鋼絲網(wǎng)骨架管屬于柔性管還是剛性管,敷設(shè)受力特點(diǎn)是什么?
一、鋼絲網(wǎng)骨架復(fù)合管(SRTP)歸類:柔性管道
依據(jù)《GB 50268-2008 給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》定義:化學(xué)建材鋼塑復(fù)合管統(tǒng)一歸為柔性管道,和純 PE 管、鋼管同類;鋼筋混凝土管、PCCP 管才是剛性管。
關(guān)鍵區(qū)分依據(jù)
結(jié)構(gòu):雙向斜向鋼絲交叉編織菱形網(wǎng)、無點(diǎn)焊,整體具備可彎曲、可微量變形能力,并非剛性鋼籠;
受力機(jī)理:埋地外荷載依靠管周回填土側(cè)向土抗力分擔(dān)豎向荷載,而非單靠管壁自身剛度扛壓;
失效控制:工程驗(yàn)收控制管道豎向變形率≤3%,以變形限值為控制指標(biāo),符合柔性管判定標(biāo)準(zhǔn);
對(duì)比易混管材:鋼骨架聚乙烯復(fù)合管(經(jīng)緯點(diǎn)焊鋼籠)剛度極大,歸半剛性 / 剛性管,二者不能混淆。
二、敷設(shè)受力特點(diǎn)(分內(nèi)壓受力、埋地外荷載受力、軸向 / 沉降受力三大維度)
(一)內(nèi)部水壓受力(輸送介質(zhì)壓力)
雙向鋼絲均衡分擔(dān)環(huán)向 + 軸向應(yīng)力鋼絲呈 54.7° 雙向螺旋纏繞,內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向拉力、軸向拉力由兩組斜向鋼絲共同承擔(dān),環(huán)、軸向抗拉強(qiáng)度均衡,無單向薄弱區(qū),承壓遠(yuǎn)高于純 PE 實(shí)壁管(1.0~2.5MPa 高壓適用)。
鋼絲網(wǎng)約束 PE 蠕變HDPE 長(zhǎng)期受壓會(huì)緩慢膨脹蠕變,連續(xù)網(wǎng)狀鋼絲形成約束骨架,限制塑料徑向擴(kuò)張,大幅提升長(zhǎng)期耐壓穩(wěn)定性,溫度升高時(shí)強(qiáng)度衰減幅度遠(yuǎn)小于純塑料管。
管體與電熔管件等強(qiáng):接口可同步承受內(nèi)壓、軸向拉力,無剛性接口斷裂風(fēng)險(xiǎn)。
(二)埋地外部覆土 / 車輛荷載受力
土拱 + 側(cè)向土抗力共同承載(柔性管核心機(jī)理)覆土豎向荷載使管道輕微豎向壓扁、橫向擴(kuò)張,兩側(cè)回填密實(shí)土體產(chǎn)生側(cè)向擠壓抗力,抵消大部分豎向壓力;管道、回填土協(xié)同受力,不單純依靠管壁自身剛度承載。
對(duì)回填土質(zhì)量高度敏感回填密實(shí)度不足、含大塊硬物、單側(cè)回填不均會(huì)造成局部過大變形,超出 3% 變形限值即失效;溝槽無需做混凝土剛性基礎(chǔ),砂墊層即可滿足。
抗碾壓、抗沖擊優(yōu)于純 PE 管鋼絲網(wǎng)分散地面車輛、重物沖擊荷載,不易局部凹陷、開裂;但仍需控制覆土厚度,避免超重車輛長(zhǎng)期碾壓。
(三)軸向、地基不均勻沉降受力
具備軸向柔性,適應(yīng)不均勻沉降網(wǎng)狀鋼絲無剛性焊接節(jié)點(diǎn),管道可產(chǎn)生微小彎曲、微量軸向伸縮,當(dāng)?shù)鼗植砍两怠⒙坊茣r(shí),能通過自身形變釋放應(yīng)力,不易斷裂、接口脫開;剛性混凝土管極易在沉降處開裂滲漏。
軸向抗拉能力強(qiáng)鋼絲網(wǎng)提供軸向拉力,適合長(zhǎng)距離拖拉敷設(shè)、過河牽引、定向鉆穿越,不易拉斷;熱脹冷縮產(chǎn)生的軸向變形可由管段微量彎曲吸收,少設(shè)伸縮節(jié)。
彎曲敷設(shè)受力可控可按規(guī)范最小彎曲半徑現(xiàn)場(chǎng)自然彎管繞開障礙物,彎曲時(shí)鋼絲網(wǎng)均勻分散彎曲應(yīng)力,不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中開裂。
(四)綜合敷設(shè)受力總結(jié)
剛?cè)峒鎮(zhèn)洌轰摻z網(wǎng)提升環(huán)剛度、抗壓、抗蠕變;PE 基體提供柔性變形能力;
埋地設(shè)計(jì)核心:以回填土為主要承載結(jié)構(gòu),嚴(yán)控回填壓實(shí)度、分層回填;竣工必須檢測(cè)管道豎向變形率;
地質(zhì)適應(yīng)性:軟基、回填土、不均勻沉降路段優(yōu)先選用,不用大面積混凝土基礎(chǔ);
荷載短板:不可懸空長(zhǎng)距離架空(缺少側(cè)向土體支撐,僅靠自身剛度易下垂變形),架空敷設(shè)需增設(shè)連續(xù)支墩。
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