埋設(shè)管道在混凝土分縫處的應(yīng)力計(jì)算與研究

李勝兵，方 杰，葛新峰，丁銘泉

(1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇 南京 211100)

0 引 言

在水電站等行業(yè)的管道敷設(shè)設(shè)計(jì)中，不可避免地需要在混凝土構(gòu)筑物中埋設(shè)管道，這些埋設(shè)管道可能會(huì)穿越混凝土結(jié)構(gòu)分縫或大體積混凝土分縫；而這些分縫會(huì)在一定條件下，產(chǎn)生位移和錯(cuò)位。為了避免穿越混凝土分縫處的埋設(shè)管道遭到破壞，埋設(shè)管道需要進(jìn)行過(guò)縫處理。

過(guò)縫處理措施主要有2種：

(1)套用手冊(cè)里的數(shù)表，在過(guò)縫處預(yù)留一定長(zhǎng)度的空腔或外敷柔性材料。

(2)采用波紋管等變位補(bǔ)償元件。

水電站輸水系統(tǒng)的壓力鋼管作為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分，通常的過(guò)縫處理方法是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以抵抗小的錯(cuò)位趨勢(shì)，或者在分縫處采用一定長(zhǎng)度的空腔，以適應(yīng)分縫處的錯(cuò)位[1]；在長(zhǎng)距離輸送管道或在市政工程中，埋設(shè)管道往往處于復(fù)雜地質(zhì)條件下，通常的過(guò)縫處理方法是在搭接縫或可能發(fā)生地質(zhì)沉降的部位的一段埋管外包扎軟墊層或采用柔性管道[2]。已有的文獻(xiàn)中通常采用ABAQUS、ANSYS等軟件[3-4]對(duì)混凝土分縫處的管道進(jìn)行有限元分析來(lái)討論分縫對(duì)埋管受力及沉降的影響，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜。本文通過(guò)對(duì)大體積混凝土中的埋設(shè)管道進(jìn)行研究，認(rèn)為其結(jié)構(gòu)條件簡(jiǎn)單，可作為混凝土的一部分進(jìn)行考慮，并提出了基于經(jīng)典分析理論的混凝土分縫處的應(yīng)力計(jì)算方法。

1 主要研究問(wèn)題

在環(huán)境溫度升高或降低時(shí)，混凝土和埋設(shè)在其中的管道會(huì)隨之膨脹或收縮，這是在進(jìn)行埋設(shè)管道設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問(wèn)題。……