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摘要：城镇直埋热水管道是城镇供热系统的主要设施，随着我国近年来基础设施的快速发展，相关的管道系统趋于复杂，输送口径也越来越大。逐渐由小管径上升至DN1000和DN1200，甚至DN1400。但目前我国直埋热水管道设计规范和相关类专业书籍却比较少，规范主要遵循《城镇供热直埋热水管道技术规程》。
关键词：直埋热水；局部稳定性；应力验算
直埋热水管道从整体看属于杆件，但是从局部看又属于薄壁圆筒，特别是大直径的管道。在《压力管道应力分析》[1]一书中对薄壁/厚壁管壳做界定：“一般以K=Do/Di=1.2为界，Do和Di分别为管道外径和内径。当K≤1.2时为薄壁圆筒，K＞1.2时为厚壁圆筒”对于民用直埋供热管道来说，都属于薄壁圆筒。
大管径、高温度、高压力直埋热水管道，横截面受到较高的压应力作用，当最大压应变达到临界水平时有可能会发生局部屈曲，局部产生较大的变形，导致管道局部褶皱而失效。管道局部屈曲多数发生在应力不连续、管壁有缺陷的地方。
目前《城镇供热直埋热水管道技术规程》[2]对于直径大500mm的直管段局部稳定性验算是参考了《压力容器》[3]圆筒许用轴向压缩应力的计算公式并进行了推导。从我个人理解方面，《城镇供热直埋热水管道技术规程》[3]直管段局部稳定性验算值得商榷。
技术规程局部稳定性验算公式是由锚固段压应力不大于圆筒许用轴向压缩应力这一方法推导而来，即：
根据上表计算结果，温差≥80℃时，温差80℃、120℃时稳定性不能满足，其余各点稳定性可以保证。
结论：
供热管道属于GB2类压力管道，压力管道稳定性验算需要遵从压力管道评价标准，改变理论数据限值需要理论或实验数据支持。管道稳定性验算应该考虑管道整体性，以梁单元模型进行计算，单纯将管道局部理解为压力容器，有可能计算结果会出现误差，存在设计隐患。
参考文献
[1]唐永进 《压力管道应力分析》 中国石化出版社，2010
[2]《城镇供热直埋热水管道技术规程》，中国建筑工业出版社，2013
[3]《压力容器》，中国国家标准化管理委员会发布，2011
[4][丹麦]皮特·兰德劳夫，《区域供热手册》，哈尔滨工程大学出版社，2000
论文作者:张道亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
本文来源: https://www.lw33.cn/article/86370017ecdbab046a1ad4cd.html