供熱管網(wǎng)預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)實(shí)例： 天津市楊柳青電廠供熱管網(wǎng)預(yù)制直埋保溫管于1997年開始設(shè)計(jì)，并于當(dāng)年開始施工，1999年正式向市區(qū)供熱。根據(jù)市政規(guī)劃、道路等有關(guān)部門的要求，市區(qū)管網(wǎng)主支干線只能采用直埋敷設(shè)方式，其中DN800-DN1000的管道長度約為10公里，熱網(wǎng)設(shè)計(jì)供水溫度130℃，供水壓力1.6MPa，管材材質(zhì)取用Q235鋼，管頂埋深在1m-3m之間。通過驗(yàn)算，由于供水溫度高，管道安定性條件已不能滿足，因此在楊柳青電廠供熱管網(wǎng)中采用了有補(bǔ)償設(shè)計(jì)，固定墩與補(bǔ)償器間的距離，設(shè)計(jì)布置的固定墩和補(bǔ)償器間距離。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括鋼材計(jì)算溫度下的基本許用應(yīng)力；管道內(nèi)壓引起的環(huán)向應(yīng)力； 管道的最大單長摩擦力。 采用的有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式中補(bǔ)償器的布置方式及管道工作時(shí)的應(yīng)力分布應(yīng)滿足工程技術(shù)要求。直埋管道安裝時(shí)， 管道內(nèi)的最大軸向應(yīng)力發(fā)生在固定墩處，固定墩處應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度條件驗(yàn)算；同時(shí)由于管徑大，鋼管相對(duì)來說是薄壁殼體必須再對(duì)管道的局部失穩(wěn)問題按公式進(jìn)行校核計(jì)算。 固定墩處的應(yīng)力必須同時(shí)滿足以上兩種校核計(jì)算結(jié)果，并以此為依據(jù)來確定固定墩與補(bǔ)償器間的距離。在溫度的變化過程中，在管道結(jié)構(gòu)不連續(xù)處產(chǎn)生峰值應(yīng)力如：彎頭、三通、大小頭和折角等處，會(huì)引起管道的疲勞破壞，即低循環(huán)疲勞破壞。如果將應(yīng)力釋放那么就可以將其避免。楊電供熱管網(wǎng)的主干線采用了有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式，將管系的應(yīng)力水平降低了很多，但由于天津市地下各種管道非常復(fù)雜，即使采用了有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式，某些局部的應(yīng)力水平仍很高。因此，對(duì)這些部位采取了以下措施加以解決：1、 使用大彎曲半徑的彎頭，所有直埋管道大口徑的彎頭，其彎曲半徑都大于或等于3.5DN。彎頭的壁厚比相同管徑的鋼管壁厚多2mm。同時(shí)在管道安裝完回填砂以前在彎頭附近一定范圍的彎臂內(nèi)設(shè)置泡沫墊片，增加彎臂吸收變形的能力。2、在預(yù)制直埋保溫管道上設(shè)置的三通采用帶加強(qiáng)板的三通，三通支管距主管固定點(diǎn) 10-12 米，當(dāng)距離較大時(shí)在支管一定長度內(nèi)設(shè)置泡沫墊片保護(hù)三通。在三通支管上還設(shè)置補(bǔ)償器或Z型彎降低三通處的應(yīng)力，一般支管上設(shè)置的補(bǔ)償器或 Z 型彎距分支點(diǎn) 20-25米。在部分三通支管管徑較小時(shí)，也采用了平行三通的布置方法，這種方法在所抽支管過較寬馬路時(shí)特別實(shí)用，因?yàn)檫^路時(shí)往往所給的工期很緊，在馬路上設(shè)置補(bǔ)償器或固定墩都很困難。3、在大小頭管徑較大一側(cè)設(shè)置固定墩，管徑較小一側(cè)設(shè)置補(bǔ)償器，補(bǔ)償器與固定墩間的距離可按前述的方法進(jìn)行計(jì)算。4、當(dāng)管道在地下敷設(shè)時(shí)，由于有地下障礙物或馬路本身有弧度，管道在敷設(shè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生折角。根據(jù)文獻(xiàn)介紹，對(duì)于豎向折角，曲率半徑在下的情況，其設(shè)計(jì)參數(shù)壓力1.6MPa，溫度130℃時(shí)，循環(huán)終溫為10℃，預(yù)制保溫管為聚乙烯外護(hù)、聚氨酯保溫。得出的結(jié)論：隨著埋深的增加，錨固彎矩逐漸呈線形減小，且大循環(huán)工作溫差的遞減速率大于小循環(huán)工作溫差的遞減速率，因此在條件允許的情況下，埋設(shè)的深一些（必須保證預(yù)制保溫管的正常工作），既有利于管道的豎向穩(wěn)定，又有利于管道的強(qiáng)度，增強(qiáng)豎向折角管段的承載能力；折角角度對(duì)錨固彎矩也有著影響，隨著折角的增大，錨固彎矩也 逐漸增大，在折角為 15-25°范圍內(nèi)時(shí)彎矩達(dá)到最大值。對(duì)于不同的循環(huán)工作溫差，彎 矩變化的性態(tài)大致相同，只不過隨著溫差的增加，隨折角變化，彎矩增加或減小的速率 增大；煨制彎頭改變曲率半徑不會(huì)改變受力狀況，但能改變應(yīng)力分布及應(yīng)力變化范圍， 也就是說，改變曲率半徑對(duì)改變彎頭的強(qiáng)度具有顯著的效果，而不能改變其軸向力。在管道布置中應(yīng)在大折角附近的直管段上設(shè)置補(bǔ)償器，或?qū)⒋笳劢欠纸鉃閹讉€(gè)小角度的折角。當(dāng)有幾個(gè)大折角相距較近時(shí)， 將這些大折角都分解為小角度的折角會(huì)很困難，這時(shí)可以采用大彎曲半徑的曲管代替大折角，從而避免了折角處由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生低循環(huán)疲勞破壞或局部失穩(wěn)破壞。