OnOvality and stress汽车碾压载荷和管道椭圆化的控制

Even there is some variation for different codes. But generally, it comes from Iowa equation (Buried pipe), all of them are modified Iowa deflection formula.
管道直埋地下,承受土壤压力作用,汽车通过碾压作用,这两个载荷都传到到管道的外表面,产生应力,过大的外载会导致管道的椭圆化变形发生。
控制管道椭圆化,美国ALA,中国输油和输气,以及区域供热规范普遍采用的Iowa衣阿华公式作为根据,结合各自的特点做了一些调整,但整体上原理都是一个。主要是控制管道变形量在3%管道外径范围内。
1. Base on ALA guideline.美国ALA规范

2.if we check GB50251 for gas,中国天然气长输规范

 

3.if we check GB50253 for oil,中国油品长距离输配。

4.CJJ81 District heating, 中国区域供热规范

俄罗斯埋地管道壁厚和汽车碾压影响计算

 

ALA和国内规范参考的椭圆化是最基本的分析方法。这种方法没有考虑管道非线性变形,土壤非线性特点,管道内压作用的影响因素等。

俄罗斯针对管道直埋和汽车碾压,不是控制椭圆化变形量,而是通过环应力水平来控制。

采用的是有限元模型,用一圈弹簧来模拟土壤的约束效果。

分析A,B,C,D,E五个点的应力。

  1. 根据埋深和内压壁厚计算

可以看到外护管+聚氨酯对土壤外压起到了一定的缓解作用。有外护的壁厚要小一些。

 

  1. 关于汽车碾压

START计算交通载荷采用这个有限元方法,但不考虑保温,认为管是裸露直埋的。

如果不输入内压,这时的环应力就仅有埋深外压作用了。

最后,关于内压会抵消部分外压作用,前提是管道必须是圆形的,不能发生任何椭圆的变形。而START软件考虑都是有一定椭圆度,这时内压产生的环应力和土壤及交通载荷产生的环应力都是叠加加和的,而不是相互抵消的。

 

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