市政管线变形风险评估导则关键内容研究~

研究和分析了市政管线变形风险评估导则的关键内容,建立了半定量变形风险评估模型和定量变形风险评估模型结合市政管线结构全寿命周期服务理念,风险评估模型中考虑了规划可研、设计审查、施工验收和运行维护阶段影响管线变形的可能性因素依据《给水排水工程管道结构设计规范》(GB50332-2002)计算了不同规格的柔性管线屈服时对应的变形值,以及刚性管线不同裂缝宽度对应的变形值,归纳了柔性管线和刚性管线对应的柔性接口和刚性接口的计算内容计算结果表明,管侧土对柔性管和刚性管的影响存在本质上的差别。认识到不同类别的管侧土,对不同种类管材所起的作用需要结合具体情况进行分析和确定市政管线变形风险评估导则的编制,补充和完善了现行的国家标准体系。     

类矩形盾构施工引起地下管线竖向位移计算方法研究

为研究类矩形盾构不同施工工况引起的土体沉降,基于随机介质理论推导得到不同工况下的深层土体沉降公式,建立能量变分法控制方程,得到4种典型工况下类矩形盾构隧道施工引起地下管线竖向位移的计算方法。通过算例对比分析4种工况下管线竖向位移的分布规律,验证了结果的正确性,并分析了管线埋深、土质条件和管线材质对管线竖向位移的影响。研究结果表明:该研究方法计算所得管线的竖向位移呈现正态分布;旋转工况下管线竖向位移关于隧道中轴线呈不对称分布,管线竖向位移在盾构下沉侧比上浮侧变化快;土质条件和管线材质对管线的竖向位移有较大影响,管线埋深对管线竖向位移的影响则相对较小。     

基于双层Winkler地基的盾构穿越管线挠曲与脱空分析

盾构掘进诱发上覆管线的挠曲和脱空分析对其结构保护至关重要。基于双层Winkler地基并考虑管线上覆与下卧地基刚度差异,对盾构隧道开挖上覆管线挠曲和脱空进行理论与模型试验证实分析。基于荷载板试验对传统管线砂土地基承载理论加以修正,提出适用于盾构穿越管土相互作用分析的砂土地基刚度和极限承载力取值建议。参数分析发现,管线脱空宽度随管线抗弯刚度和隧道开挖地层损失增大而变大,但变化速率递减;当地层损失或管线抗弯刚度较大时,管土线弹性相互作用理论和考虑界面脱空的单层地基计算方法均高估了管线挠曲和弯矩,而考虑界面脱空的双层Winkler地基计算方法可更准确地预估管线挠曲。     

不连续埋地管线在沉陷情况下的响应分析

针对自应力水泥接口材料的不连续埋地管线在沉陷情况下的响应进行了分析,通过计算分析,得到自应力水泥接口材料管线的控制应力应变,通过与连续管线计算结果的对比可以发现,接口材料有利于降低管线的应力应变,但在接口处有明显的应力应变集中现象。     

类矩形盾构隧道开挖引起邻近地下管线变形研究

盾构隧道开挖环境影响的既有成果针对圆形盾构隧道施工效应做了较多研究,但针对类矩形盾构隧道施工效应的研究还较少。基于类矩形盾构隧道开挖面收敛位移变形模式,首先采用镜像法,提出类矩形盾构隧道施工诱发周围土体自由场位移的分析方法;其次,基于Winkler地基模型,将土体自由位移场施加于地下管线结构,提出类矩形盾构隧道施工诱发邻近管线变形的简化计算方法。通过工程实例分析,将土体自由场变形与实测数据进行对比验证;同时,采用有限元数值模拟方法,将管线竖向变形计算结果与本文简化方法进行对比分析。此外,针对隧道矩形长边宽度、隧道和管线埋深、管线直径、管线弹性模量、土体压缩模量、土体损失间隙参数等关键参数进行了影响分析。研究结果表明,采用类矩形盾构开挖面整体下沉收敛模式,镜像法解答得到的土体自由场位移与实测值吻合较好;提出的简化方法计算邻近既有管线变形的理论计算值与数值模拟值吻合较好。通过参数分析,可知隧道矩形长边宽度、管线埋深和管线弹性模量为敏感性参数。随着盾构矩形长边宽度的增大,管线变形曲线槽宽度显著增大;随着管线埋深的增加,管线变形显著增大;随着管线弹性模量的增大,管线变形显著减小。     

深基坑开挖引起临近地下管线的位移分析

针对基坑开挖对临近地下管线的影响这一课题，利用Ｗｉｎｋｌｅｒ 弹性地基梁理论，建立了受基坑开挖影响的地下管线竖向位移与水平位移方程；探讨了地下管线位移按两端固定支座梁计算的合理性；分析了影响地下管线位移的因素；经过对工程实例进行分析，表明理论计算结果与现场实侧值比较吻合     

隧道开挖条件下地埋管线的有限元分析

以有限元方法分析隧道开挖对地埋管线的影响,并分别以梁单元、壳单元、实体单元对管线进行模拟,从受力变形方面研究管线单元类型对分析结果的影响。研究结果认为:对于管土刚度比较大的材料,如混凝土、铸铁及钢质管线,采用梁单元计算管线响应是能够满足精度要求的,对于管土刚度比较小的材料,如PVC及ABS材质管线,当管线壁厚较大时,采用梁单元计算所得内力也可满足精度要求,而当管线壁厚较小时,采用梁单元计算结果误差较大。     

基于能量法的双圆盾构施工引起管线沉降计算

引入隧道与开挖面的相对位置系数α,研究双圆盾构施工在不同工况下引起的深层土体沉降计算公式,以土体沉降计算公式为基础建立能量变分方程,得到双圆盾构施工引起地下管线沉降的计算方法。通过算例对比分析4种典型工况下管线沉降的分布规律,验证公式推导结果正确性,并进一步分析了管线埋深和土体损失率等因素对管线最大沉降的影响规律。研究结果表明:本文方法计算3种正常工况下的管线沉降曲线满足正态分布,旋转工况下管线沉降分布不均匀,最大沉降向下沉隧道侧偏移,另一侧的沉降量则相对较小;土体损失率对管线的沉降有较大影响,而管线埋深对管线沉降的影响则相对较小。     

无锡太湖新城供气管线抗震可靠性分析

结合无锡太湖新城供气管线,计算各根管线的可靠度,并进行分析评价,为后续燃气管线改造提供依据。     

填海区深基坑施工对邻近管线影响及保护措施研究

在弹性地基梁模型的基础上,引入基坑开挖时引起的土体附加位移计算管线变形与内力,并建立三维模型与其相互验证管线变形与内力变化规律,研究发现在数值模拟中基坑开挖对管线影响范围超出基坑开挖长度,理论计算在计算基坑坑角附近的变形与内力存在不足。探讨抛石填海地区深基坑开挖时邻近管线的保护加固措施,发现采用隔离桩与注浆加固可有效减少管线竖向位移。分析了管线位置及基坑开挖形式对管线变形与内力的影响规律,研究发现由于基坑坑角效应的存在,管线埋设位置与基坑水平间距小于14 m时的管线变形被抑制,使得管线与基坑埋距越近其变形越小。     

高程差对高压燃气管线水力计算结果的影响

本文根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028—2006）,利用管道仿真软件Pip曲ncstudio中气体模拟器TGNET对忠县至丰都的高压燃气管线分别进行了按水平管和按实际高程计算通过能力的稳态模拟。通过对水力计算结果的分析,提出了高压燃气管线的水力计算应根据不同的起点与终点压力差和管线沿途高程差选择相应的燃气管道计算公式或长输管道计算公式。     

燃气管线动态泄漏扩散的危险性分析

通过对燃气管线动态泄漏过程的分析,建立了动态泄漏率计算模型。以湍流扩散微分方程为基础,根据动态泄漏率不定常的特点,建立了燃气管线动态泄漏扩散模型。讨论分析了火灾爆炸的可能性危险范围和伤害性危险范围的参考标准和计算方法。在实际应用的基础上,对各种危险范围给予了讨论和分析,并对给定条件下的伤害及破坏范围给予了计算。这将为设立和制订高压长输管线和城市主要输运管道附近的重要建筑物（学校等）的修建安全距离提供安全标准和参考,同时也为降低事故可能造成的危害程度提供保障。     

炼油装置中钢筋混凝土独立式管架的设计

介绍了管架的功能及其与管线的关系，探讨了管线之间的牵制作用及牵制系数的确定，对管架的内力、计算假定以及内力计算进行了分析，并提出炼油装置中钢筋混凝土独立式管架的设计体会和建议。     

管土耦合作用下悬跨管线固有特性分析

建立管土相互作用三维计算模型,考虑几何非线性与材料非线性,确定管土接触长度的基础上进行管线静态特性与自振特性的分析。讨论悬跨长度、土体弹塑性特性、管线埋置深度、附加动水质量等对悬跨管线初始变形及自振频率的影响,并与相关文献进行了对比。计算结果表明:悬跨长度对管线初始变形形态、跨中竖向变形、自振频率影响较大,跨中竖向变形的存在使得横流向与顺流向频率不同,且对于大跨度低阶频率影响较大;为合理分析悬跨管线应综合考虑土体弹塑性特性;随着管线埋深的增加,管线初始变形减小而频率增加;考虑附加动水质量与否对计算结果有较大的影响。     

爆炸地震波作用下埋地管线动力反应分析方法

在研究爆炸地震波破坏作用的基础上,理论分析总结了关于埋地管线在爆炸地震波作用下动力反应分析的三种方法,即波动分析方法、管—土相互作用方法和震动—变形模型分析法,并结合算例,用不同的方法对管线受力进行了计算和分析比较,据此优选震动—变形分析法作为爆炸地震波作用下埋地管线动力响应的分析方法。     

深基坑施工对相邻地下管线的影响分析

运用三维有限元方法,考虑土体、地下管线及基坑开挖施工的相互作用,运用ANSYS软件建立模型进行了数值模拟和计算,来分析基坑开挖工况对相邻地下管线的变形的影响。     

地下管线抗震分析与试验

对埋地管线在均匀和非均匀土介质中的地震反应进行分析天空，进行了均匀介质中埋地管线现场拟震试验，将实测结果与我国规范简化计算结果以及电算结果三者地比，验证了我国规范的取值，确定了埋地管线抗震计算的振动系数，通过在软硬土基中埋地管线的地震反应研究，得出了管道的轴间应变化，随两种介质的动剪模量比的变化曲线。     

近距离叠交盾构隧道的二维和三维有限元分析

对上海青草沙隧道穿越崇明隧道的不同工况进行了计算分析，计算结果表明崇明隧道和青草沙管线隧道近距离交叉施工对青草沙管线隧道的纵向上浮有明显的影响，最后给出了对应的控制措施，对今后同类工程具有一定指导意义。     

城市隧道开挖对周边复杂管线的影响分析

以黄土地区地下隧道施工为研究背景,通过对城市地下隧道施工过程的ADINA有限元模拟、分析给水管和煤气管沉降位移的监测数据,计算柔性管线安全性,表明隧道施工过程中管线变形量与距隧道的距离成正比且管线变形呈凹形;在相同施工条件下,管线材料比管线位置更易引起管线的沉降。     

隧道盾构开挖对邻近管线的影响

运用ANSYS15.0有限元软件,模拟了盾构隧道开挖的全过程,分析了盾构隧道平行下穿地下管线时对管线的影响规律,探讨了土体、隧道、管线三者之间的相互作用,并通过与工程实测数据对比,验证了数值计算的可靠性。