 D(m) 1.8 t0(m) 0.014 设计地面高程(m) 管中心高程(m) 18.61 管顶高程(m) 15.076 Ip(m4) 0.001167 14.16 Hs(m) 设计外水位(m) 3.534 15.28
OK！！！
4.稳定验算
工况1地面汽车荷载(kN/m2) 工况2地面堆积荷载(kN/m2) Fcr,k(kN/m )
2
( G1k gmG1k G , sv kvm Fsv , k Gw kwmGwk Qc kvmqik D1 )r0b0 E r 1 0.732 d ( 0 )3 E p t0 N c Q Fwd , k r0b0 N 6M x p c QEp T b0t0 b0t0 2 M
242.54 254.29 673.93
OK！！！ OK！！！
f
0 f

2
Fcr, k Kst (Fsv , k / D1 qik Fvk )

埋地穿路钢质管道承受竖向载荷的计算方法

埋地穿路钢质管道承受竖向载荷的计算方法LI Ming;GUAN Yishan【摘要】埋地穿路钢质管道承受的竖向载荷包括土壤载荷和路面载荷两部分,是管道稳定性校核和强度校核的重要参数,竖向载荷计算方法的探讨对管道建设和安全运营都具有重要的意义.目前土壤载荷和路面载荷的计算方法都有一定的适用范围,选取方法不同则计算结果不同,土壤载荷的计算方法主要有GB 50332公式法和有限元法;路面载荷的计算方法主要有Holl积分法、JTG D60分布角法、AWWA M45分布角法和有限元法.通过分析各种计算方法的特点,以及不同计算方法计算结果之间的差异,找出产生这些差异的原因,确定不同管径、不同埋深等条件下宜选用的计算方法,这对于准确确定管顶竖向载荷具有指导意义;同时,根据有限元分析结果,得出大管径深埋管道的稳定性和强度校核不应只考虑管顶竖向载荷作用,某些情况下管道侧向载荷比竖向载荷还要大.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】7页(P70-76)【关键词】埋地穿路钢质管道;土壤载荷;路面载荷;总的竖向载荷;计算方法【作者】LI Ming;GUAN Yishan【作者单位】【正文语种】中文埋地钢质管道在竖向载荷作用下超过一定限度时将丧失承受竖向载荷的能力，因此工程上将埋地钢质管道的稳定性校核和强度校核作为管道承受竖向载荷作用下是否安全的判定标准[1-7]。

竖向载荷大小的计算方法，尤其是管道承受路面载荷的计算是校核过程中的一个难点，主要是因为不同的计算方法所采取的理论模型不相同，没有一个统一的理论模型能够完全准确地模拟不同管径、不同管顶埋深管道承受的竖向载荷，不同的理论模型随着管径、管顶埋深的变化均存在一定的适用范围。

如果计算方法造成计算结果偏大，则需要增加盖板涵等措施来减小管顶竖向载荷，从而造成投资偏大；如果计算结果偏小，没有增加有效的保护措施会造成管道处于不安全状态。

管道荷载计算方法规定

中国石化集团兰州设计院标准SLDI 333C06-2001 0 新制定全部顾英张彦天郑明峰2002.04.01修改标记简要说明修改页码编制校核审核审定日期2001-01-08 发布 2001-01-15 实施中国石化集团兰州设计院管道荷载计算方法规定目录1.范围2.荷载类型和组合2.1 荷载类型2.2 条件2.3 荷载组合3. 荷载计算方法3.1 管子荷载3.2 由热胀或热缩引起的水平荷载和垂直荷载3.3 摩擦力3.4 地震荷载、风荷载、雪荷载、冲击荷载1. 范围本标准中包括的荷载数据的计算方法用于土建结构条件的设计。

2.荷载类型及组合2.1 荷载类型荷载数据应包含以下荷载:（1）管道荷载(自重及工作荷载)管道重量,保温材料,介质等（2）热胀或热缩引起的反作用力反作用力是由管子的热胀或对收缩以及位移约束引起的。

（3）摩擦力摩擦力是由管架上的管子的位移引起的。

（4）地震荷载(a) 由地震加速引起的荷载(b)由管道约束点与地震相关的位移引起的反作用力(反作用力的计算方法与热应力的计算方法类似) （5）风荷载（6）雪荷载（7）冲击荷载由安全阀气流或水锤的冲击引起的荷载。

（8）膨胀节的拉伸及反弹作用。

2.2条件荷载的计算应经过下述条件的研究。

当荷载已达到正常操作时的最大值，或其他操作情况下荷载的变化可以忽略不计，计算可仅以正常操作情况为基准。

（1）水压试验、气压试验充水重。

（2）正常操作条件。

正常操作条件不同于以下第（3）条中所述情形。

（3）特殊操作情况（a）开车情况（从开车到正常操作的过渡情况）。

管子从管架上松开，设备或管道等内部温度的临时变化引起的热应力。

（b）停车情况（从正常操作到停车的过渡情况）。

应考虑到与紧急停车相关的问题（压降等），开车时的情况也应考虑。

（c）除焦，再生操作，蒸汽转化等。

2.3荷载组合（a）下表是在各种条件下同时起作用的荷载组合。

P : 集中荷载W: 均匀荷载Q : 单位荷载(单位面积重量)（2）假设地震荷载,风荷载及冲击荷载没有同时产生影响.（3）在水压实试验中无需标注管架,梁,结构等的垂直荷载.在其他情况下,当管线数量较少时，应单独标出每跟管线的垂直荷载。

管道的荷载计算方法

管道荷载计算方法注意（1）此设计规定应按照以下说明：管道设计工作应按照规定执行。

（2）此规定指出工程设计专业必须为管道设计的需要来执行。

在规定基础上管道设计者可以作适当的修改。

2．荷载和外力的设计2.1通则当设计下列结构时，应考虑荷载。

各种荷载的联合作用在计算中的应用见2.14条。

2.2结构本体应计算结构本体和防火材料的重量。

2.3动设备对于泵、压缩机、马达等设备重量，要尽可能快地从制造商处获取相关数据，其中应包括控制、辅助设备、配管等重量。

在对设备直接设在支架上的情况进行计算时，应尽可能快地提交相关动力影响因素。

2.4起重机荷载起重机的荷重应根据制造商的数据来确定。

2.5容器、塔等除容器和塔外，还包括过滤器、沉降槽、换热器、冷凝器及其配管。

根据该类设备各种荷载的综合情况，在计算中应包括以下重量/荷载。

（1）空重这是容器、塔等的静止重量，包括衬里材料、保温、防火、阀门等，应根据制造商提供的数据推导出来。

（2）操作重操作重是容器、塔等的空重，几在该单元操作过程中最大容量的重量之和。

（3）水压实验荷载在现场需要对设备进行水压实验时，设计支架结构时应考虑该设备完全充满水的重量。

当一个支撑支一台以上的容器时，该支撑应根据以下基础进行设计：在同一时刻，一台容器进行水压实验，而其他容器为空设备或仍处于操作状态中。

2.6活动荷载（1）活动荷载应根据以下平台或通道的用途分为几个等级（a）A级主要用作人行通道，除了人可搬动的物品外，没有其他东西。

例如台阶、楼梯平台、管架上人行道、仪表监测平台及阀门操作平台。

（b）B级用于较轻的阀门、换热器、法兰、类似部件的检修工作，放置拆卸这些部件的工具，若在梁或桁架上放置重物须加小心。

（c）C级承受特殊荷载。

要根据特殊需要进行设计。

（2）活动荷载见表1表1 生活荷载2.7风荷载风荷载应根据UBC确定，假设以下几点：风驻点压力q=140kg/m2（在10米高度）方向“c”重要系数I=1风力可从各个方向作用于构筑物，应考虑其最不利的情况（最大逆风向）。

导管埋深计算公式文解释

导管埋深计算公式文解释在工程施工中，导管埋深是一个非常重要的参数，它直接关系到管道的使用寿命和安全性。

因此，正确计算导管的埋深是非常重要的。

本文将对导管埋深的计算公式进行详细的解释，以帮助读者更好地理解和应用这一重要参数。

导管埋深的计算公式通常包括以下几个参数，管道直径、埋深系数、地表荷载、地下水位等。

下面将逐一对这些参数进行解释，并给出相应的计算公式。

1. 管道直径。

管道直径是指管道横截面的直径，通常以毫米（mm）为单位。

在计算导管埋深时，管道直径是一个重要的参数，因为它直接影响到管道的受力情况和承载能力。

一般来说，管道直径越大，需要的埋深就会越深，以保证管道的安全性和稳定性。

2. 埋深系数。

埋深系数是指管道埋深与管道直径的比值，通常用来表示管道埋深的相对大小。

埋深系数的选取需要考虑到地表荷载、地下水位等因素，一般来说，埋深系数越大，管道的安全性和稳定性就会越高。

3. 地表荷载。

地表荷载是指地表对管道的垂直荷载，通常由土壤、道路、建筑物等因素所产生。

地表荷载是导管埋深计算中一个重要的参数，它直接影响到管道的受力情况和稳定性。

在实际工程中，地表荷载需要根据具体情况进行测算和分析，以保证管道的安全使用。

4. 地下水位。

地下水位是指地下水的水位高度，它直接关系到管道的防水和防渗能力。

在导管埋深计算中，地下水位是一个重要的参数，需要根据实际情况进行测算和分析，以保证管道的安全使用。

根据以上参数，导管埋深的计算公式可以表示为：埋深 = 管道直径×埋深系数 + 地表荷载地下水位。

其中，埋深为导管的实际埋深（单位，米），管道直径为管道横截面的直径（单位，毫米），埋深系数为管道埋深与管道直径的比值，地表荷载为地表对管道的垂直荷载（单位，千帕），地下水位为地下水的水位高度（单位，米）。

通过以上公式，可以清晰地看到各个参数对导管埋深的影响，以及它们之间的相互关系。

在实际工程中，需要根据具体情况对这些参数进行测算和分析，以保证导管的安全使用。

管道荷载计算公式

管道荷载计算公式在管道设计中，荷载是指作用于管道上的外力或外载荷，包括静荷载和动荷载两种类型。

静荷载是指静止状态下的荷载，例如管道自重、土压力、液体静压力等。

动荷载是指动态状态下的荷载，例如流体冲击、地震力等。

管道荷载计算的目的是确定管道的最大荷载，并根据这些荷载确定管道的尺寸、材质和支撑方式，以确保管道的安全运行。

常用的管道荷载计算公式包括以下几种。

1. 管道自重计算公式：管道自重是指管道本身的重量。

管道自重的计算公式为：自重= πD^2/4 × L × γ，其中D为管道的外径，L为管道的长度，γ为管道材料的单位重量。

2. 土压力计算公式：土压力是指土壤对管道的压力。

土压力的计算公式为：土压力= γ × H × (1 - sinθ)，其中γ为土壤的单位重量，H为管道埋深，θ为土壤的内摩擦角。

3. 液体静压力计算公式：液体静压力是指管道内液体对管道壁的压力。

液体静压力的计算公式为：静压力= γ × H × A，其中γ为液体的单位重量，H为液体的高度，A为管道的截面积。

4. 流体冲击力计算公式：流体冲击力是指流体在管道中流动时对管道壁的冲击力。

流体冲击力的计算公式为：冲击力= 0.5 × ρ ×V^2 × A，其中ρ为流体的密度，V为流体的流速，A为管道的截面积。

5. 地震力计算公式：地震力是指地震时地面对管道的作用力。

地震力的计算公式为：地震力= γ × H × A × R，其中γ为土壤的单位重量，H为管道的埋深，A为管道的截面积，R为地震加速度。

以上是常用的管道荷载计算公式，通过根据具体情况选择合适的公式进行计算，可以得到管道在不同荷载下的应力和变形情况。

在实际工程中，为了保证管道的安全性和稳定性，通常会选择保守的设计参数进行计算，并考虑一些不确定因素，如材料的强度、温度变化等。

基础埋深计算公式

基础埋深计算公式
1.直埋管道的埋深计算公式：
埋深=地面标高-管道顶部标高
这个公式非常简单，只需要知道地面标高和管道顶部标高就可以得到埋深。

2.地埋管道的埋深计算公式：
埋深=地面标高-地表以下的土层厚度-管道顶部标高
地埋管道的埋深计算公式相对较复杂，需要考虑地表以下不同土层的厚度。

一般情况下，需要通过地质勘探等方法来确定各个土层的厚度。

3.隧道管道的埋深计算公式：
埋深=隧道顶部标高-管道顶部标高
隧道管道的埋深计算较为简单，只需要知道隧道顶部标高和管道顶部标高。

这些公式都是通过几何关系来计算埋深的，但实际应用中需要结合具体的工程条件进行调整。

在计算埋深时，还需要考虑以下几个因素：
1.埋设管道的类型和尺寸：不同类型和尺寸的管道具有不同的承载能力和稳定性要求，因此需要根据具体情况来确定埋深。

2.地表荷载：埋深的计算还需要考虑地表施加在管道上的荷载，如车辆荷载、建筑物荷载等。

3.地下水位：地下水位的高低会对管道的稳定性产生影响，需要根据地下水位来合理确定埋深。

4.土壤条件：不同的土壤类型对管道的稳定性有不同的要求，需要根据土壤条件来确定埋深。

管道荷载计算方法规定

中国石化集团兰州设计院标准SLDI 333C06-2001 0 新制定全部顾英张彦天郑明峰2002.04.01修改标记简要说明修改页码编制校核审核审定日期2001-01-08 发布 2001-01-15 实施中国石化集团兰州设计院管道荷载计算方法规定目录1.范围2.荷载类型和组合2.1 荷载类型2.2 条件2.3 荷载组合3. 荷载计算方法3.1 管子荷载3.2 由热胀或热缩引起的水平荷载和垂直荷载3.3 摩擦力3.4 地震荷载、风荷载、雪荷载、冲击荷载工作规定中国石化集团兰州设计院SLDI 333C06-2001实施日期:2001-01-15 第 1 页共7 页管道荷载计算方法规定1. 范围本标准中包括的荷载数据的计算方法用于土建结构条件的设计。

2.荷载类型及组合2.1 荷载类型荷载数据应包含以下荷载:（1）管道荷载(自重及工作荷载)管道重量,保温材料,介质等（2）热胀或热缩引起的反作用力反作用力是由管子的热胀或对收缩以及位移约束引起的。

（3）摩擦力摩擦力是由管架上的管子的位移引起的。

（4）地震荷载(a) 由地震加速引起的荷载(b)由管道约束点与地震相关的位移引起的反作用力(反作用力的计算方法与热应力的计算方法类似) （5）风荷载（6）雪荷载（7）冲击荷载由安全阀气流或水锤的冲击引起的荷载。

（8）膨胀节的拉伸及反弹作用。

2.2条件荷载的计算应经过下述条件的研究。

当荷载已达到正常操作时的最大值，或其他操作情况下荷载的变化可以忽略不计，计算可仅以正常操作情况为基准。

（1）水压试验、气压试验充水重。

（2）正常操作条件。

正常操作条件不同于以下第（3）条中所述情形。

（3）特殊操作情况（a）开车情况（从开车到正常操作的过渡情况）。

管子从管架上松开，设备或管道等内部温度的临时变化引起的热应力。

（b）停车情况（从正常操作到停车的过渡情况）。

应考虑到与紧急停车相关的问题（压降等），开车时的情况也应考虑。

（c）除焦，再生操作，蒸汽转化等。

管道的荷载计算方法

管道荷载计算方法（1）此设计规定应按照以下说明：管道设计工作应按照规定执行。

（2）此规定指出工程设计专业必须为管道设计的需要来执行。

在规定基础上管道设计者可以作适当的修改。

2．荷载和外力的设计2.1通则当设计下列结构时，应考虑荷载。

各种荷载的联合作用在计算中的应用见2.14条。

2.2结构本体应计算结构本体和防火材料的重量。

2.3动设备对于泵、压缩机、马达等设备重量，要尽可能快地从制造商处获取相关数据，其中应包括控制、辅助设备、配管等重量。

在对设备直接设在支架上的情况进行计算时，应尽可能快地提交相关动力影响因素。

2.4起重机荷载起重机的荷重应根据制造商的数据来确定。

2.5容器、塔等除容器和塔外，还包括过滤器、沉降槽、换热器、冷凝器及其配管。

根据该类设备各种荷载的综合情况，在计算中应包括以下重量/荷载。

（1）空重这是容器、塔等的静止重量，包括衬里材料、保温、防火、阀门等，应根据制造商提供的数据推导出来。

（2）操作重操作重是容器、塔等的空重，几在该单元操作过程中最大容量的重量之和。

（3）水压实验荷载在现场需要对设备进行水压实验时，设计支架结构时应考虑该设备完全充满水的重量。

当一个支撑支一台以上的容器时，该支撑应根据以下基础进行设计：在同一时刻，一台容器进行水压实验，而其他容器为空设备或仍处于操作状态中。

2.6活动荷载（1）活动荷载应根据以下平台或通道的用途分为几个等级（a）A级主要用作人行通道，除了人可搬动的物品外，没有其他东西。

例如台阶、楼梯平台、管架上人行道、仪表监测平台及阀门操作平台。

（b）B级用于较轻的阀门、换热器、法兰、类似部件的检修工作，放置拆卸这些部件的工具，若在梁或桁架上放置重物须加小心。

（c）C级承受特殊荷载。

要根据特殊需要进行设计。

（2）活动荷载见表112.7风荷载风荷载应根据UBC确定，假设以下几点：风驻点压力q=140kg/m2(在10米高度)方向“c”重要系数I=1风力可从各个方向作用于构筑物，应考虑其最不利的情况(最大逆风向)。

深埋管道的荷载计算

• • • •
预测荷载
• 人行道：预测荷载=静荷载+活荷载 = Pj2+P人 = P路面+P填土+P自重+P人 =1.1*1*2400*H1*1+1.2*1.2*1800*H2*1+ P自重+350（kgf/ m2）（H1取0.2，则P=2592H+10+ P自重+350）
预测荷载
• 慢车道： • 预测荷载=静荷载+活荷载 = Pj2+26000/（（1.1547H+5.5） *（1.1547H+0.2））（kgf/ m2）
•
•
预测荷载
• • 绿化带：预测荷载=静荷载Pj1= P填土+P自重 =∑ (ni*k*γ*h*L)+P自重 =1.2*1.2*1800*H*1+ρ*t =2592H+ρ*t（kgf/ m2） ф90/96水泥管：Pj1=2592H+7.2（kgf/ m2） ф90/100PVC： Pj1=2592H+8（kgf/ m2） ф33/40硅芯管：Pj1=2592H+5.6（kgf/ m2）计算结果可知，P自重可忽略不计。为简化计算 Pj=2592H
基本概念
• 2、弯曲应力
• 管壁的弯曲应力（管道埋深大于0.5米时） σ=M/W=R02（K1P1+K2P2）/W • σ：弯曲应力（MPa）； • K1：管道在静荷载作用下的弯矩系数； • K2：管道在活荷载作用下的弯矩系数； • R0：管厚中心半径R0=r+（R-r）/2（cm）； • W：单位管长的管壁截面系数（cm3/cm）
管道基础
• • • 1、影响地基的几个因素（1）强度及稳定性。当地基抗剪强度不足以支撑上部结构自重及附加荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。（2）压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时，特别是超过管道所能允许的不均匀沉降时，则会引起管道过量下沉，接口开裂。（3）地震造成的地基土震陷以及车辆的振动和爆破等动力荷载可能引起地基土失稳。（4）地基渗漏量或水力比降超过容许值时，会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致管道破坏。

管道荷载计算方法规定

中国石化集团兰州设计院标准SLDI 333C06-2001 0 新制定全部顾英张彦天郑明峰2002.04.01修改标记简要说明修改页码编制校核审核审定日期2001-01-08 发布 2001-01-15 实施中国石化集团兰州设计院管道荷载计算方法规定目录1.范围2.荷载类型和组合2.1 荷载类型2.2 条件2.3 荷载组合3. 荷载计算方法3.1 管子荷载3.2 由热胀或热缩引起的水平荷载和垂直荷载3.3 摩擦力3.4 地震荷载、风荷载、雪荷载、冲击荷载工作规定中国石化集团兰州设计院SLDI 333C06-2001实施日期:2001-01-15 第 1 页共7 页管道荷载计算方法规定1. 范围本标准中包括的荷载数据的计算方法用于土建结构条件的设计。

2.荷载类型及组合2.1 荷载类型荷载数据应包含以下荷载:（1）管道荷载(自重及工作荷载)管道重量,保温材料,介质等（2）热胀或热缩引起的反作用力反作用力是由管子的热胀或对收缩以及位移约束引起的。

（3）摩擦力摩擦力是由管架上的管子的位移引起的。

（4）地震荷载(a) 由地震加速引起的荷载(b)由管道约束点与地震相关的位移引起的反作用力(反作用力的计算方法与热应力的计算方法类似) （5）风荷载（6）雪荷载（7）冲击荷载由安全阀气流或水锤的冲击引起的荷载。

（8）膨胀节的拉伸及反弹作用。

2.2条件荷载的计算应经过下述条件的研究。

当荷载已达到正常操作时的最大值，或其他操作情况下荷载的变化可以忽略不计，计算可仅以正常操作情况为基准。

（1）水压试验、气压试验充水重。

（2）正常操作条件。

正常操作条件不同于以下第（3）条中所述情形。

（3）特殊操作情况（a）开车情况（从开车到正常操作的过渡情况）。

管子从管架上松开，设备或管道等内部温度的临时变化引起的热应力。

（b）停车情况（从正常操作到停车的过渡情况）。

应考虑到与紧急停车相关的问题（压降等），开车时的情况也应考虑。

（c）除焦，再生操作，蒸汽转化等。

管道的荷载计算方法

管道的荷载计算方法常见的管道荷载包括静荷载和动荷载两种。

静荷载主要包括以下几种情况：1.重力荷载：由于管道自身质量而产生的荷载。

根据管道及其附件的重量和长度，可以计算得到。

2.压力荷载：由于管道内介质的压力而产生的荷载。

压力大小与管道的直径、壁厚、介质性质和送气/液体的压力有关。

3.土壤荷载：管道埋地运行时，深埋在土壤中的管道会受到土壤的压力和重力的影响。

计算方法主要依据土壤工程力学原理。

4.风荷载：对于埋地或露天敷设的管道来说，风的作用也会产生一定的荷载。

计算方法包括风压计算和风力折减系数的确定。

动荷载主要包括以下几种情况：1.流体作用力：当管道内流体流动时，流体的动量会向管道施加压力，产生一定的荷载。

计算方法主要根据流体力学原理和压力损失公式。

2.振动荷载：管道运行时受到的振动荷载来自于流体流动引起的脉动和共振，以及管道与被支撑结构之间的摩擦振动。

计算方法主要依据振动力学原理和结构动力学计算方法。

3.温度荷载：由于介质温度变化引起的管道自身热膨胀，会产生一定的荷载。

计算方法主要依据热力学公式和材料的热膨胀系数。

对于不同类型的管道和支撑结构，荷载计算方法会有所不同。

一般设计规范中会给出详细的计算方法和公式，以保证管道及其支撑结构的安全可靠。

在进行荷载计算时1.确定设计准则：根据设计准则要求，确定需要考虑的荷载类型和等级。

2.收集必要的数据：需要获取管道及其附件的重量、尺寸、介质性质等数据，以及支撑结构的材料、截面形状和尺寸等数据。

3.制定计算模型：根据实际情况，制定合理的计算模型，包括管道和支撑结构的几何形状和边界条件。

4.进行荷载计算：根据设计准则和计算模型，进行荷载计算，分析管道和支撑结构的受力情况。

5.评估结果和进行调整：根据计算结果，评估管道和支撑结构的安全性，并根据需要进行结构调整和优化设计。

6.编制荷载计算报告：对荷载计算过程和结果进行总结和整理，编制荷载计算报告，为设计和施工提供依据。

深埋管道的荷载计算

管道基础
• • • 1、影响地基的几个因素（1）强度及稳定性。当地基抗剪强度不足以支撑上部结构自重及附加荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。（2）压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时，特别是超过管道所能允许的不均匀沉降时，则会引起管道过量下沉，接口开裂。（3）地震造成的地基土震陷以及车辆的振动和爆破等动力荷载可能引起地基土失稳。（4）地基渗漏量或水力比降超过容许值时，会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致管道破坏。
塑料管埋深
•
•
•
•
考虑管材强度、外部荷载、土壤状况、与其它管道交叉、地下水位、冰冻情况等因素来确定。外部荷载包括回填土的自重（静荷载）和过往车辆的重量（活荷载）。土壤对管道的荷重，随着管顶覆土深度的增加而增加，而车辆等地面活荷载随着管顶敷土的增加而减少，其联合作用荷载应通过计算确定，结合管材强度，确定埋深。埋深计算根据塑料管在最不理想情况下所受到的压力和塑料管的抗压强度。
•
•
预测荷载
• • 绿化带：预测荷载=静荷载Pj1= P填土+P自重 =∑ (ni*k*γ*h*L)+P自重 =1.2*1.2*1800*H*1+ρ*t =2592H+ρ*t（kgf/ m2） ф90/96水泥管：Pj1=2592H+7.2（kgf/ m2） ф90/100PVC： Pj1=2592H+8（kgf/ m2） ф33/40硅芯管：Pj1=2592H+5.6（kgf/ m2）计算结果可知，P自重可忽略不计。为简化计算 Pj=2592H
直径变形率
• 管道在荷载作用下的直径变形率 • ε=R03*（K1Pj+K2Ph）/（2EI）*100% ф90/100PVC： ε=0.0000171475*（0.132*Pj+0.076*Ph）慢车道下： ε=0.0000171475*(259.2H+1976/((1.1547H+5.5)*(1.1547 H+0.2))) • 安全系数取1.5， • ε=0.00002572*(342H+1976/((1.1547H+5.5)*(1.1547H+0. 2))) ε<5%

地下管道承载力计算(第一版)

地下管道承载力计算(第一版)
介绍
地下管道承载力是指管道在地下力学作用下所能承受的最大荷载能力。

承载力的计算是地下管道设计的重要环节。

本文将介绍地下管道承载力的计算方法。

地下管道承载力计算方法
地下管道承载力计算方法包括以下步骤：
1.计算管道的自重
管道的自重是指管道自身重量产生的荷载。

一般来说，管道自重可以通过管道的几何形状和密度计算出来。

2.计算地面荷载
地面荷载是指管道所处的地面和人造结构的荷载。

地下管道通常受到以下几种地面荷载：地震荷载、交通荷载、地表荷载和地下水荷载等。

3.计算动荷载
动荷载是指由于机械振动、地铁运营、高层建筑施工等引起的管道荷载。

这些荷载具有瞬时性和周期性的特点。

4.计算管道的弯曲变形
管道在承载过程中会发生一定程度的弯曲变形。

弯曲变形会对管道的力学性能产生影响，需要进行计算。

5.计算管道的纵向变形
管道在承载过程中也会发生一定程度的纵向变形。

纵向变形也会对管道的力学性能产生影响，需要进行计算。

结论
地下管道承载力的计算需要考虑管道的自重、地面荷载、动荷载、弯曲变形和纵向变形等因素。

必须根据具体情况进行计算，并采取相应的措施来确保管道的安全性和可靠性。

管沟宽度对埋地管道所受土压力的影响

187一、Marston-Spangler模型简介Marston-Spangler理论的基本思想是：管道最终受到的土压力为管顶以上所有覆土的重量减去回填土与管沟壁产生的摩擦力，沿管沟宽B范围内均匀分布于管顶，如图1所示：图1　Marston-Spangler理论计算模型根据M-S模型计算管顶平面的竖向土压应力为：则管顶的竖向土压力为：式中：H—管顶覆土高度；B—管沟宽度；γ—回填土重度；μ—回填土与管沟壁之间的摩擦系数；K—单位主动水平土压力与单位垂直土压力之比，等于或小于tanφ。

演化的M-S模型考虑管道两侧回填土对承担上部土柱载荷是有贡献的，而且随着管沟宽度的增加，此贡献愈发明显且不容忽略。

因此由M-S模型演化而来的直线滑移面模型如下图所示：由摩尔-库伦理论（土力学理论）可知滑裂面与最大主应力平面呈π/4+φ/2角度，即滑裂面夹角。

图中可求得I区高度h 1和滑裂面高度h 2如下：h 1=H-h 2；h 2=1/2(B-D)tan(45°+φ/2)。

I区范围内的土载荷q可直接套用M-S理论方法：Ⅱ区范围内G 2根据滑裂面模型还可分成三部分如下图所示：图3　Ⅱ区分区图其中Ⅳ区（或Ⅴ区）总的竖向压力V为：V=q(B-D)/2+γ(B-D)h 2/4作用在滑裂面上的摩阻力为：f=Vcosθtanφ考虑管道两侧土体对上部土柱载荷的贡献得到两侧土体作用于管道上的土压力如下式：W=（Vsinθ-f）sinθ；综上分析，可得到Ⅱ区总的竖向土压力如下式所示：则总的竖向土压力为I区和Ⅱ区竖向土压力之和，其公式为：G y =qD+G 2。

二、实例计算以黏土为例，管径为1016mm，壁厚14.6mm，内摩擦角取30°，回填土重度γ取18KN/m 3，特性系数K，μ取0.19，管顶埋深2.4m，通过以上数值和经验公式可计算出管顶竖向土压力如下表所示：表1　管顶竖向土压力埋深相同时随管沟宽度变化管沟宽度B 管顶埋深H土壤内摩擦角φI区范围内的土载荷qⅡ区土载荷G2GyγDH管沟宽度对埋地管道所受土压力的影响郑　康山东石油天然气股份有限公司【摘　要】在输气管道径向稳定校核时，单位管长上的竖向永久载荷一般指的是埋地管道上方土柱体的重力，这种计算方法相对误差较大。

管道埋深及荷载计算

弯曲应力
管材埋深管壁厚度管材内径活荷载(t) kgf/m2 安全系数取5 Mpa<80
0.7
0.0035
0.1
40
1567994.808
78399740.38
直径变形率(%)
78.39974038
% 0.7 0.0035 0.1 25 2.697561262
安全系数取1.5 4.046341893
基本概念
• 1、静荷载
• ni：超载系数（路面取1.1，回填土取1.2，混凝土取1.1） • ki：回填土的集中系数（粘土取1.2，砂土取1.1） • γ：单位体积的容重kg/m3（花砖1700，混凝土2400，钢筋混凝土2500，地下水位以上回填土1800，地下水位以下回填土2000） • h：路面或填土或混凝土的厚度 • L：构件断面外缘的宽度 • P管材自重=ρ*t（ρ：管材体积密度，t：管材厚度）
（kgf/ m2）
江苏省邮电规划设计院有限责任公司
Posts & Telecommunications Planning and Designing Institute of JiangSu Province
预应力计算
• ф90/100PVC: σ=6*0.04752*（0.132*Pj+0.076*Ph）/0.0052 =542*（0.132*Pj+0.076*Ph） • 绿化带下，Ph取0，得σ=185442H 安全系数取5，管材允许的弯曲受拉极限为9.27H(MPa) • 慢车道下 σ =185442H+1070992/((1.1547H+5.5)*(1.1547H+0.2)) 安全系数取5 σ=9.27H+53.55/((1.1547H+5.5)*(1.1547H+0.2)) 目前管材允许的弯曲受拉强度最大为σmax≤80MPa

(完整版)埋地管道荷载计算-3

后轴一个
P
轮子的压
力
后胎着地
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a
长度，
0.2m
b
轮胎宽度，
H
覆土厚度 m
q1=
0.3367 kg/cm2
5000 kg
20 cm 50 cm 45 cm
3.4轮子并排情况，适用于车重10、15 吨（H为 0.65~0.8 ）及车重 20吨（H 为 0.6~0.8 ）的情况。
4P
q1 a 2Htg450 1.3 21.8 b 2Htg450
H
覆土厚度 m
q1=
0.384615 kg/cm2
40 cm
2.一排轮子情况，两辆并列的车轮最小中距为 1.3m时，考虑两个轮子的情况。
适用于车重10、15 吨（H为 0.4~0.65 ）及车重 20吨（H 为 0.35~0.6 ）的情况。
q1
a 2Htg450
2P 1.3 b 2Htg450
κ
P H 根据 c
混凝土的弹性模量铺装层厚度混凝土泊松比铺装层下土的反力模量， 4.5~22.5 kg/cm3, 一般可以用 13.5kg/c m3 集中荷载管道埋深 H/R 系数
C25
280000 kg/cm2
28000 N/mm2
20 cm
0.15
13.5 kg/cm3
5000 kg 60 cm
6.钢轨下深度H处的压力计算
q1
a 2Htg450
nP b c 2Htg450
c
轮距
P
轮压
n
轮数
a
枕木长
b
枕木宽