[发明专利]一种减少城市供热管道固定墩扭转位移的方法

说明书

一种减少城市供热管道固定墩扭转位移的方法，步骤为：根据固定墩受到的外部载荷，确定供水管的水平轴向力Nsubgt;1/subgt;和回水管的水平轴向力Nsubgt;2/subgt;，且Nsubgt;1/subgt;＞Nsubgt;2/subgt;；在确定供水管和回水管在固定墩中的布置方案时，首先采用对称式管道结构设计，然后通过公式Nsubgt;1/subgt;/Nsubgt;2/subgt;＝w/u和公式w+u＝d，计算出对称式管道结构下固定墩中性轴与固定墩供水侧边缘的距离w，同时计算出对称式管道结构下固定墩中性轴与固定墩回水侧边缘的距离u；式中，d为固定墩的宽度；在固定墩周围确定受到被动土压力影响的局部土体，对局部土体进行加固，增加局部土体的被动土压力，用以提高局部土体对固定墩的约束力；将对称式管道结构设计调整为非对称式管道结构设计，使固定墩的中性轴与中心线相重合。

技术领域

本发明属于市政管道工程技术领域，特别是涉及一种减少城市供热管道固定墩扭转位移的方法。

背景技术

如图1～3所示，由于城市供热管道固定墩采用供水管与回水管并行的双管道布置结构，因此在城市供热管道正常工作时，供水管与回水管会产生不同方向的水平轴向力。又由于供水管产生的水平轴向力与回水管产生的水平轴向力并未作用在同一条直线上，因此供水管与回水管产生的水平轴向力同时作用在固定墩时，就会对固定墩产生扭转力矩。此外，因为固定墩周围的土体属于非刚性体，当固定墩受到扭转力矩后，就会导致固定墩发生扭转位移。再有，因为供水管产生的水平轴向力与回水管产生的水平轴向力是大小不同的，从而会进一步导致固定墩中性轴发生偏移，所导致的直接后果就是造成固定墩内部结构的严重破坏。

目前，针对城市供热管道固定墩扭转位移的相关研究比较鲜见，以往在城市供热管道固定墩的设计中，通常面对的都是小管径供热管道，因此固定墩的扭转位移往往忽略不计。但是随着城市化进程不断加剧，城市容量也在不断扩大，导致传统的小管径供热管道已经难以满足城市供热需要，大口径、高压力的供热管道被越来越多的采用，从而导致固定墩扭转位移问题变得越发严峻。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种减少城市供热管道固定墩扭转位移的方法，有效弥补了现有城市供热管道固定墩设计中的不足，一方面采用非对称式管道结构设计，使固定墩的中心线与中性轴相重合，在减少固定墩扭转位移的同时增加了固定墩的整体稳定性；另一方面通过对固定墩周围的局部土体进行加固，提高被动土压力，进而提高土体对固定墩的约束力，进一步减小固定墩的扭转位移。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种减少城市供热管道固定墩扭转位移的方法，包括如下步骤：

步骤一：根据固定墩受到的外部载荷，确定供水管的水平轴向力N₁和回水管的水平轴向力N₂，且N₁＞N₂；

步骤二：在确定供水管和回水管在固定墩中的布置方案时，首先采用对称式管道结构设计，然后通过公式N₁/N₂＝w/u和公式w+u＝d，计算出对称式管道结构下固定墩中性轴与固定墩供水侧边缘的距离w，同时计算出对称式管道结构下固定墩中性轴与固定墩回水侧边缘的距离u；式中，d为固定墩的宽度；

步骤三：在固定墩周围确定受到被动土压力影响的局部土体，对局部土体进行加固，增加局部土体的被动土压力，用以提高局部土体对固定墩的约束力；

步骤四：将步骤二中采用的对称式管道结构设计，调整为非对称式管道结构设计，使固定墩的中性轴与中心线相重合。

本发明的有益效果：