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HDPE双壁波纹管道环刚度设计计算探讨
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压力管道的承受的负载有内部压力和外部压力。无压管道承受外压负载。
环刚度简介
塑料埋地排水管的关键性能--环刚度( 22:33:17)
环刚度负载
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。
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）。
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；
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。
环刚度测定
根据承受负载的管土共同作用，从以上公式中我们可以看到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（m4/m）
ro----管道计算半径（管壁半径）（m）
所以，从理论上讲，每当我们进行塑料埋地排水管设计时必须首先知道这三个数值，然后才能放在公式中去设计计算。从道理上讲，如果设计时根据了这三个数值，生产企业提供的管材就要保证这三个数值。
但是，在实践中这三个数值不容易获得。首先，管材的不容易测量，采用不同牌号和不同配方的原材料弹性模量都会有很大变化。此外，管道纵截面每延米管壁的惯性矩很难计算（埋地塑料排水管一般采用结构壁管，结构截面常常是比较复杂的几何形状），结构尺寸（如壁厚）的变动会造成惯性矩明显变化。
而且，在设计确定以后，如果要求制造厂保证这三个数值都不变也是很不现实的。
能不能找到一个在实际生产和应用中容易获得、容易检查和容易保证的管材参数（抗外压负载）的方法呢？有一个国际公认的方法，就是引入名称为‘环刚度’的数值指标。
国际标准ISO对于环刚度S的定义是（见ISO9967 Annex A）：
E材料的ID管环的平均直径单位是KN/m2
所以，计算竖向管道变形量的公式可以直接用环刚度数值表示为
其中Sp就是国际标准规定的环刚度。
（D=2 ro， = =8Sp）
这样，只要知道环刚度Sp的数值，不需要知道弹性模量Ep、惯性矩Ip和管道计算半径ro的确切数值就可以进行设计计算。而环刚度Sp的数值可以通过对管材的实际测量来获得。通过对管材的实际测量来获得环刚度Sp的方法已经标准化，就是国际标准ISO 。我国国家标准GB/T
（不是已经被代替的GB/T ）‘热塑性塑料管材环刚度的测定’等同采用了ISO 。
国家标准GB/T 测定环刚度的方法比较简单：按要求的方法在两个平行的平板间压缩一段管材，测量在管直径方向变形达到3%时的作用力F，就可以按照以下公式计算出管材的环刚度：
其中，F –相对于管材3%变形时的力值（kN）
L –试样长度（m）
Y –变形量（m） d—内径（m）
为什么用此标准方法实际测量出来的环刚度可以确认为就是我们需要的EI/D数值呢？
因为在两个平行平板间压缩管段产生变形是一个典型的材料力学问题。利用材料力学的分析方法可以证明变形量，作用力和管材的参数EI/D—环刚度有以上公式所表示的明确关系。
国际上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。因为：1）不需要知道弹性模量Ep、惯性矩Ip和管道计算半径ro的确切数值，只要知道环刚度Sp的数值就可以进行设计计算；
2）环刚度Sp的数值可以通过对管材的实际测量来获得；
3）生产厂只要保证环刚度达到要求，不必保证Ep、惯性矩Ip和管道计算半径ro都达到要求。而且环刚度在生产厂可以通过经常检测进行控制。
需要注意的是环刚度是有明确定义的，是塑料埋地排水管设计计算的基础，其测定的方法是由国家标准（国际标准）严格规定的。我们塑料埋地排水管发展很快，因为不了解环刚度的定义和标准，有时出现混淆和误用的情况。
有的企业不按国家标准GB/T （等同ISO ）测定（例如，不用平行平板而用两V型板压缩，或者在管侧加限制。），但是把测出的数值称为环刚度。用户据此设计计算必然失误。
有的地方把国家标准GB/T （等同ISO ）定义和测定的环刚度和德国标准DIN16961定义和测定的‘环刚度（英文同样用ring stiffness） ’、或者和美国标准ASTMD2412的定义和测定的‘管刚度Pipe Stiffness’混淆。结果出现了双壁波纹管环刚度达到几十千帕的检测报告。本文对于国家标准GB/T （ISO标准ISO ）的环刚度（英文ring stiffness）和DIN标准的‘环刚度（英文同样用ring stiffness）’，ASTM标准的‘管刚度Pipe Stiffness’之间的差别不再详细说明，这里只是提醒务必注意不同国家的不同标准中对于管材抗外压负载定义的刚度数值指标有不同的定义和相应不同的测定方法，在国内必须统一按国家标准采用GB/T 规定的环刚度，在对外交流中则必须问清楚是按那个标准的刚度数值。国际市场趋向统一，越来越多国家接受按ISO标准，ISO 已经被欧洲标准组织接受为欧洲标准EN ISO 。
环刚度选择
环刚度是塑料埋地排水管抗外压负载能力的综合参数，显然，为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作，环刚度的选择是设计中的关键之一。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。
常常有用户询问能不能根据埋深等外压负载情况用一个简单方法选择环刚度，回答是不能。原因就是因为塑料埋地排水管承受外压负载的机理是‘管土共同作用’，是管材承受负载的能力（环刚度）和管道周围土壤（回填材料）承受负载的能力两方面结合决定工程的成败。所以环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤（回填材料）的情况（变形量公式中的数值Ed—管侧土综合弹性模量（kN/m），Ed又取决于回填材料的种类、压实程度、槽侧原状土情况等）。
按我国的技术规程，环刚度的选择是先初步选择，然后进行‘管道结构设计’，进行管道变形验算、强度计算、压屈失稳计算等。如果计算结果不满足要求就增大环刚度重新计算，（或者减少后重新计算）。
在国外的有关标准和规程中有以下方法可供参考：
欧洲标准草案prEN13476-3
无压埋地排水排污用热塑性塑料管系统--硬聚氯乙烯(PVC-U),聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的结构壁管系统。
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HDPE双壁波纹管接口根据其不同的连接方式,都具有不同性质的功能,在不同的运用环境中它发挥的作用也是不一样的,现在我们就来了解一下双壁波纹管接口的连接方式具体有哪些不同之处吧:
　　(1)常用的HDPE双壁波纹管的联接办法有对焊联接、电焊管箍联接接件联接、带密封圈的承插式套管联接、丝扣联接法、线性弹性承插管联接、法兰联接法。
　　(2)HDPE双壁波纹管不能选用溶解性粘合剂与管件联接,其好的联接办法是熔焊联接。焊接技能的开展履历了一定的进程,早期焊接办法有热熔对接联接、热熔承插联接和鞍形焊接。
&&&&& 3)电热熔联接选用的施工机具是电热熔焊机和热熔对接焊机,焊接办法开展为与金属管道联接时用钢塑过渡接头联接。当时,首要选用热熔法、电熔法联接,使管材和管件一体化,无泄漏、安全可靠。管道与其他原料的管道联接时,应选用查看井或专用法兰联接法联接。
　　(4)HDPE双壁波纹管在选用橡胶圈接口时,应先查看橡胶圈是不是配套无缺,承认胶圈的安放位置,然后将 接口范围内的作业面用棉纱收拾洁净, 不得有泥土等杂物。进行接口作业时,应先将橡胶圈严密地套在管口的一侧,再调整管的另一侧,使管的两边在同一轴线上,然后套上橡胶圈并调整,使其与管外壁联系严密,终究套上哈
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阳泉市pe波纹管环刚度等级腾达汇泰公司城市：对话|专栏|城市之星陕西|河南|广州|重庆青岛|福州|厦门|宁波辽宁|山东|天津被几吨重的挖掘机碾压过后，高密度聚(HDPE)双壁波纹管依旧毫发无伤工作人员告诉记者，这种的管道叫高密度聚(HDPE)双壁波纹管，是通过回收生活塑料(洗发水瓶、牛奶瓶、袋、废旧机油壶、电线皮等)进行改性而成，使废旧塑料再生利用。其管材的环刚度和耐磨程度甚至比普通钢管还要高出几倍，且使用寿命长达70年到100年，与其他结构的管材相比，不仅成本大大而且绿色环保。预计公司2012年将加快募投项目建设进度，先期释放部分产能，以缓解产能不足的压力。此外，公司将按照产能的进度适当加大力度，产品销量。因为公司产品性能已达到先进水平，特别是双壁波纹管生产工艺方面拥有的专利技术。国内市场中，公司市场占有率和研发实力都。产品售价方面，公司产品售价约为国外竞争对手的三分之二，而略高于国内竞争对手。综合分析，波纹管塑机设备行业景气度较高，公司产品在国内外市场都具有很强的竞争力，预计产能释放后公司可以通过加大力度快速消化新增产能。HDPE双壁波纹管比混凝土管轻、长度大、接头少、对于管沟和地基的要求低，接口连接方便且密封性好。易搬运、施工简单方便、无需吊装设备，人工即可安装。施工劳动强度低、速度快，可大大施工效率、缩短工期。在拥挤或地质恶劣地区（如地下水位高，地基），双壁波纹管具有更大的优势。母婴彩妆家居美食服饰数码Fisher-Price费雪喂奶衣Derma德玛护臀膏earthfriendlybaby地球宝宝沐浴乳Finn+Emma防踢被familiar华蜜丽宝宝餐具套装查看更多我的心机SNPRM底液DU'IT霜我的美丽日记查看更多Dimension头发护理大岛椿头发护理Dove多芬洗发水Derma德玛头发护理DOORI康绮墨丽洗发水查看更多Dotfree多富丽维生素CDHC蝶翠诗Doppelherz双心大豆异黄DHC蝶翠诗茶族DEWYTREE自然晨露维生素C查看更多MAEPLOY泰娘果酱T3、《公司董事关于超募资金的使用等事宜的意见》；公称内径DN/ID小平均内径小层压壁厚小内层壁厚接合长度.2.01.2.52.3.03.3.53.4.54.855.05.2物理力学性能
风险提示:下游双壁波纹管需求增速不及预期;高端机床业务产能释放速度较慢。房产：资讯|政策|市场|专题高清大图|豪宅|家居建筑||访谈|置业房企||新盘|公寓别墅|商业|旅游|海外养老|热帖|宅男宅女汽车·旅游汽车：业界|评论|访谈|报告新车|国内|海外|谍照购车|导购|试驾|图解文化|人文|酷车|游记用车|专栏|二手车赛事|城市站|经销商|报价库|图片库根据、塑料工业协会的统计，塑料波纹管生产线的需求将不断增长。全球塑料波纹管生产线的需求在2015年将达到1200套。这一数字还未包括需求。而现在的统计数据还不够，根据现有数据，到2015年，仅用于排水管及护套管的塑料波纹管生产线将达到570套，但这个关于双壁波纹管生产线的市场需求不包括单机设备，亦未考虑其用于农业、工业、建筑排水及其他新兴领域的市场容量，实际需求将大于值。7.2.3管道位于车行道下，铺设后即修筑路面或管道位于软土地层以及低洼、沼泽、地下水位高的地区时，沟槽回填应先用中粗砂将管底腋角部位填充密实后，再用中粗砂或石屑分层回填至管顶以上0.4m，在往上可回填良质土。标签：波纹管计算资料波纹管计算课程波纹管计算专家波纹管计算讨论河南135亿五条公路兰考至原阳高速公路封丘至原阳段PPP项目社会资本采购中标结果公告项目概况一、项目内容：本项目为封丘至原阳段，起点位于封丘县东接大广高速公路（G45），沿黄河大堤北侧向西延伸，经封丘县城南，原阳县城南，根据公司的发展规划及募投项目建设的需要，本次公司拟将原募投项目“年产1.5万吨环保型排水、排污用聚烯烃系列双壁波纹管扩建项目”实施和实施主体作如下变更：2010年监理工程师三控之《工程建设进度控2010年监理工程师三控之《工程建设进度控2010年监理工程师三控之《工程建设进度控2010年监理工程师三控之《工程建设进度控2010年监理工程师三控之《工程建设进度控2010年监理工程师三控之《工程建设进度控2010年监理工程师三控之《工程建设投资控2010年监理工程师三控之《工程建设投资控2010年监理工程师三控之《工程建设投资控1.0.3本手册适用于地震区和非地震区室外排水和农田水利工程，工厂企业范围的室外排水工程可参照执行。
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