5.6 管道竖向稳定性验算

5.6.1 直管段上的垂直荷载应符合下式:
式中:Q——作用在单位长度管道上的垂直分布荷载(N/m);
      γs——安全系数,取1.1;
      Np·max——管道的最大轴向力(N),按本规程(5.3.3-1)式或(5.3.4)式计算;
      ƒo——初始挠度(m);
      E——钢材的弹性模量(MPa);
      Ip——直管工作管横截面的惯性矩(m4)。
5.6.2 初始挠度应按下式计算:
    当ƒo<0.01m时,ƒo取0.01m。
式中:ƒo——初始挠度(m);
      E——钢材的弹性模量(MPa);
      Ip——直管工作管横截面的惯性矩(m4);
      Np·max——管道的最大轴向力(N),按本规程(5.3.3-1)式或(5.3.4)式计算。
5.6.3 垂直荷载应按下列公式计算:
式中:Q——作用在单位长度管道上的垂直分布荷载(N/m);
      GW——单位长度管道上方的土层重量(N/m);
      G——包括介质在内的保温管单位长度自重(N/m);
      SF——单位长度管道上方土体的剪切力(N/m);
      H——管道中心线覆土深度(m);
      Dc——外护管外径(m);
      ρ——土密度(kg/m³),可取1800kg/m³;
      g——重力加速度(m/s2);
      K0——土壤静压力系数;
      φ——回填土内摩擦角(°),砂土可取30°。
5.6.4 当竖向稳定性不满足要求时,应采取下列措施:
    1 增加管道覆土深度或管道上方荷载;
    2 降低管道轴向力。
 
条文说明
 
5.6 管道竖向稳定性验算
5.6.1~5.6.4 埋地管道中介质温度升高时,管道中产生轴向压力。存在轴向压力的管道有向轴向法线方向凸出使管道弯曲的倾向。由于管道周围土壤在径向和轴向对管道有约束,正常状态下埋地管道在地下保持稳定。当周围土壤的约束力较小或因周围开挖而减小,受压管道会在横向约束最弱的区域丧失稳定。管道在轴向朝失稳区域推进,并在水平方向或垂直方向推开土壤形成弯曲的凸出管段。竖向失稳可能由于设计考虑不周引起,水平失稳多为埋地供热管道投产后由于其他管线施工引起。本规程只涉及竖向失稳校核。

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