直埋热力管道固定墩优化设计

号审 骨 丑 壁旦 营 － 晷 － Ｓ ｄ ． ． ． ． ． ４ ｑ ｌ ￣ － 晷
Ｔ形固定墩 箱式固定墩
部覆土重 ， Ｎ； ６ ， ｄ ， ｈ均为 固定墩几 何尺寸 ， 对 于矩形为宽 、 厚、 高，
ｍ； ， ｈ ， Ｈ分别 为固定墩顶 面、 管道 中心和 固定墩底 面至地表 面 距离 ， ｍ 为地基承 载力设 计值 ， Ｐ ａ ； … 为 固定 墩底 面对 土壤 的 最大压应力 ， Ｐ ａ ； ￣ ｂ 为 回填土的 内摩擦角 ， 砂土取 ３ ０ 。 。
压力折减 系数 ， 可取 ０ ． ４～ ０ ． ７
因 主 固 定 支 架 回 普 通 套 筒 补 偿 器 或 波 纹 补 偿器
和顶 面与土壤 的摩擦力 ， Ｎ； Ｅ 。 为主动土压力 ， Ｎ， 当 固定墩前 后均
为粘性 土时 Ｅ 可 以略 去 ； Ｅ 为被 动土 压 力 ， Ｎ； Ｔ为 直 埋 管 道 对 固
土壤承载条件 ：
≤１ ． ２ ｆ （ ３ ）
其 中 ：
＝ 如ｇ ｂ ｈ （ ｈ １ ＋ Ｈ ） ｔ ｇ ｆ ４ ５ 。 ＋ 罟１ Ｅ 。 ＝ 如ｇ ｂ ｈ （ ｈ １ ＋ 日 ） ｔ ｇ ｆ ４ ５ 。 一 孚１
（ ４ ） （ ５ ）
其中， 为抗 滑移 系数 ； 为抗倾 覆系数 ； 为 固定墩被 动土
图 １ 普通轴向补偿器和 固定支墩示意图
一
分别 为 固定 墩底 面、 侧 面
２ 固定墩 形状
定墩 的最大推力 。应 分别 计算水 压试验 推力 ， 运 行状 态推 力 ， 设
从 中选取最 大值 ； 置 为主 动土 固定墩形状通常采用长方体 、 Ｔ形体 、 箱式等。其 中箱式 固定 计 固定墩承受单根还是 双管推 力 ，
的推力动辄几百吨 ， 占地大 、 投 资大、 耗工 时等问题 一直困扰着 工
程设计人员。
１ 固定支墩 的类 型
按照是否承受介质 内压产生 的轴 向推力 分为 主固定 支墩 和 次固定支墩… 。管段承受 回填土摩擦力 、 补偿器 变形 的弹性力 或 摩擦力等 ， 同时也承受介质 内压轴 向推力 的固定支墩成 为主 固定 支墩。仅 承受回填 土摩擦力 、 补偿器位 移力 等 ， 而不受 管 道介 质 内压推力作 用的固定 支墩称为次 固定支墩 。
３ 固定墩 设计
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ － ２ ２ 作者简介 ： 张 鹏（ １ ９ ７ ９ ．） ， 男， 工程 师
・
４ ２・
第４ ０卷 第 ５期 ２ ０ １ ４ 年 ２月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
２ ） 回填土与 固定 墩 的摩 擦 系数 （ 见表 Ｉ ） 。在计算 固定 墩 底 面、 侧 面和顶 面与土壤 的摩擦 力时 ， 摩擦系数按表 １ 选 取¨ ］ 。
图２ 直 埋 固定 墩 的 常 用 形 式
４ 减 小 固定 墩造 价 的措施
１ ） 固定 墩的位移可以减小管道所产生的主动力 ， 同时还能增
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 压力 Ｅ 。 作用点至 固定 墩地 面 的距 离 ， ｍ； 为被 动 土压力 Ｅ 作
造价 。固定墩常用形 式见 图 ２ 。 用点至 固定墩地 面的距离 ， ｍ； Ｇ为固定墩 自重 ， Ｎ； Ｇ ， 为 固定墩 上
纳总结 了减小 固定墩造价 的措施 ， 以花 费最低 的成本 ， 确保直埋热力管道的安全运行。
关键词 ： 固定墩 ， 设计 ， 管道 ， 稳 定 性 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ８ 文献标识码 ： Ａ
目前有两种 固定墩的做法来平衡管道 对固定墩 的推力 ， 一种 是利用 固定墩与土壤之间的摩擦力来抵抗 供热管道 的推力 ， 即靠
１ ） 固定墩稳定性验算 ］ 。
以矩 形 固定 墩 为 例 ， 见图 ３ 。
固定墩的 自重 ， 固定墩 的被动 土压力作 为安 全储备 ； 另 一种是 利 用 固定墩 的被动土压力来抵抗供热管道 的推力 ， 即增加 固定墩 尺 寸， 固定墩 的摩擦力作为安全储备 ． ２ Ｊ 。无论哪种做 法 ， 使 固定 墩
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ４
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直 埋 热 力 管 道 固 定 墩 优 化 设 计
张 鹏
（ 太原 市 热 力公 司 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ １ ２）
摘
要： 为保护直埋供热 管道 系统 内的薄弱环节 ， 对直埋热力管道固定墩的优化设计进行了探讨 ， 介绍 了固定墩 的类型 与形 状 ， 归
抗滑移条件 ：
＝
图 ３ 固定墩受力简 图
下面介绍 固定墩 的设计计算 。
主固定 支墩 ： 当管道 中布置 普通套 筒补偿 器 、 普通 波纹 补偿
器时， 管道介质的轴 向 内压 力不能平 衡抵 消 ， 只有利用 主 固定支
蔓± ± ± ≥１ Ｅ ＋Ｔ ． ３
（ １ ）
架来强 制固定 。管道介质 的轴 向内压力 发生在管道 的盲端 、 变径 管、 转弯 、 三通 、 分段 阀关 闭 、 分支 阀等处 。当管道 中布 置方 形补
偿器 、 无推力套筒补偿 器 、 无推力波纹补偿 器时 ， 发生在 管道的转
抗倾覆条件 ：
＝ 扎 ５ （ ２ ）
弯 等处 的介质轴 向内压力被平衡抵 消 ， 不需要 布置主 固定 支架来 强制 固定 ， 此时或者使 用次 固定支架或者虚拟 固定 ， 如图 １ 所示 。
第４ ０卷 第 ５期 ２ ０ １ ４ 年 ２月 文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ５ － ０ ０ ４ １ － ０ ２
山 Байду номын сангаас 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ ＥＣ Ｔ ＵＲ Ｅ
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