《埋地排水用螺紋鋼管管道工程技術規程》中螺紋鋼管主要力學性能參數的確定

趙彤 趙冠舒 李天龍 孫樹本 劉志剛

(1.中國市政工程東北設計研究總院有限公司 長春130021;2.哈爾濱工業大學環境學院 150090)

引言

在《埋地排水用螺紋鋼管管道工程技術規程》(T/CECS 491-2017)(以下簡稱規程)的編制過程中,如何合理地確定螺紋鋼管的主要力學性能參數是其中的一個難點。按《排水用螺紋鋼管》(CJ/T 431-2013)行業標準的定義: 螺紋鋼管(helical corrugated steel pipe),以熱鍍鋅鋼帶或覆塑熱鍍鋅鋼帶為基材,經多組軋輥滾壓波紋、螺旋纏繞、咬口連接成型制得的螺紋鋼管[1]。管壁按加工方式分為螺旋波紋、環狀波紋,外觀上看,前者是螺旋狀的,而后者是環狀的,但管壁均類似正弦曲線形式;按螺紋參數(螺距×螺紋高度) 不 同 分 為1LW(38mm × 6.5mm)、2LW(68mm×13mm)、3LW(76mm ×25.4mm)三種螺紋型式。

在規程編制過程中,編制組查閱了大量的國內外相關資料,分析比較了一些力學性能參數的計算方法,但始終未找到最根本的管壁圓弧角參數的計算方法。經與廠家反復研究螺紋鋼管管壁曲線特性,得出的結論是管壁形狀非常接近正弦曲線,由此根據三角函數理論推導出管壁圓弧角參數的計算公式,進而用微積分等數理分析方法推導出螺紋鋼管設計所用的截面幾何特性及力學性能參數,并與美國材料試驗協會ASTM A796/A796M-15 標準中所列相同螺紋型式的截面特性表進行對比,各參數計算值吻合,證明了推導出的各參數計算公式是正確的。

考慮到螺紋鋼管管壁的各力學性能參數的計算公式很多,并且推導過程繁雜冗長,故規程中未列出具體計算公式,也沒有詳細介紹公式的推導過程,僅在附錄A 中列出了常用管徑對應不同螺紋型式的主要力學性能參數的具體數值,供工程設計使用。……