管材环刚度选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算
根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即：%1001
max ,?=
D W d ε （1）
ε< 5% （2）
式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m ）。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算：
d
p vk q k sv d L
d E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ （3）
式中 K d ——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用；
D L ——变形滞后效应系数，取值1.4
F SV ，k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）；
φq ，——可变荷载准永久值系数，取0.5；
vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值； S p ——管材环刚度（kN/m 2）；
E d ——管侧土的综合变形模量（kN/m 2）。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ，k ，可按下式计算：
1D H r F s s K SV ??=，=18* H s * D 1
式中 r s ——回填土的重力密度，可取18KN/m 3； H s ——管顶至设计地面的覆土高度（m ）；
D 1——管道的外径（m ）。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):
表1：作用在管道上竖向土压力标准值
二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑（参照04S520，埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2：
表2：作用在管道上的可变作用标准值
三、计算管侧土的综合变形模量E d
管侧土的综合变形模量E d ，可按下列公式计算：
e d E E ?=ζ
n
e
E E
211ααζ+=
式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量（MPa ）；
E n ——沟槽两侧原状土的变形模量（MPa ）；
ζ——综合修正系数；
α1、α2——与B r （管中心处沟槽宽度）和D 1（管外径）的比值有关的计算参数，可按附录表2确定。 可得： n
e
E E
21Ee Ed αα+=
即： n
E 2
1
Ee
1
Ed +
=
现考虑21
r =D B 时的综合变形模量E d ：
查附表2得：α1=0.435 α2=0.565 得：n
E 565
.0Ee 435.01E d +=
当回填土选用中粗砂，密实度达到90%以上时，E e 取值5 MPa ； 根据地勘资料，以及设计情况，对E n 取一保守值7 MPa ；
可得：E d =5.96 MPa
四、计算管道变形
根据设计图，管道埋深在
3.0m ～5.0m 之间，覆土高度在2.0m ～
4.5m 之间，
所以H s 按最不利工况考虑取值4.5m ；K d 按2α取90°时取值0.096；F SV ，k 取值81D1，Φq *q vk*D1取值5D1。
初选环刚度为SN8，管道的竖向变形量：
%1001
max ,?=
D W d ε=
()1
1,061.08)
(D E S
D q F K D d p
vk q k sv d L
++φ=()1000
*9.5*061.08*8*18096.05
.1+Φ+vk q s q H =
()1000
*9.5*061.08*855.4*18096.05
.1++=2.9%＜5% 五、结论：
如果该工程地质条件，沟槽设计以及回填设计工况能够符合上述计算条件，选用SN8级的塑钢缠绕管是可靠的。塑料管道承受外部荷载的能力不仅取决于管材的性能，而且很大程度上取决于管道两侧回填土的密实度，所以在设计中要选用能够达到规定密实度的回填材料，在施工中要选用正确的施工方法，以保证回填土的密实度达到设计要求。设计时也要充分考虑现场条件以及施工质量与设计值的差距。
郑重声明：上述计算仅作为参考，设计人员需要根据现场情况复核。
附表1管道变形系数Kd
附表2 计算参数α1及α2
附表3 管侧回填土和槽侧原状土变形模量（MPa）
注：1 表中数值适用于10m以内覆土；当覆土超过10m时，表中数值偏低；
HDPE双壁缠绕管材环刚度选取方法
HDPE双壁缠绕管材环 刚度选取方法 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One 1
HDPE双壁缠绕管材环刚度选取方法 管材环向弯曲刚度是指管道抵抗环向变形的能力，简称环刚度。环向弯曲刚度是塑料管材抵抗环向变形能力的重要指标。塑料排水管道的最大和最小覆土厚度通常受外压荷载的控制，其最大变形应控制在5%范围内。上海市市政工程研究院通过对塑料管材的砂箱加载试验，测试结果表明，半塑料排水管材的环向弯曲刚度为8KN/m2时，其技术经济综合性能最为适宜。因为砂箱加载试验当塑料管材的变形率为5%时，只要管道两侧回填黃砂（粗）的密实度符合要求，其外荷载作用可相F管顶最大覆土厚度4-5m,—般应能满足排水」二艺设讣的管道埋深要求。因此规定管道位于道路车行道下，其环刚度不宜小于8KN/ m2；对住宅小区及其它地段的排水管道，因地而荷载小，管顶覆土也浅，故可选择环向弯刚度较低的塑料管材，但不宜小于4KN/HV。 1、管径：DN110-DN800.环刚度：SN 2、SN4. SN& SN16 四个等级。举例SN8 农示承受外斥负我8KN/U1J 过程中发生管材变形过大和屈曲破坏现象，造成回填土密实度达不到设计耍求，最常见现象是沿管道敷设方向混凝土路面出现裂缝，雨水沿裂缝下渗造成路面下沉破损。反之如果选用管材环刚度太大，必须采用过大的截面惯性矩，将造成用材料太弟，成本过高。 2、选用埋地塑料双壁波纹排水管环刚度建议：非机动车道、绿化带管材选用SN4（4KN/Itf）;机动车道.地下室顶板上管材选用SN8（8KN/Itf）；消防车道下管材选用SN16（16KN/flT）；如果局部管道穿越消防车道可选用SN8（8KN/Itf）加混凝土包封加固处理。 双壁波纹管si、S2表示管材的环刚度等级，具体有两种表示方法，一种是S1和S2分别代表4级和8级，另外一种是SN4和SN8分别代表4级和8级。一般可以理解为 8KN的比较硬。环刚度S1就是每平米承压为4千牛，S2为8 千牛。SN8对应S2级，代表每平米可以承外压8KN。 HDPE双壁波纹管，简称PE波纹管。双璧波纹管材是以高密度聚乙烯为原料的一种新型轻质管材，具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快、寿命长等特点，其优异的管壁结构设计，与其他结构的管材相比，成本大大降低。并且山于连接方便、可靠，在国内外得到广泛应用。大量替代混凝土管和铸铁管。HDPE双壁波纹管按环刚度等级划分可分为S1型和S2型两种：按双壁波纹管规格划分有以下标准（公称内径）：①225 mm、①300 mm、①400 mm、①500 mm、①600 mm、①800 mm、① 1000 mm、
环刚度试验指导书
环刚度试验机 作业指导书 控制状态： 发放编号： 版次：第一版第0次修订 编制： 审核： 批准： 持有人： 2015年10月10日发布 2015年10月15日实施 环刚度试验机作业指导书 1.目的 为了满足检测工作的需要，对配器设备和标准物质进行管理，确保检测结
果准确可靠，编制了本作业指导书。 2.适用范围 适用于本中心对仪器设备的采购、验收、维护、保管、使用、更新改造、报废处理等管理。 3.职责 主任负责对仪器设备和标准物质的申购、停用、降级、封存、报废等报告进行批准。 技术负责人负责对仪器设备和标准物质的申购、停用、降级、封存、报废等报告进行审核，批准操作规程等。负责批准仪器设备维护、保养计划。 综合管理员负责检测中心仪器设备的统一管理。 检测员负责提出仪器设备的申购计划，参加验收，编写操作规程，负责日常使用维护，提出停用、调出或报废申请。 4.工作程序 4.1试样的制备 1.）取足够长的管材试样，在待测管材试样的外表面，以一条标记线为基准， 沿管材试样长度方向每隔120°划一条线为标记。将管材试样切割为a、b、c三个试样，管材的标记线应各自区分开，以保证试样截面垂直与管材的轴线及长度。 2.）每个试样按表1的规定沿圆周方向等分测量3-6个长度值，计算其算术 平均值为试样长度，精确到1mm。 表1 长度的测量数 管材的公称直径dn mm 长度的测量数 dn≤200 3 200< dn<500 4 dn≥500 6 对于每个试样，在所有的测量值中，最小值不应小于最大值的0.9倍。3.）公称直径小于或等于1500mm的管材，每个试样的平均长度应在300mm ±10mm。
管材环刚度选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算 根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下 向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。 & < 5% K d （F sv,k q q vk D1） A Vd ,max L8S P 0.061E d K d——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角 q,――可变荷载准永久值系数，取0.5 ； q vk——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值; Sp --- 管材环刚度（kN/m2）； Ed――管侧土的综合变形模量（kN/m2）。 ，、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F sv, k ,可按下式计算: F sv, K=r s H s D1=18* H s * D 1 式中r s——回填土的重力密度，可取18KN/m ；H s ――管顶至设计地面的覆土高度（m ； D 1管道的外径（m。 根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值 D i 即 : 100% 式中d,max 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（0 ) 。 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W max可按下式计算: D L变形滞后效应系数，取值1.4 F SV k每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/n） ； 其竖 (2) 式中2a按附录表1选用; （见
表1作用在管道上竖向土压力标准值 二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S520,埋地塑料排水管道施工标准图集)作用在管道上的可变 作用标准值见表2: 表2:作用在管道上的可变作用标准值
HDPE环刚度的计算(解密版)325
湖塘路HDPE^刚度的计算、计算依据： 《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规范》CECS 164;2004 二、环刚度概念：管道抵抗环向变形的能力。 三、计算公式： W/max=D(K D(F sV,K+ ? q Q k Dl)/(8S p+0.061E d)) 式中Wmax ------------- 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量( m) K D――管道变形系数，取0.109. D L――变形滞后效应系数，根据管道胸腔回填密实度取 1.5. F SV,K――每延米管道管顶的竖向压力标准值。(F SV,K=YHD=回填土密度X覆 土厚度X管道外径=18X4X0.716=51.55(KN/m)) ? q ---------- 可变荷载永久值系数，取0.5。 E d――管侧土的综合变形模量(KN/m), 四、判定条件￡ = W.max/ D 1X100%<5% 五、计算过程： ( 1)计算管侧土的综合变形模量E d： 根据附录C, B r/D1=(0.4+0.4+0.716 )/0.716=2.1173，曰 &=7/2.5=2.8 , E =0.52 则 E d= E E e=0.52X7=3.64 (2)计算竖向变形量 2 (1) 环刚度=8 KN/m2 W d.max=D L(K D(F sV,K+? q Q vk D1)/(8s p+0.061E d)) =1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.60)/ (8X8+0.061X3.64X1000)) =0.03118 (m) ￡= W d.max/ D 1X100%=0.03118/0.6=0.52>5%,不满足要求。 ( 2) (1) 环刚度=12.5KN/m2 W d.max=D L(K D(F sV,K+? q Q vk D1)/(8s p+0.061E d)) =1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.6)/ (8X12.5+0.061X3.64X1000)) =0.0277(m)
埋地塑料管结构环刚度计算
埋地 塑料管环刚度表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力： 3D EI S = 式中：S 为环刚度（2m kN ）； E 为材料弹性模量； D 为管道直径(m)； I 为管壁单位长度截面惯性矩 根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》5.3.1及《给排水结构工程师设计手册》中刚度计算公式：埋地硬聚氯乙烯排水管在外压荷载作用下，管径竖向的直径变形率应小于管材的允许变形率（5%），直径变形率为： (%)1000 ??=D γε，K 0εε=，K 为安全系数，取1.5.，所以333.3%5==K ε%管道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算： 33 01061.0r E EL r W K D d L +=?γ 式中： γ?：管道在组合荷载作用下管径竖向的直径变形量； L D ：变形滞后系数，取1.2~1.5； 1K ：基础垫层系数，当支承角2?>=90°取0.1； 0W ：管顶沿纵向单位长度总压力； r ：管材的计算半径； E ：管材的弹性模量； I ： 管壁截面上单位长度的惯性矩； d E ：管侧土的综合变形模量（根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》附表F-1及F-2确定； 所以管径为DN500，环刚度为8的硬聚氯乙烯塑料管结构计算为： 333 01061.0r E SD r W K D d L +=?γ
m kN m m kN r K D r E SD W L d 71.5905971.02501.02.1)250006.0061.0500108(500%333.3) 061.0(23 33631330==????+????=+??=-γ 由上可知，管径为DN500环刚度为8的塑料管沿纵向单位长度可承受的最大垂直线荷载为：m kN 71.59，则可承受的竖向压力为： 242.11971.59m kN D P ==。 石粉的密度为14503m kg ，重力密度为14.213m kN 单位长度上回填石粉高度为h ，则其产生的竖向土压力为：H P s ?='γ，所以管径为DN500环刚度为8的塑料管，回填石粉的最大高度为m P H s 4.821.1442.119=== γ
HDPE双壁缠绕管成型及环刚度的选取
HDPE双壁缠绕管成型工艺 HDPE双壁缠绕管是一种以高密度聚乙烯为原料，经高温高压缠绕焊接成型的管材，通过特殊的方管缠绕成类似弹簧的结构，并通过相同材质改性的高温焊条在高压下熔焊接成管材。管材具有弹簧的可扭曲、可压缩、可拉伸、但不可压扁的特点，这一点对于基本无内压，外压比较大的市政管材来讲非常重要。因为这种结构为管材提供了非常优异的抗外压能力。焊接方管的焊条与方管形成了一个“工”字钢形的加强结构，这个结构又被内外双层壁所束缚，其位置相对稳定，管材在外压作用时结构稳定，大幅度提高的管材的耐外负荷能力，螺旋中空的结构壁管材抗外压提高的同时产品的重量降低。由于其独特的成型工艺，可生产口径答DN3000mm的大口径管材。这种管材具有柔韧性好、寿命长、重量轻、防腐、耐磨、抗低温冲击性能好等优点，是市政排水、排污的优质管材。 HDPE双壁缠绕管的主要物理及化学特征 抗化学腐蚀性能：不受酸、碱、盐的侵蚀，不受有机物侵蚀，无细菌、藻类滋生， 不生锈、不结垢； 使用寿命长：材料老化寿命在112年以上，管材设计寿命50年； 抗冲击能力强：冰点以下依然具有很好的冲击性能，不会因水结冻而冻破，优于 UPVC、玻璃钢夹砂等材料管材； 重量轻：密度不足1，比水轻，仅为同等规格砼管的1/8，装卸、运输、安装方便，不需大型吊装、运输设备； 水阻系数低：n=0.0078-0.009，一般设计取0.01，而砼管n=0.013-0.014，同口径管材相比可增加30%-40%的流量和流速； 耐磨性能好：耐磨性能远优于砼管、UPVC管、玻璃钢夹砂管等管材； 连接方便：采用扩口承插连接方式，管材连接时方便、快捷，单口承插，不需要大型安装设备，大量减少施工时间；管材管件为同等材质，冷热收缩 同步，受压变化同步，配合特殊结构设计的橡胶圈，密封性能更可靠；环保产品：产品100%可以回收，不污染环境； 管壁平整：平整的管壁便于回填，施工快速，质量稳定，更好的体现塑料埋地排水管材的管土共同作用理论； 综合成本低：水阻小，流量大，可降低尺寸使用口径较小的管材，同时开挖量也随之降低，无需基础，砂石垫层即可，工程费用低，长达50年的使 用寿命，日常维护费用低，综合造价可与砼管相当。 HDPE双壁缠绕管和其它埋地排水管的比较
主画面荷重单位选择N全程位移单位选择mm2点延伸计单位
主画面荷重单位选择N 全程位移单位选择mm 2点延伸计单位选择mm 最大荷重N公式=Fp 【最大荷重Fp】 上海湘杰万能材料试验机，上海湘杰拉力机，湘杰拉力试验机 最大荷重时位全程移数据，最大荷重位移mm公式=Dp 【最大荷重位移Dp】 最大荷重时全程位移延伸率，最大荷重延伸率%公式=Dp//Lg*100【最大荷重位移Dp除以标距Lg乘以100】 最大荷重时2点延伸计的数据，最大荷重延伸mm 公式=Ep 【最大荷重时2点延伸计的数据Ep)注明：在电路板接有2点延伸计的情况下】 最大荷重时2点延伸计延伸率，最大荷重2点延伸率%公式= Ep /Lg*100【最大荷重时2点延伸计的数据Ep除以标距Lg乘以100) 注明：在电路板接有2点延伸计的情况下】断裂荷重N 公式=Fb 【断裂荷重Fb】上海湘杰万能材料试验机，上海湘杰拉力机，湘杰拉力试验机 断裂强度Mpa 公式=Fb/A 【断裂荷重Fb除以截面积A】 断裂时全程位移数据，断点位移mm 公式= Db 【断裂时全程位移数据Db】 断裂时全程位移延伸率，断裂延伸率计算方法1，伸长率% 公式1= Db /Lg*100 【断裂时全程位移数据Db除以标距Lg乘以100】 断裂时全程位移延伸率，断裂延伸率计算方法2，伸长率% 公式2= Le/Lg*100 【伸长量Le除以标距Lg乘以100，伸长量Le是自动抓取的使用2点延伸计的时候Le抓取的 是断裂时2点延伸计的数据，不使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时全程位移的数据】 断裂时2点延伸计的数据，断裂2点延伸mm 公式=Exb 【（断裂时2点延伸计的数据Exb）注明：在电路板接有2点延伸计的情况下】 断裂时2点延伸率，断裂延伸率计算方法1，伸长率% 公式1= Exb /Lg*100 【断裂时2点延伸计的数据Exb除以标距Lg乘以100）注明：在电路板接有2点延伸计的情况 下】 上海湘杰万能材料试验机，上海湘杰拉力机，湘杰拉力试验机 断裂时2点延伸率，断裂延伸率算方法2，伸长率% 公式2=Le/Lg*100【伸长量Le除以标距Lg乘以100，伸长量Le是自动抓取的使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时 2点延伸计的数据，不使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时全程位移的数据】 抗拉强度，抗压强度，剥离强度,剪切强度Mpa 公式=Fp/A 【最大荷重Fp除以截面积A】 撕裂强度N/mm 公式=Fp/T 【最大荷重Fp除以试样厚度T】
环刚度作业指导书
塑料埋地排水管环刚度性试验作业指导书 一编制目的： 为确保操作熟练、规范和检测数据的准确可靠、有效。 二检测原理： 用管材在恒速变形时所测得的力值和变形值确定环刚度。将管材试样水平放置，按管材的直径确定平板的压缩速度，用两个互相平行的平板垂直方向对试样施加压力。在变形时产生反作用力，用管试样截面直径方向变形量为0.03di（管材试样内径）时的力值计算环刚度。三检测环境： （23±2）℃状态调节24h；GB/T 19472.2-2004规定当管材DN/ID＞600mm时状态调节时间不少于48 h。 除非其它标准中有特殊规定，测试在（23±2）℃条件下进行。 四标记和样品数量： 1 切取足够长的管材，在管材的外表面，以任一点为基准，每隔120°沿管材长度方向划线并分别做好标记。将管材按规定长度切割为a、b、c三个试样，试样截面垂直于管材的轴线。注：如管材存在最小壁厚线，则以此线为基准线。 2 试样的平均长度： 1）每个试样根据管材公称直径（DN）的不同，沿圆周方向等分测量3～6个长度值，计算其算术平均值作为试样长度，精确到1mm。对于每个试样，在所有的测量值中，最小值不应小于最大值的0.9倍。 ?DN≤200mm时，长度测量数为3； ?200＜DN＜500时，长度测量数为4； ?DN≥500时，长度测量数为6。 2）公称直径（DN）小于或等于1500mm的管材，每个试样的平均长度应在300mm±10mm。 3）公称直径（DN）大于1500mm的管材，每个试样的平均长度不小于0.2DN（单位为mm）。 4）有垂直肋、波纹或其他规则结构的结构壁管，切割试样时，在满足a、b和c长度要求的同时，应使其所含的肋、波纹或其他结构最少。切割点应在肋与肋，波纹与波纹或其他结构的中点。 5）对于螺旋管材，切割试样，应在满足长度要求的同时，使其所含螺旋数量最少。带有加强肋的螺旋管，每个试样的长度，在满足要求的同时，应包括所有数量的加强肋，肋数不少于3个。
管材环刚度选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算 根据埋地聚乙烯（P 日排水管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压 力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率 5%。 ￡ < 5% 式中 W d,max ――管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（ 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量 W d,max 可按下式计算: 式中 K d ――管道变形系数，根据管道敷设基础中心角 2a 按附录表1选用; D L ――变形滞后效应系数，取值 F SV k ――每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）; 单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值; Sp -- 管材环刚度（kN/m 2 ）; E d ----- 管侧土的综合变形模量（kN/m 2 ）。 、作用在管道每延米上的竖向土压力 标准值F SV , k ，可按下式计算: Hs ――管顶至设计地面的覆土高度（m ）; D1——管道的外径（m ）。 根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值 （见 下表）： 即: ,max D 1 100% (1) (2) K d (F W d,max D L sv,k q q vk DJ 8S — ? q , 可变荷载准永久值系数，取; q vk SV, K r s H s D 1=18* H s * D i 式中 r s 回填土的重力密度，可取18KN/m 3;
表1:作用在管道上竖向土压力标准值 、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S52Q埋地塑料排水管道施工标准图集) 作用在管道上的可变作用标准值见表2: 表2:作用在管道上的可变作用标准值 三、计算管侧土的综合变形模量E d
环刚度试验作业指导书
文件编号： 第1页共2页 环刚度试验作业指导书 第1版第0次修订 颁布日期：2011年月曰 一、 检验目的： 及时、公正地出具有效检验数据，以维护国家、集体和公民的利益。 二、 检验项目： 用管材在恒速变形时所测得的力值和变形值确定环刚度。 将管材试样水平放置，按管材的直径确定平板的 压缩速度，用两个互相平行的平板垂直方向对试样施加压力。 在变形时产生反作用力， 用管试样截面直径方向 变形量为0.03d 时的力值计算环刚度。 三、 检验评定依据： GB/T 9647-2003《热塑性塑料管材环刚度的测定》 四、 仪器设备 1. 万能试验机 范围0?1200mm 精度1级 2 .钢直尺 0?1000mm 精度1mm 五、试验步骤 1. 试样要求 切取足够长的管材，在管材的外表面，以任一点为基准，每隔 120。沿管材长度方向划线并分别做好标记。 将管材按规定长度切割为 a,b,c 三个试样，试样截面垂直于管材的轴线。 注：如果管材存在最小壁厚线，则以此为基准线。 2. 试样的长度 每个试样按下列表的规定沿圆周方向等分测量 3?6个长度值，计算其算术平均值为试样长度，精确到 1mm 表1长度的测量数 对于每个试样，在所有的测量值中，最小值不应小于最大值的 0.9倍。 公称直径小于或等于 1500mm 的管材，每个试样的平均长度应在 300mn ± 10mm 公称直径大于1 500mm 的管材，每个试样的平均长度不小于 0.2DN （单位为mm 。 有垂直肋、波纹或其他规则结构的结构壁管，切割试样时，在满足 a,b 或c 的长度要求的同时，应使其 所含的肋、波纹或其他结构最少。 切割点应在肋与肋，波纹与波纹或其他结构的中点。 对于螺旋管材，切割试样，应在满足 a,b 或c 的长度要求的同时，使其所含螺旋数最少。 带有加强肋的螺旋管和波纹管，每个试样的长度，在满足 a,b 或c 的要求下，应包含所有数量的加强肋， 肋数不少于3个。 有限公司作业文件
环刚度
环刚度 塑料埋地排水管的关键性能--环刚度(2007-03-29 22:33:17) 摘要：国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成用材料太多，成本过高。 关键词：塑料管环刚度外压负载 1埋地铺设塑料管的负载和承受负载的管土共同作用 埋地铺设塑料管有两类，一类是内部有压力的，习惯称为‘压力管道’，如输送水或燃气的管道；一类是内部是没有压力（或很低压力）的，称为‘无压管道Non-pressure Pipe ’。 压力管道的承受的负载有内部压力和外部的压力。通常内部压力产生的应力是造成管材破坏的主要因素，破坏的形式是管壁内的拉应力造成的变形过大和破裂（塑料管通常是由蠕变造成）。设计时一般先按承受内压负载进行设计计算，选择材料和结构数据（如壁厚），然后再考虑外压负载进行设计验算，必要时修改结构数据。 无压管道承受外压负载（通常内压负载忽略不计）。破坏的形式是外压负载造成管材变形过大或压屈失稳（Buckling）。设计时按照外压负载进行设计计算，选择材料和结构数据。本文讨论的塑料埋地排水管是指无压管道。 外压负载比较复杂，主要包括土壤重量和地面产生的静负载，以及运输车辆经过时产生的动负载。塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂，因为塑料管属于柔性管（Flexible Pipe），在外压负载下管材和周围的土壤（回填材料）产生‘管土共同作用’。换句话说，是管材和周围土壤（回填材料）共同来承受外压负载。 目前世界各国在埋地管道的设计计算方面还没有完全一致的方法，但是绝大多数国家都以美国SpanglerR公式（或称Spangler的 lowa 公式）作为计算埋地柔性管外压负载下变形量的基础公式（根据变形量再计算出管材内的应力）。Spangler公式如下： 我国的国家标准和国家级的设计规程也是以此公式为基础的。以下是我国CECS 164标准‘埋地聚乙烯排水管道工程技术规程’中计算塑料埋地排水管在外压负载下，竖向管道变形量的公式； 其物理含义是 物理含义可简化为
HDPE双壁波纹管道环刚度设计计算探讨
HDPE 双壁波纹管道环刚度设计计算探讨 HDPE 双壁波纹管具有抗外压能力强、程造价低、施工方便、摩阻系数小，流量大、良好的耐低温，抗冲击性能、化学稳定性佳、使用寿命长、优异的耐磨性能等特点，已越来越多地被应用于排水管道工程，国产产品标准中管材环刚度有2、4、（6.3）、8、（12.5）、16等六个等级，而HDPE 双壁波纹管环刚度的选用及管道埋深、沟槽的开挖与回填土要求之间的关系无疑是设计的重点，笔者根在总结设计及及施工的基础上探讨了环刚度的选用与管道埋深及沟槽开挖回填之间关系，供相关人员参考。 1、 管材环刚度计算 （1）环刚度需满足公式 埋地塑料排水管道按“管土共同作用”机理承受外压荷载的作用，通常用控制埋设管道的变形率来选择所需的环刚度。根据《埋地塑料排水管道工程技术规程》CJJ143-2010中规定，在外压荷载作用下，塑料排水管道竖向直径变形率不应大于管道允许变形率的5%，即应满足下列公式： .max = 100%5%d e W D εε?≤， ； （1） ..max ()80.061d sv k q vk e d L p d K F q D D S E ?+=+W （2） 考虑到管道设计安全系数1.5，则本次论文设计中按 3.3%ε≤考虑。 式中： .max d W ----管道在组合荷载作用下的最大竖向变形(m)；该值不超过0.05e D ，本次按0.033e D 设计； L D -------变形滞后效应系数，取1.5计算； d K -------管道变形系数，按管道基础中心角290o a ≥时，取0.1计算； .sv k F ------每延米长度管道管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）；
环刚度
塑料埋地排水管的关键性能--环刚度(2007-03-29 22:33:17) 摘要：国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成用材料太多，成本过高。 关键词：塑料管环刚度外压负载 1埋地铺设塑料管的负载和承受负载的管土共同作用 埋地铺设塑料管有两类，一类是内部有压力的，习惯称为‘压力管道’，如输送水或燃气的管道；一类是内部是没有压力（或很低压力）的，称为‘无压管道Non-pres sure Pipe ’。 压力管道的承受的负载有内部压力和外部的压力。通常内部压力产生的应力是造成管材破坏的主要因素，破坏的形式是管壁内的拉应力造成的变形过大和破裂（塑料管通常是由蠕变造成）。设计时一般先按承受内压负载进行设计计算，选择材料和结构数据（如壁厚），然后再考虑外压负载进行设计验算，必要时修改结构数据。 无压管道承受外压负载（通常内压负载忽略不计）。破坏的形式是外压负载造成管材变形过大或压屈失稳（Buckling）。设计时按照外压负载进行设计计算，选择材料和结构数据。本文讨论的塑料埋地排水管是指无压管道。 外压负载比较复杂，主要包括土壤重量和地面产生的静负载，以及运输车辆经过时产生的动负载。塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂，因为塑料管属于柔性管（Flexible Pipe），在外压负载下管材和周围的土壤（回填材料）产生‘管土共同作用’。换句话说，是管材和周围土壤（回填材料）共同来承受外压负载。 目前世界各国在埋地管道的设计计算方面还没有完全一致的方法，但是绝大多数国家都以美国SpanglerR公式（或称Spangler的lowa 公式）作为计算埋地柔性管外压负载下变形量的基础公式（根据变形量再计算出管材内的应力）。Spangler公式如下： 我国的国家标准和国家级的设计规程也是以此公式为基础的。以下是我国CECS 164标准‘埋地聚乙烯排水管道工程技术规程’中计算塑料埋地排水管在外压负载下，竖向管道变形量的公式； 其物理含义是 物理含义可简化为 从此公式中可以清楚地看出决定埋地柔性管外压负载下变形量的一方面是负载的大小（公式中分子部分），另一方面是管材结构性能和周围土壤结构性能两者之和（公式中分母部分的两项）。 所以，决定塑料埋地排水管铺设后能否正常工作的，‘负载’、‘管材’和‘土壤（回填）’三个参数都很重要，而且相互影响。 2环刚度的物理定义和测定。
管材环刚度选择计算
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克* 埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算 根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。 即：%1001 max ,?= D W d ε （1） ε< 5% （2） 式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m ）。 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算： d p vk q k sv d L d E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ （3） 式中 K d ——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用； D L ——变形滞后效应系数，取值1.4 F SV ，k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）； φq ，——可变荷载准永久值系数，取0.5； vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值； S p ——管材环刚度（kN/m 2）； E d ——管侧土的综合变形模量（kN/m 2）。 一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ，k ，可按下式计算： 1D H r F s s K SV ??=，=18* H s * D 1 式中 r s ——回填土的重力密度，可取18KN/m 3； H s ——管顶至设计地面的覆土高度（m ）； D 1——管道的外径（m ）。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表): 表1：作用在管道上竖向土压力标准值 二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑（参照04S520，埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2： 表2：作用在管道上的可变作用标准值
HDPE环刚度的计算(解密版)325
湖塘路HDPE 环刚度的计算 一、计算依据： 《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规范》CECS 164;2004 二、环刚度概念：管道抵抗环向变形的能力。 三、计算公式： W d.max =D L (K D (F SV,K +φq Q vk D 1)/(8S p +0.061E d )) 式中W d.max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m ）。 K D ——管道变形系数，取0.109. D L ——变形滞后效应系数，根据管道胸腔回填密实度取1.5. F SV,K ——每延米管道管顶的竖向压力标准值。（F SV,K =Y s H s D 1=回填土密度X 覆 土厚度X 管道外径=18X4X0.716=51.55（KN/m ）） φq ——可变荷载永久值系数，取0.5。 E d ——管侧土的综合变形模量（KN/m 2）, 四、判定条件ε= W d.max / D 1X100%<5% 五、计算过程： （1）计算管侧土的综合变形模量E d ： 根据附录C ，B r /D 1=（0.4+0.4+0.716）/0.716=2.1173，E e / E n =7/2.5=2.8，ξ=0.52 则E d =ξE e =0.52X7=3.64 （2）计算竖向变形量 (1)环刚度=8 KN/m 2 W d.max =D L (K D (F SV,K +φq Q vk D 1)/(8S p +0.061E d )) =1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.60)/（8X 8+0.061X3.64X1000)) =0.03118（m ） ε= W d.max / D 1X100%=0.03118/0.6=0.52>5%,不满足要求。 （2）(1)环刚度=12.5KN/m 2 W d.max =D L (K D (F SV,K +φq Q vk D 1)/(8S p +0.061E d )) =1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.6)/（8X 12.5+0.061X3.64X1000)) =0.0277（m ） ε= W d.max / D 1X100%=0.0277/0.6=4.6>5%,满足要求。
HDPE双壁缠绕管材环刚度选取方法
HDPE双壁缠绕管材环刚度选取方法 管材环向弯曲刚度是指管道抵抗环向变形的能力，简称环刚度。环向弯曲刚度是 塑料管材抵抗环向变形能力的重要指标。塑料排水管道的最大和最小覆土厚度通常受 外压荷载的控制，其最大变形应控制在5%范围内。上海市市政工程研究院通过对塑料 管材的砂箱加载试验，测试结果表明，当塑料排水管材的环向弯曲刚度为8KN/㎡时， 其技术经济综合性能最为适宜。因为砂箱加载试验当塑料管材的变形率为5%时，只要 管道两侧回填黄砂（粗）的密实度符合要求，其外荷载作用可相当管顶最大覆土厚度4 --5m,一般应能满足排水工艺设计的管道埋深要求。因此规定管道位于道路车行道下， 其环刚度不宜小于8KN/㎡；对住宅小区及其它地段的排水管道，因地面荷载小，管顶 覆土也浅，故可选择环向弯刚度较低的塑料管材，但不宜小于4KN/㎡。 1、管径：DN110-DN800。环刚度：SN 2、SN4、SN8、SN16四个等级。举例SN8表 示承受外压负载8KN/㎡。如果选用管材环刚度太小，在管道施工完成进行回填压实过 程中发生管材变形过大和屈曲破坏现象，造成回填土密实度达不到设计要求，最常见 现象是沿管道敷设方向混凝土路面出现裂缝，雨水沿裂缝下渗造成路面下沉破损。反 之如果选用管材环刚度太大，必须采用过大的截面惯性矩，将造成用材料太多，成本 过高。 2、选用埋地塑料双壁波纹排水管环刚度建议：非机动车道、绿化带管材选 用SN4(4KN/㎡);机动车道、地下室顶板上管材选用SN8(8KN/㎡);消防车道下 管材选用SN16(16KN/㎡);如果局部管道穿越消防车道可选用SN8(8KN/㎡)加混 凝土包封加固处理。 双壁波纹管S1、S2表示管材的环刚度等级，具体有两种表示方法，一种 是S1和S2分别代表4级和8级，另外一种是SN4和SN8分别代表4级和8级。一般可以理解为8KN的比较硬。环刚度S1就是每平米承压为4千牛，S2为8千牛。S N8对应S2级，代表每平米可以承外压8KN。 HDPE双壁波纹管，简称PE波纹管。双壁波纹管材是以高密度聚乙烯为原 料的一种新型轻质管材，具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快、寿命长等特点，其优异的管壁结构设计，与其他结构的管材相比，成本大大降低。并且由 于连接方便、可靠，在国内外得到广泛应用。大量替代混凝土管和铸铁管。HDPE双壁波纹管按环刚度等级划分可分为S1型和S2型两种；按双壁波纹管规 格划分有以下标准（公称内径）：Ф225 mm、Ф300 mm、Ф400 mm、Ф500 mm、Ф600 mm、Ф800 mm、Ф1000 mm、Ф1200mm。 SN4环刚度是要低于SN8的，环刚度的的大小是根据生产厂家的成本、材 质所决定的，通常厂家说他的环刚度有SN8，但实际测定并非如此，厂家都有 自己的企业标准。想知道有多少环刚度可以送检，有条件的换也可以自己根据GB/T 9647-2003国家标准测定。
环刚度介绍
塑料埋地排水管的关键性能--环刚度 北京塑料工业协会 张玉川 2004/5 1埋地铺设塑料管的负载和承受负载的管土共同作用 埋地铺设塑料管有两类，一类是内部有压力的，习惯称为‘压力管道’，如输送水或燃气的管道；一类是内部是没有压力（或很低压力）的，称为‘无压管道Non-pressure Pipe ’。 压力管道的承受的负载有内部压力和外部的压力。通常内部压力产生的应力是造成管材破坏的主要因素，破坏的形式是管壁内的拉应力造成的变形过大和破裂（塑料管通常是由蠕变造成）。设计时一般先按承受内压负载进行设计计算，选择材料和结构数据（如壁厚），然后再考虑外压负载进行设计验算，必要时修改结构数据。 无压管道承受外压负载（通常内压负载忽略不计）。破坏的形式是外压负载造成管材变形过大或压屈失稳（Buckling ）。设计时按照外压负载进行设计计算，选择材料和结构数据。本文讨论的塑料埋地排水管是指无压管道。 外压负载比较复杂，主要包括土壤重量和地面产生的静负载，以及运输车辆经过时产生的动负载。塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂，因为塑料管属于柔性管（Flexible Pipe ），在外压负载下管材和周围的土壤（回填材料）产生‘管土共同作用’。换句话说，是管材和周围土壤（回填材料）共同来承受外压负载。 目前世界各国在埋地管道的设计计算方面还没有完全一致的方法，但是绝大多数国家都以美国SpanglerR 公式（或称Spangler 的 lowa 公式）作为计算埋地柔性管外压负载下变形量的基础公式（根据变形量再计算出管材内的应力）。Spangler 公式如下： 3 3'061.0r E EI r KW D X c L +=?
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算管材的结构性能是决定能否承受负载的重要参数。这个管材参数（抗外压负载）由三个由管材材料、结构和尺寸决定的因素（Ep Ip ro）： Ep---管材短期的弹性模量（kN/m） Ip----管道纵截面每延米管壁的惯性矩（m4/m） ro----管道计算半径（管壁中性轴半径）（m） 根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。 即：ε=Wd,max/D1×100% （1） ε＜5% （2） 式中 Wd,max－管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m）. 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量Wd,max可按下式计算： W d,max=D L〔K d（F sv,k＋Фq q vk D1）〕/（8S p＋0.061E d） 式中：K d—管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用； D L—变形滞后效应系数，取值1.4 F sv,k—每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（Kn/m）； Фq—可变荷载准永久值系数，取0.5； q vk—单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值； S p—管材环刚度（Kn/m2）; E d—管侧土的综合变形模量（Kn/m2）。 一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F sv,k，可按下式计算： F sv,k=r s*H s*D1=18*H s*D1 式中：r s—回填土的重力密度，可取18Kn/m3 H s—管顶至设计地面的覆土高度（m） D1—管道的外径（m） 根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值（见下表）：表1：作用在管道上竖向土压力标准值 二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城－B级考虑（参照04S520，埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2：