管道結(jié)構(gòu)設(shè)計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇管道結(jié)構(gòu)設(shè)計，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

(1)能源站的主要熱力設(shè)備是內(nèi)燃機、溴化鋰余熱機、直燃機。通過散熱設(shè)備完成冷卻系統(tǒng)的循環(huán)。散熱設(shè)備需要布置于室外，而室外地坪主要用于綠化，因此散熱設(shè)備只能放置于相鄰的樓宇C、D座屋面。C、D座高約50米，冷卻水管從地下負(fù)三層側(cè)墻穿出，通過C、D座豎井直通屋面小間，管路出小間后分配到各個散熱設(shè)備。管道豎井為框架結(jié)構(gòu)，管道支撐點通過H型鋼梁簡支在豎井框架梁上，豎井總高約65m，管道支撐點分別設(shè)在0、5、9.2、13.2、17.2、21.2、25.2、29.2、33.2、37.2、41.2、45.2m等地方，單根鋼梁最大總荷載為36t。通過計算H型鋼梁的強度和穩(wěn)定，截面定為HM550X300。(2)冷卻水管出了屋面小間，通過屋面管架輸送到各個散熱設(shè)備。管架之間的距離是由管道的最小支撐點距離所決定的。管架選用門型支架，管道支撐點直接設(shè)在支架梁上。門架兩柱基礎(chǔ)相連做成一個整體性、剛度較好的整體條形基礎(chǔ)，在柱頂用通長鋼梁連接，加強了管架上部結(jié)構(gòu)的整體剛度。型鋼選用軋制H型鋼，因為軋制H型鋼質(zhì)量向翼緣分布，在同等用鋼量的情況下，比工字鋼具有更大的抗彎模量。(3)管架宜采用1-2層的低層支架，主要原因為：①散熱設(shè)備回水靠重力自流，管路標(biāo)高直接決定散熱設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計高度，過高的管架會造成散熱設(shè)備的基礎(chǔ)加高，不僅增加基礎(chǔ)土建工程量，且加大了屋面荷載，勢必造成結(jié)構(gòu)設(shè)計的浪費。②相同數(shù)量、相同管徑的管路，低層管架相對高層管架，受風(fēng)荷載與地震荷載的影響小，按2層布置管架，與按5層布置管架傳到屋面板最大荷載對比如表1所示。

2屋面設(shè)備基礎(chǔ)

屋面散熱設(shè)備及管道總荷載達(dá)到約650t，屋面梁采用井字梁結(jié)構(gòu)，梁間距3m，屋面板厚為200mm。考慮冷塔等散熱設(shè)備屬于帶轉(zhuǎn)動振動設(shè)備，為提高樓頂住戶的舒適度，設(shè)計時增加了散熱設(shè)備基礎(chǔ)的剛度和配重，采用條形基礎(chǔ)，若設(shè)備設(shè)計安裝標(biāo)高大于條基高度，采用鋼筋混凝土短柱支撐設(shè)備地腳。

3結(jié)語

篇2

【關(guān)鍵字】自來水管道設(shè)備防凍裂結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號： TU81 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、水龍頭防凍裂結(jié)構(gòu)的防凍裂原理分析

因外接結(jié)構(gòu)與水龍頭的防凍裂結(jié)構(gòu)和原理相同 下面僅以水龍頭的防凍裂結(jié)構(gòu)為例來闡述它們的防凍裂原理

1、常溫下防凍裂結(jié)構(gòu)的密封與調(diào)節(jié)

如圖1 所示 常溫下 亦指氣溫處于水的冰點以上溫度 管道內(nèi)的水處于液體狀態(tài) 我們此時可根據(jù)管道內(nèi)的水壓來調(diào)節(jié)彈力調(diào)節(jié)壓塊12 的松緊 當(dāng)擰緊彈力調(diào)節(jié)壓塊12 時 彈力調(diào)節(jié)壓塊12 將壓縮彈簧10 通過彈簧10 的彈力作用實現(xiàn)作用力向頂針11 的傳遞 當(dāng)彈簧10對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力大于或遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水龍頭體內(nèi)的水對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力的時候 橡皮密封墊9 便會被壓緊在防凍裂結(jié)構(gòu)的出水口平臺上 從而實現(xiàn)水龍頭防凍裂結(jié)構(gòu)的常溫常閉密封狀態(tài)需要注意的是 當(dāng)在擰緊彈力調(diào)節(jié)壓塊12 的時候要注意彈簧的彈力大小要適度O 在剛好密封的前提下,可根據(jù)彈簧的剛度大小適當(dāng)再擰緊一點就可以了, 不宜太緊,否則,時間一長,彈簧容易因疲勞而失去彈力作用,從而直接影響防凍裂結(jié)構(gòu)的密封效果。

2、低溫下防凍裂結(jié)構(gòu)的防凍裂原理

當(dāng)氣溫驟降至零度以下甚至更低,此時的水龍頭體內(nèi)的水就會結(jié)冰,水一旦結(jié)冰后即會引起水龍頭體內(nèi)水的體積膨脹,當(dāng)膨脹后的冰水對圖1 所示的橡皮密封墊9和頂針11 的推力大于彈簧10 對頂針11 和橡皮密封墊9的壓力的時候,頂針11 和橡皮密封墊9 即被推開O 這樣,水龍頭體內(nèi)因體積膨脹而產(chǎn)生多余的冰水即會由防凍裂結(jié)構(gòu)的出水口流到其下方的儲備空間, 若溢出的水量較大,水還可以通過彈力調(diào)節(jié)壓塊12 和封蓋13 的小孔溢出水龍頭體外,從而確保水龍頭及防凍裂結(jié)構(gòu)不會被凍裂。如果考慮到溢出的水不影響水龍頭的體外環(huán)境,或者當(dāng)冰解凍時不會造成水資源的浪費, 我們可以在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用下列方法來解決: ( 1) 將封蓋13 的小孔改為盲孔,同時增大防凍裂結(jié)構(gòu)的儲備空間;( 2)若管道較粗,考慮速凍時可能有更多的水溢出,我們可以在外接的圓周方向增設(shè)更多的防凍裂結(jié)構(gòu)。

3、溫升解凍后防凍裂結(jié)構(gòu)的自動復(fù)位

當(dāng)氣溫回升冰體解凍時,頂針11 和橡皮密封墊9 便會在彈簧的彈力作用下自動復(fù)位, 從而恢復(fù)防凍裂結(jié)構(gòu)初始時的常溫常閉密封狀態(tài)。

二、管道防凍裂閥門

1、防凍裂閥門的結(jié)構(gòu)

這種閥門是在閥體內(nèi)的兩端分別設(shè)計一個胎腔，在每個胎腔內(nèi)分別裝一個橡皮制成的氣胎，氣胎類似自行車內(nèi)胎，胎體具有較強的伸縮能力，胎內(nèi)充滿氣體。

下面結(jié)合圖1～5對該種閥門進(jìn)一步說明(僅以閘閥閥體一例說明，其它閥門與此相同)。圖1是閥體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是閥體的正剖視圖；圖3是圖2的A—A剖視圖；圖4是氣胎結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4的B．B剖視圖。圖中：①閥體、②胎腔、③銅環(huán)、④氣胎。在圖2中胎腔②與閥體①為一整體。圖中，r2為胎腔腔體小半徑，r4為氣胎圓環(huán)小半徑，r2=r4，R1

為閥門進(jìn)口半徑，R2為胎腔大圓半徑，Ii4為氣胎小圓中心線的半徑。使用時氣胎④裝入胎腔②。

2、防凍裂閥門的工作原理

防凍裂閥門巧妙地利用水和氣體的體積隨溫度變化的物理特性設(shè)計而成，水隨著溫度的降低、結(jié)冰，它的體積會逐漸膨脹，因而對密閉的閥門產(chǎn)生很大的壓力，而氣體卻恰恰相反，隨著溫度的降低和壓力的增大，它的體積會急劇縮小，而且氣體相對水非常活潑，它的收縮程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水的膨脹程度，所以安裝在閥體內(nèi)的氣胎隨著閥體內(nèi)水的結(jié)冰膨脹，會迅速收縮，讓出空間，完全容納了冰的膨脹部分，徹底消除了冰的膨脹部分對閥體的壓力，從容地保護(hù)了閥體。而閥體內(nèi)不設(shè)置氣胎的一般普通閥門，由于其閥體內(nèi)沒有調(diào)節(jié)空間，當(dāng)水隨溫度的降低、結(jié)冰，體積膨脹時，膨脹所產(chǎn)生的壓力將全部作用于力，以至閥體不能承受而被脹破，造成閥門報廢和管道泄漏事故。

3、防凍裂閥門的工作過程

閥門裝于管道上正常使用時，氣胎保持鼓起狀態(tài)，當(dāng)管道內(nèi)的液體(水)隨溫度的降低、凝固、膨脹時，氣胎內(nèi)的氣體的體積則因溫度的降低和壓力的增大而大幅縮小，加之胎體有較好的伸縮性，使水結(jié)冰后的膨脹部分進(jìn)入胎腔，從而抵消了由于冰的膨脹對閥體的巨大壓力，使閥體得到保護(hù)而不被脹破。隨著溫度的回復(fù)，冰體溶化，水的體積減小，胎內(nèi)氣體的體積隨之增大，直到恢復(fù)原狀。

三、電熱防凍解凍閥的防凍解凍設(shè)計原理

1、常溫狀態(tài)下電熱防凍解凍閥的壓力調(diào)節(jié)

如圖2，當(dāng)水溫處于冰點以上溫度時，此時可根據(jù)管道內(nèi)的水壓大小調(diào)節(jié)彈力調(diào)節(jié)壓塊20的松緊，活塞3則在彈簧7的彈力作用下克服水壓對它的作用力后頂靠在塑料內(nèi)襯21的凸臺上。此時兩觸點斷開，電路不導(dǎo)通，電熱器24不工作。要特別注意的是：彈力調(diào)節(jié)壓塊20的松緊度調(diào)節(jié)要適中。在剛好將活塞3頂靠在塑料內(nèi)襯4的凸臺上的前提下，可根據(jù)彈簧7的剛度大小適當(dāng)再擰緊一點就可以了?；钊灰苏{(diào)得太緊，否則彈簧會被過度壓縮，時間一長，彈簧容易因疲勞而失去彈力作用。彈力作用一旦減弱，水壓就會推動活塞3和塑料滑桿21下移。下移量過大，塑料滑桿21會造成行程開關(guān)的非正常接合，使得電路導(dǎo)通，電熱器24就會在常溫狀態(tài)下不停加熱。調(diào)得太松，彈簧7的彈力不夠，活塞3則不能克服水壓作用頂靠在塑料內(nèi)襯4的凸臺上。如果活塞離凸臺的距離超過靜觸頭可調(diào)支架10允許的極限數(shù)值時，即使我們將靜觸頭可調(diào)支架10調(diào)節(jié)到長條孔右側(cè)的極限位置，也不能將使行程開關(guān)的兩觸點斷開，此時拆卸閥門重新調(diào)節(jié)彈力調(diào)節(jié)壓塊20則在所難免。

2、低溫時電熱防凍解凍閥的防凍解凍原理

當(dāng)管道內(nèi)的水處于冰點以下溫度時，水一旦結(jié)冰即會引起管道內(nèi)水的體積膨脹，當(dāng)膨脹后的冰水對活塞3的作用力大于彈簧7對活塞3的作用力，活塞3即會下移(因為⋯0’型密封圈的密封作用，冰水不會滲透到活塞下方，從而保證了控制線路安全和電熱防凍解凍閥的體外環(huán)境)。隨著冰水體積的不斷膨脹，活塞3連同塑料滑桿21亦不斷下移。當(dāng)行程達(dá)到靜觸頭可調(diào)支架l 0設(shè)定的數(shù)值時，動觸頭簧片9便在塑料滑桿21的錐形部位推移下實現(xiàn)動、靜兩觸頭的接合。此時電路導(dǎo)通，氖管啟輝，電熱器24開始加熱。隨著加熱后水溫的不斷升高，水中的冰即被溶化。在此過程中，管道內(nèi)的冰水體積不斷縮小，活塞3和塑料滑桿21便在彈簧7的彈力作用下不斷上移，直至兩觸點脫開，電熱器24才會停止加熱，從而實現(xiàn)低溫時電熱防凍解凍閥對自來水管道設(shè)備的防凍和解凍功能。

3、電熱防凍解凍閥設(shè)計的有益效果

(1)電熱防凍解凍閥的設(shè)計成功，不僅解決了自來水管道設(shè)備的防凍裂問題，而且還具有自動解凍功能，能有效防止自來水管道設(shè)備在低溫時的水結(jié)冰現(xiàn)象，從而保證了管道設(shè)備在低溫時的水流暢通，實現(xiàn)用戶的即時使用。

(2)圖2所示電熱防凍解凍水龍頭僅是電熱防凍解凍閥作為其他管道設(shè)備附屬結(jié)構(gòu)的實施例之一。電熱防凍解凍閥在實現(xiàn)與水表、閘閥和水龍頭等管道設(shè)備的一體化設(shè)計之后，對簡化管道設(shè)備安裝、縮小電熱防凍解凍閥在管道中的空間占用，及其對主體結(jié)構(gòu)的直接防凍和解凍起著十分重要的作用。

(3)本結(jié)構(gòu)設(shè)計即便是在斷電的情況下，仍能實現(xiàn)管道設(shè)備的防凍裂要求。

(4)本結(jié)構(gòu)設(shè)計也可以通過去除電熱器及其他電路控制部元件將其簡化為一般的防凍裂結(jié)構(gòu)。

(5)本文設(shè)計的電熱防凍解凍閥不但適合在自來水管道中使用，還可以在小型密封水箱、間斷性使用的機械或?qū)嶒炘O(shè)備的水冷卻管道中推廣使用。

(6)本結(jié)構(gòu)設(shè)計與現(xiàn)有的自來水管道設(shè)備的防凍(裂)裝置相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、投資少、安裝使用方便及性能可靠等優(yōu)點。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 單軍.王志丹北京市村鎮(zhèn)供水設(shè)施凍害防治措施[期刊論文]-北京水務(wù)2011(6)

篇3

關(guān)鍵詞：市政工程；給排水管道；結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TU99文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

市政排水管道是城市基礎(chǔ)設(shè)施非常重要的組成部分。在城市的日常運行和發(fā)展建設(shè)中有著舉足輕重的作用。近些年來，由于降雨造成的突發(fā)事件漸漸引起了人們的關(guān)注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的損失非常嚴(yán)重，引起了全國對排水設(shè)施的思考。

1排水體制的選擇

排水體制主要有合流制和分流制兩種。排水體制的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設(shè)施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮后確定。同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水體制。除降雨量少的干旱地區(qū)外，新建地區(qū)的排水系統(tǒng)應(yīng)采用分流制。現(xiàn)有合流制排水系統(tǒng)，有條件的應(yīng)按照城鎮(zhèn)排水規(guī)劃的要求，實施雨污分流改造；暫時不具備雨污分流條件的，應(yīng)采取截流、調(diào)蓄和處理相結(jié)合的措施。

2現(xiàn)場踏勘

給排水管道距離相對較長，或穿越城鎮(zhèn)密集區(qū)，或敷設(shè)在農(nóng)田，或跨越山丘和河流，還有可能橫跨鐵路、公路及橋涵。一項管道工程同時會遇到上述幾種或所有的地形和地貌，其復(fù)雜的地形和地貌若不現(xiàn)場查看，則很難全面完成設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)會同給排水、概預(yù)算等專業(yè)設(shè)計人員共同進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和選線，了解管道線路擬通過的沿線地帶地形地貌、地質(zhì)概況，必要時應(yīng)在施工圖階段對個別疑難地段重新踏勘。

3測量和地勘要求

要準(zhǔn)確地反應(yīng)管道沿線的地形地貌和水文地質(zhì)情況，必須有測量和勘探部門提供的準(zhǔn)確的地形和水文地質(zhì)資料。

3.1勘探點間距和鉆孔深度

勘探點應(yīng)布置在管道的中線上，并不得偏離中線3m，間距應(yīng)根據(jù)地形復(fù)雜程度確定的30～100m，較復(fù)雜和地質(zhì)變化較大的地段應(yīng)適當(dāng)加密，深度應(yīng)達(dá)到管道埋設(shè)深度以下1m以上，遇河流應(yīng)鉆至河床最大沖刷深度以下2～3m。

3.2提供勘探成果要求

劃分沿線地質(zhì)單元；查明管道埋設(shè)深度范圍內(nèi)的地層成因、巖性特征和厚度；調(diào)查巖層產(chǎn)狀和分化破碎程度及對管道有影響的全部活動斷裂帶的性質(zhì)和分布特點；調(diào)查沿線滑坡、崩塌、泥石流、沖溝等不良地質(zhì)現(xiàn)象的范圍、性質(zhì)、發(fā)展趨勢及其對管道的影響；查明沿線井、泉的分布和水位等影響；查明擬穿、跨河流的岸坡穩(wěn)定性，河床及兩岸的地層巖性和洪水淹沒范圍。

4結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容

4.1結(jié)構(gòu)形式

管道的結(jié)構(gòu)形式主要由給排水專業(yè)確定，結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)根據(jù)管道的用途(給水還是排水，污水還是雨水)、工作環(huán)境(承壓還是非承壓)、口徑、流量、埋置深度、水文地質(zhì)情況、敷設(shè)方式和經(jīng)濟指標(biāo)等從專業(yè)角度提出參考意見。一般情況下，承壓管道常采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管、UPVC管、PE管、現(xiàn)澆鋼筋混凝士箱涵。非承壓管常采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵等。當(dāng)污水管道口徑較大時應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵，特殊情況、特殊地段(過河渠、公路、鐵路等)、局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。大型給排水管道工程也有采用盾構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的。

4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)管道規(guī)格、埋置深度、地面荷載、地下水位、工作和試驗壓力對管道的剛度和強度進(jìn)行計算及復(fù)核，提供管道壁厚、管道等級、或結(jié)構(gòu)配筋圖。對于一些必須采取加固方法才能滿足剛度和強度要求的管道，應(yīng)根據(jù)計算采用具體的加強加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或鋼筋混凝土包管等，當(dāng)鋼管計算出的壁厚不經(jīng)濟時，應(yīng)采用加肋的方法處理。加固的具體方式和方法應(yīng)根據(jù)實際情況和經(jīng)濟指標(biāo)來確定。

4.3敷設(shè)方式

敷設(shè)方式的選擇應(yīng)根據(jù)埋置深度、地面地下障礙物等因素確定，一般有溝埋式、上埋式、頂管及架空，較為常用敷設(shè)方式采用溝埋式，當(dāng)溝埋式有一定的難度時，可選擇頂管和架空等敷設(shè)方式。不同的敷設(shè)方式，其結(jié)構(gòu)設(shè)計亦不同。

4.4抗浮穩(wěn)定

有些管道敷設(shè)的地段地下水位較高或者施工期間多雨，因而管道的抗浮穩(wěn)定應(yīng)引起結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的重視。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)計算采取相應(yīng)的抗浮措施，避免浮管現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4.5抗震設(shè)計

4.5.1場地和管材的選擇

確定管線走向時應(yīng)盡量避開對抗震不利的場地、地基，如不可避免而必須通過地震斷裂帶或可液化土地基時，應(yīng)根據(jù)工程的重要性、使用條件綜合考慮。給水管道應(yīng)選擇抗拉、抗折強度高且具有較好延性的鋼管，并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并有相應(yīng)的構(gòu)造措施，盡量避免嚴(yán)重破壞。

4.5.2構(gòu)造措施

承插管設(shè)置柔性連接；磚石砌體的矩形、拱形無壓管道，除砌體材料應(yīng)滿足磚石結(jié)構(gòu)抗震要求外，一般可加強整體剛度(頂?shù)装宀捎谜w式)、減少在地震影響下產(chǎn)生的變形，提高管道的抗震性能；圓形排水管應(yīng)設(shè)置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用鋼絲網(wǎng)水泥帶，液化地段采用柔性接口的鋼筋混凝土管；管道穿越構(gòu)筑物時應(yīng)在管道與套管的縫隙內(nèi)填充柔性填料，若管道必須與墻體嵌固時，應(yīng)在墻外就近設(shè)置柔性連接；管道附屬構(gòu)筑物應(yīng)采用符合抗震要求的材料和整體剛度好的結(jié)構(gòu)型式。

(1)地基處理。出圖時應(yīng)包含地基處理的平、縱斷面圖。掃描矢量化需要處理的地段的地勘資料縱斷面，選擇參考點并根據(jù)給排水專業(yè)的平、縱斷面將管道基底輪廓線放在地質(zhì)縱斷面上，劃分地質(zhì)單元并注明樁號和基底高程，標(biāo)明溝槽范圍內(nèi)和基底以下土層構(gòu)造以及地下水位。根據(jù)縱斷面地質(zhì)單元的劃分(樁號劃分)，確定需處理的范圍，針對不同的地質(zhì)情況和厚度分別采取相應(yīng)的處理方法。具體的處理方法有：換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。具體設(shè)計按地基處理規(guī)范規(guī)程執(zhí)行。

(2)管道支墩及鎮(zhèn)墩。對承插接口的壓力管道，應(yīng)設(shè)置水平和垂直支墩。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)管道轉(zhuǎn)角、土的參數(shù)、工作壓力和試驗壓力計算所需支墩的大小。埋地鋼管可不設(shè)管道支墩。

5給排水管道設(shè)計中的其他問題

5.1在用戶管線出口建立格柵中纖維、塑料等沉積物、懸浮物和漂浮物的大量存在，給管道的清掏和疏通維護(hù)作業(yè)帶來了很大困難。特別是抽升泵站的格柵間，每天都會攔截到大量的漂浮物。有的漂浮物通過格柵進(jìn)入泵房后，常導(dǎo)致水泵葉輪堵塞、磨損損壞現(xiàn)象的發(fā)生。盡管格柵柵條的間距一再減小，但仍有大量的漂浮物進(jìn)入泵站造成堵塞。為了解決上述問題，建議在庭院或住宅小區(qū)的管道出口處設(shè)置簡易人工攔污格柵，定期進(jìn)行清理、清掏，從源頭上控制漂浮物進(jìn)入市政管網(wǎng)，以減輕市政管網(wǎng)維護(hù)管理的工作量。

5.2在檢查井井底設(shè)置沉淀池中的沉積物在管道內(nèi)水流量小、流速慢時會發(fā)生沉淀，造成管道淤積堵塞、通水不暢，而管道的疏通工作又費時費力。因此，針對傳統(tǒng)的檢查井做法，建議將其井底改為沉淀式的，井底下沉3O～50cm。這樣中的沉積物多數(shù)會沉積在檢查井中，不至于流人下游管段，只要定期清掏檢查井內(nèi)的沉積物即可，減少了管道維護(hù)作業(yè)的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

5.3在檢查井內(nèi)設(shè)置閘槽干管中的流量和流速均較大，有的檢查井內(nèi)的水位較高，管道維護(hù)作業(yè)或戶線管接頭時，需將管道內(nèi)的水位降低或斷流。為了方便維護(hù)作業(yè)，建議在干管的管道交匯處檢查井、轉(zhuǎn)彎處檢查井或直線段的每隔一定距離的檢查井內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置閘槽，通過閘槽的開閉控制水流，便于維護(hù)作業(yè)。同時為方便戶線支管接頭時的施工，建議能研制一種較輕便、實用的管道阻水設(shè)備。

6結(jié)束語

總之，市政排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定進(jìn)行。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)掌握專業(yè)技能，了解行業(yè)動向，研究存在的問題，積極創(chuàng)新，盡可能地把設(shè)計做到經(jīng)濟、合理、適用、安全。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞:市政；給排水管道工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著社會的發(fā)展與經(jīng)濟的進(jìn)步，城市的工業(yè)及人口規(guī)模不斷擴大，需水量呈現(xiàn)出日益增長的趨勢。在供水需求不斷增長的趨勢下，供水水源不斷向外拓展，因此市政給排水管道的輸水距離逐漸加長。在這樣的形勢下，市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨著更嚴(yán)峻的考驗。

1工程概況

山西省朔州市神頭電廠泉水置換供水管線工程位于朔州市東北約2km處耿莊水庫至神頭電廠段。屬于國家戰(zhàn)略引黃北線工程的重要部分，對解決晉西北地區(qū)長期的缺水狀況有重要的意義。本地區(qū)屬海河流域桑干河水系桑干河上游，區(qū)內(nèi)屬干旱半干旱氣候，四季分明，夏季干熱，春秋剛多風(fēng)沙。本工程由萬家寨引黃工程北干線耿莊水庫取水，經(jīng)供水管道供水至水廠，再由水廠供水至神頭電廠。擬采用PCCP供水管，管直徑1.0～1.5m，管線長11.85km

2工程地質(zhì)條件

為準(zhǔn)確反應(yīng)給排水管道沿線的水文地質(zhì)情況、地形地貌，必須要具備完整的地形勘探資料與水文地質(zhì)勘探資料。經(jīng)地勘單位勘探，主要成果如下:供水管線地處山前傾斜平原區(qū)，地形起伏不平，出露地層為第四系上更新統(tǒng)洪沖積低液限粉土、低液限粘土，結(jié)構(gòu)較松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆積物，主要為雜填土、建筑和生活垃圾等。供水管線改線段供水管道持力層為為上更新統(tǒng)洪沖積上部低液限粉土，據(jù)該層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗指標(biāo)等，地基土承載力地質(zhì)建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質(zhì)問題為濕陷性土，地基土濕陷厚度為6.0m，濕陷等級為Ⅰ級。建議管基底部增設(shè)3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。區(qū)內(nèi)地下水位埋深大于15.0m，對工程無影響。供水管線區(qū)地基土對混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

3市政給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容

3．1管道結(jié)構(gòu)形式

一般來說，由給排水專業(yè)來確定管道材料及結(jié)構(gòu)形式，與此同時，也要綜合、全面考慮管道的用途、口徑、流量、工作環(huán)境、覆土深度、敷設(shè)方式以及經(jīng)濟指標(biāo)、水文地質(zhì)情況等因素。自來水廠的原水及輸水管道通常屬于承壓管，往往會采用以下幾種結(jié)構(gòu):鋼、鑄鐵、玻璃鋼、PCCP管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水廠等重力流管道通常屬于非承壓管道或者壓力較小，出于經(jīng)濟性考慮，往往會采用以下幾種結(jié)構(gòu):砌體蓋板涵、混凝土、鋼筋混凝土以及現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵;在遇到鐵路、公路、過河渠等特殊地段或特殊情況的時候，局部地段的管道壓力較大時也可以采用鋼管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式為承插口。

3．2管道結(jié)構(gòu)設(shè)計及基礎(chǔ)選型

以管道規(guī)格、地面荷載、覆土深度以及試驗壓力、工作壓力、地下水位為主要根據(jù)，對管道的剛度、管道的強度進(jìn)行復(fù)核、計算，最終確定管道結(jié)構(gòu)配筋率、管道壁厚。而對于一些必須通過進(jìn)行加固才能滿強度要求、剛度要求的管道來說，可以根據(jù)計算結(jié)果，選擇合理的加固措施，比較常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及鋼筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管業(yè)有限公司朔州分公司設(shè)計生產(chǎn)的PCCP標(biāo)準(zhǔn)管，采用美國壓力管協(xié)會ACPPA為ASNI/AWWAC304編制的專用軟件UDP1.6對管道進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，其中:鋼筒厚度:1.5mm;鋼絲強度:1570MPa;活荷載:汽－20級重載車;纏絲應(yīng)力:75%×1570MPa。計算結(jié)果如表1所示。因此，為了減少管子覆土規(guī)格的種類，加快管子安裝進(jìn)度，保證管子由于覆土而造成的質(zhì)量隱患，路面下清水管路的DN1200直徑PCCP管采用120°基礎(chǔ)包角。

3.3管道敷設(shè)方式

應(yīng)綜合考慮管道地面障礙物、地下障礙物以及覆土深度等因素合理選擇敷設(shè)方式。一般情況下，管道敷設(shè)方式主要包括架空、頂管以及溝埋這三種，其中溝埋式是最常用的一種管道敷設(shè)方式。在利用溝埋式難度較大的情況下，可以選擇架空、頂管等方式。管道敷設(shè)方式方式不同，管道結(jié)構(gòu)設(shè)計也會有所不同。本文工程局部有穿越鐵路線障礙處采用大直徑混凝土頂管(內(nèi)徑2m，原水管從其中穿過)，由鐵路部門單獨設(shè)計。

3．4抗震設(shè)計

在確定管線走向時，應(yīng)盡量規(guī)避不利于抗震的地基、場地，若是必須要經(jīng)過液化土地基、地震斷裂帶，則應(yīng)根據(jù)管道的使用條件、重要性進(jìn)行綜合考慮。對于給水管道來說，應(yīng)當(dāng)選擇延性良好、抗拉強度高以及抗折強度高的鋼管，此外還要密切注意進(jìn)行防腐;對于排水管道來說，應(yīng)當(dāng)選擇鋼筋混凝土形式的管道，并采取構(gòu)造措施，以盡量避免出現(xiàn)嚴(yán)重的損害。本文工程實例中，區(qū)域地震動峰值加速度為0.15g;本區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期為0.4s;工程區(qū)地震抗震設(shè)防烈度為7度。綜上，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，也要適當(dāng)加強抗震設(shè)計。根據(jù)歷年管道地震災(zāi)害調(diào)查，管道地震災(zāi)害破壞絕大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有較好的抗剪和變形能力，抗震性能較好。

3．5構(gòu)造措施

首先，地基處理。應(yīng)當(dāng)將地基處理的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖包含在設(shè)計圖中，掃描矢量化要進(jìn)行處理的地段的地勘資料縱斷面，并選擇合適的參考點，以給排水專業(yè)的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖為主要根據(jù)，在地質(zhì)縱斷面上放置管道基底輪廓線，然后再劃分地質(zhì)單元，注明樁號、基底高程，并將地下水位以及基底以下、溝槽范圍內(nèi)的土層構(gòu)造標(biāo)明。根據(jù)樁號劃分，確定需要處理的部分，再針對地質(zhì)情況、厚度，采取相應(yīng)的處理方法。本文實例工程中，樁號0+000～1+382.05地段、樁號1+382.05～11+850地段以及供水管線改線段的水管道持力層為上更新統(tǒng)洪沖積上部低液限粉土，地基土承載力地質(zhì)建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質(zhì)問題為濕陷性。因此，建議管基底部增設(shè)3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。其次，支墩與鎮(zhèn)墩。對于承插接口的壓力管道來說，應(yīng)當(dāng)設(shè)置水平支墩、垂直支墩。根據(jù)試驗壓力、工作壓力、土的參數(shù)以及管道轉(zhuǎn)角，計算所需支墩的大小。本工程根據(jù)10S505柔性接口給水管道支墩的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計。

3．6預(yù)防浮管

管道施工期間多雨或者管道敷設(shè)地段的地下水位比較高，在這樣的情況下，比較容易出現(xiàn)浮管現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要充分考慮到這兩點因素，加強對管道抗浮穩(wěn)定的重視。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)管道結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，采取抗浮措施，以預(yù)防出現(xiàn)浮管問題。同時，在混凝土包封管道施工過程中，應(yīng)該計算混凝土對管道的浮力影響，并采取措施固定管道。

4結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市居民用水、商業(yè)用水不斷增加，市政給排水管道工程逐漸增多。市政給排水管道工程在建成之后，能否長期有效的充分發(fā)揮其應(yīng)有效益，結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理是非常關(guān)鍵的因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量直接關(guān)系到市政給排水管道工程的經(jīng)濟效益，因此，必須加強對管道結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視。

作者:劉崇武 張云飛 單位:中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司

參考文獻(xiàn):

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【關(guān)鍵詞】 給水工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；管道抗浮；水平支墩；管道基礎(chǔ)

湖北省孝感市大悟縣芳畈水庫至城區(qū)應(yīng)急供水工程包括取水工程和引水工程兩部分。其中取水工程采用泵船取水，配備三臺水泵，兩用一備；引水工程采用DN700（k9級T型接口）球墨鑄鐵管和碳鋼管，輸水管道從水源地芳畈水庫開始，沿芳新線、S243省道、城關(guān)鎮(zhèn)南路、澴河西路進(jìn)入大悟縣老水廠，通過已鋪設(shè)界牌水庫至大悟縣城引水管道進(jìn)入二水廠。管道總長約23公里，沿線多次穿越河道、S243省道和復(fù)雜地形及不良地質(zhì)地段等，存在諸多結(jié)構(gòu)安全問題，現(xiàn)就本工程設(shè)計施工過程中遇到的主要結(jié)構(gòu)問題予以探討。

1. 管道抗浮驗算

2. 水平彎管支墩設(shè)計

上式中，為支墩抗推力側(cè)的被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；為支墩迎推力側(cè)的主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；為水平向支墩滑動平面上摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值；為支墩抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)，不小于1.5；為水平向支墩承受截面外推力對支墩產(chǎn)生的水壓合力標(biāo)準(zhǔn)值；為土壤內(nèi)摩擦角；和分別為地下水位以上的原狀土重度和回填土重度；和分別為支墩底和支墩頂在設(shè)計地面下的深度；和分別為支墩被動土壓力和主動土壓力側(cè)支墩長度；為支墩的重量；為支墩頂部覆土的重量；為土對支墩底部的摩擦系數(shù)；為管道接口設(shè)計內(nèi)徑；為管道設(shè)計內(nèi)水壓力；為彎管角度。

3. 復(fù)雜環(huán)境下的管道基礎(chǔ)處理

3.1. 含淤泥層的管道地基處理

管道底部淤泥層不厚時，可將淤泥層挖除而換以砂礫石、砂墊層；淤泥層較厚時，不宜采用換填法，在流砂現(xiàn)象不嚴(yán)重的情況下，可采用拋填塊石的方法。塊石擠入淤泥中，以增大淤泥的密度，增強地基承載力；同時，塊石在管溝內(nèi)形成一個整體，增大了支承管道的面積，使單位面積基礎(chǔ)受管道傳來的壓力大大減小，能有效防止基礎(chǔ)和管道沉降。塊石宜采用大塊和堅硬的，杜絕采用風(fēng)化石。這種地基處理方法的優(yōu)點是可不清理管底淤泥，能避免塌方，施工簡單。本工程遇到的淤泥地基為原來的水田、水塘被人工填土覆蓋，淤泥層厚度為1m～3m。現(xiàn)場采用人工拋填塊石鋪滿整個溝底，然后進(jìn)行夯實，同時在溝槽邊開挖集水坑，將塊石夯實擠出的泥漿水用人工或水泵排走，塊石之間的縫隙則以砂礫石或砂填充，最后在塊石上澆筑一層厚度為0.15m的C20混凝土，待混凝土凝固后即可鋪設(shè)管道。

3.2. 斜坡路堤上的基礎(chǔ)處理

本工程管道很多地方埋設(shè)在省道的路堤上，局部地方的路堤比較狹窄且坡度較陡，路堤邊緣也沒有護(hù)坡，直接開槽埋管可能存在安全問題，特別是在雨季，路面上的積水沖刷路堤上的管道基礎(chǔ)，可能出現(xiàn)管道架空甚至滑移等，對輸水管道的安全產(chǎn)生嚴(yán)重不利影響。對于這種局部不利情況，本工程采用人工挖孔灌注樁作為基礎(chǔ)架設(shè)鋼管，每隔10～12m設(shè)置一支墩，明敷鋼管采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。

本工程在各方的共同努力下歷時百余天基本完工，在全線管道水壓試驗合格后，于2013年1月底正式通水，為大悟人民春節(jié)用水提供了有力保障，受到了建設(shè)方和大悟人民的一致好評。通過管道水壓試驗和正常供水期間的觀測并未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全問題，說明在本工程中采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是實用可行的，為長距離給水管道設(shè)計和施工提供了可靠的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

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[2]《給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》CECS141：2002 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會，2003.

[3] 《柔性接口給水管道支墩》10S505 中國計劃出版社，2010.

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