管道结构设计精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇管道结构设计，期待它们能激发您的灵感。

篇1

(1)能源站的主要热力设备是内燃机、溴化锂余热机、直燃机。通过散热设备完成冷却系统的循环。散热设备需要布置于室外，而室外地坪主要用于绿化，因此散热设备只能放置于相邻的楼宇C、D座屋面。C、D座高约50米，冷却水管从地下负三层侧墙穿出，通过C、D座竖井直通屋面小间，管路出小间后分配到各个散热设备。管道竖井为框架结构，管道支撑点通过H型钢梁简支在竖井框架梁上，竖井总高约65m，管道支撑点分别设在0、5、9.2、13.2、17.2、21.2、25.2、29.2、33.2、37.2、41.2、45.2m等地方，单根钢梁最大总荷载为36t。通过计算H型钢梁的强度和稳定，截面定为HM550X300。(2)冷却水管出了屋面小间，通过屋面管架输送到各个散热设备。管架之间的距离是由管道的最小支撑点距离所决定的。管架选用门型支架，管道支撑点直接设在支架梁上。门架两柱基础相连做成一个整体性、刚度较好的整体条形基础，在柱顶用通长钢梁连接，加强了管架上部结构的整体刚度。型钢选用轧制H型钢，因为轧制H型钢质量向翼缘分布，在同等用钢量的情况下，比工字钢具有更大的抗弯模量。(3)管架宜采用1-2层的低层支架，主要原因为：①散热设备回水靠重力自流，管路标高直接决定散热设备的基础设计高度，过高的管架会造成散热设备的基础加高，不仅增加基础土建工程量，且加大了屋面荷载，势必造成结构设计的浪费。②相同数量、相同管径的管路，低层管架相对高层管架，受风荷载与地震荷载的影响小，按2层布置管架，与按5层布置管架传到屋面板最大荷载对比如表1所示。

2屋面设备基础

屋面散热设备及管道总荷载达到约650t，屋面梁采用井字梁结构，梁间距3m，屋面板厚为200mm。考虑冷塔等散热设备属于带转动振动设备，为提高楼顶住户的舒适度，设计时增加了散热设备基础的刚度和配重，采用条形基础，若设备设计安装标高大于条基高度，采用钢筋混凝土短柱支撑设备地脚。

3结语

篇2

【关键字】自来水管道设备防冻裂结构设计

中图分类号： TU81 文献标识码： A 文章编号：

一、水龙头防冻裂结构的防冻裂原理分析

因外接结构与水龙头的防冻裂结构和原理相同 下面仅以水龙头的防冻裂结构为例来阐述它们的防冻裂原理

1、常温下防冻裂结构的密封与调节

如图1 所示 常温下 亦指气温处于水的冰点以上温度 管道内的水处于液体状态 我们此时可根据管道内的水压来调节弹力调节压块12 的松紧 当拧紧弹力调节压块12 时 弹力调节压块12 将压缩弹簧10 通过弹簧10 的弹力作用实现作用力向顶针11 的传递 当弹簧10对顶针11 和橡皮密封垫9 的作用力大于或远远大于水龙头体内的水对顶针11 和橡皮密封垫9 的作用力的时候 橡皮密封垫9 便会被压紧在防冻裂结构的出水口平台上 从而实现水龙头防冻裂结构的常温常闭密封状态需要注意的是 当在拧紧弹力调节压块12 的时候要注意弹簧的弹力大小要适度O 在刚好密封的前提下,可根据弹簧的刚度大小适当再拧紧一点就可以了, 不宜太紧,否则,时间一长,弹簧容易因疲劳而失去弹力作用,从而直接影响防冻裂结构的密封效果。

2、低温下防冻裂结构的防冻裂原理

当气温骤降至零度以下甚至更低,此时的水龙头体内的水就会结冰,水一旦结冰后即会引起水龙头体内水的体积膨胀,当膨胀后的冰水对图1 所示的橡皮密封垫9和顶针11 的推力大于弹簧10 对顶针11 和橡皮密封垫9的压力的时候,顶针11 和橡皮密封垫9 即被推开O 这样,水龙头体内因体积膨胀而产生多余的冰水即会由防冻裂结构的出水口流到其下方的储备空间, 若溢出的水量较大,水还可以通过弹力调节压块12 和封盖13 的小孔溢出水龙头体外,从而确保水龙头及防冻裂结构不会被冻裂。如果考虑到溢出的水不影响水龙头的体外环境,或者当冰解冻时不会造成水资源的浪费, 我们可以在产品的结构设计时采用下列方法来解决: ( 1) 将封盖13 的小孔改为盲孔,同时增大防冻裂结构的储备空间;( 2)若管道较粗,考虑速冻时可能有更多的水溢出,我们可以在外接的圆周方向增设更多的防冻裂结构。

3、温升解冻后防冻裂结构的自动复位

当气温回升冰体解冻时,顶针11 和橡皮密封垫9 便会在弹簧的弹力作用下自动复位, 从而恢复防冻裂结构初始时的常温常闭密封状态。

二、管道防冻裂阀门

1、防冻裂阀门的结构

这种阀门是在阀体内的两端分别设计一个胎腔，在每个胎腔内分别装一个橡皮制成的气胎，气胎类似自行车内胎，胎体具有较强的伸缩能力，胎内充满气体。

下面结合图1～5对该种阀门进一步说明(仅以闸阀阀体一例说明，其它阀门与此相同)。图1是阀体的结构示意图；图2是阀体的正剖视图；图3是图2的A—A剖视图；图4是气胎结构图；图5是图4的B．B剖视图。图中：①阀体、②胎腔、③铜环、④气胎。在图2中胎腔②与阀体①为一整体。图中，r2为胎腔腔体小半径，r4为气胎圆环小半径，r2=r4，R1

为阀门进口半径，R2为胎腔大圆半径，Ii4为气胎小圆中心线的半径。使用时气胎④装入胎腔②。

2、防冻裂阀门的工作原理

防冻裂阀门巧妙地利用水和气体的体积随温度变化的物理特性设计而成，水随着温度的降低、结冰，它的体积会逐渐膨胀，因而对密闭的阀门产生很大的压力，而气体却恰恰相反，随着温度的降低和压力的增大，它的体积会急剧缩小，而且气体相对水非常活泼，它的收缩程度远远大于水的膨胀程度，所以安装在阀体内的气胎随着阀体内水的结冰膨胀，会迅速收缩，让出空间，完全容纳了冰的膨胀部分，彻底消除了冰的膨胀部分对阀体的压力，从容地保护了阀体。而阀体内不设置气胎的一般普通阀门，由于其阀体内没有调节空间，当水随温度的降低、结冰，体积膨胀时，膨胀所产生的压力将全部作用于力，以至阀体不能承受而被胀破，造成阀门报废和管道泄漏事故。

3、防冻裂阀门的工作过程

阀门装于管道上正常使用时，气胎保持鼓起状态，当管道内的液体(水)随温度的降低、凝固、膨胀时，气胎内的气体的体积则因温度的降低和压力的增大而大幅缩小，加之胎体有较好的伸缩性，使水结冰后的膨胀部分进入胎腔，从而抵消了由于冰的膨胀对阀体的巨大压力，使阀体得到保护而不被胀破。随着温度的回复，冰体溶化，水的体积减小，胎内气体的体积随之增大，直到恢复原状。

三、电热防冻解冻阀的防冻解冻设计原理

1、常温状态下电热防冻解冻阀的压力调节

如图2，当水温处于冰点以上温度时，此时可根据管道内的水压大小调节弹力调节压块20的松紧，活塞3则在弹簧7的弹力作用下克服水压对它的作用力后顶靠在塑料内衬21的凸台上。此时两触点断开，电路不导通，电热器24不工作。要特别注意的是：弹力调节压块20的松紧度调节要适中。在刚好将活塞3顶靠在塑料内衬4的凸台上的前提下，可根据弹簧7的刚度大小适当再拧紧一点就可以了。活塞不宜调得太紧，否则弹簧会被过度压缩，时间一长，弹簧容易因疲劳而失去弹力作用。弹力作用一旦减弱，水压就会推动活塞3和塑料滑杆21下移。下移量过大，塑料滑杆21会造成行程开关的非正常接合，使得电路导通，电热器24就会在常温状态下不停加热。调得太松，弹簧7的弹力不够，活塞3则不能克服水压作用顶靠在塑料内衬4的凸台上。如果活塞离凸台的距离超过静触头可调支架10允许的极限数值时，即使我们将静触头可调支架10调节到长条孔右侧的极限位置，也不能将使行程开关的两触点断开，此时拆卸阀门重新调节弹力调节压块20则在所难免。

2、低温时电热防冻解冻阀的防冻解冻原理

当管道内的水处于冰点以下温度时，水一旦结冰即会引起管道内水的体积膨胀，当膨胀后的冰水对活塞3的作用力大于弹簧7对活塞3的作用力，活塞3即会下移(因为⋯0’型密封圈的密封作用，冰水不会渗透到活塞下方，从而保证了控制线路安全和电热防冻解冻阀的体外环境)。随着冰水体积的不断膨胀，活塞3连同塑料滑杆21亦不断下移。当行程达到静触头可调支架l 0设定的数值时，动触头簧片9便在塑料滑杆21的锥形部位推移下实现动、静两触头的接合。此时电路导通，氖管启辉，电热器24开始加热。随着加热后水温的不断升高，水中的冰即被溶化。在此过程中，管道内的冰水体积不断缩小，活塞3和塑料滑杆21便在弹簧7的弹力作用下不断上移，直至两触点脱开，电热器24才会停止加热，从而实现低温时电热防冻解冻阀对自来水管道设备的防冻和解冻功能。

3、电热防冻解冻阀设计的有益效果

(1)电热防冻解冻阀的设计成功，不仅解决了自来水管道设备的防冻裂问题，而且还具有自动解冻功能，能有效防止自来水管道设备在低温时的水结冰现象，从而保证了管道设备在低温时的水流畅通，实现用户的即时使用。

(2)图2所示电热防冻解冻水龙头仅是电热防冻解冻阀作为其他管道设备附属结构的实施例之一。电热防冻解冻阀在实现与水表、闸阀和水龙头等管道设备的一体化设计之后，对简化管道设备安装、缩小电热防冻解冻阀在管道中的空间占用，及其对主体结构的直接防冻和解冻起着十分重要的作用。

(3)本结构设计即便是在断电的情况下，仍能实现管道设备的防冻裂要求。

(4)本结构设计也可以通过去除电热器及其他电路控制部元件将其简化为一般的防冻裂结构。

(5)本文设计的电热防冻解冻阀不但适合在自来水管道中使用，还可以在小型密封水箱、间断性使用的机械或实验设备的水冷却管道中推广使用。

(6)本结构设计与现有的自来水管道设备的防冻(裂)装置相比，具有结构简单、投资少、安装使用方便及性能可靠等优点。

【参考文献】

[1]任继德.刘少辉寒区低压塑料管道在浅埋输水灌溉工程中的应用[期刊论文]-黑龙江水专学报2003,30(3)

[2] 单军.王志丹北京市村镇供水设施冻害防治措施[期刊论文]-北京水务2011(6)

篇3

关键词：市政工程；给排水管道；结构设计

中图分类号：TU99文献标识码：A

市政排水管道是城市基础设施非常重要的组成部分。在城市的日常运行和发展建设中有着举足轻重的作用。近些年来，由于降雨造成的突发事件渐渐引起了人们的关注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的损失非常严重，引起了全国对排水设施的思考。

1排水体制的选择

排水体制主要有合流制和分流制两种。排水体制的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑后确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统，有条件的应按照城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造；暂时不具备雨污分流条件的，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施。

2现场踏勘

给排水管道距离相对较长，或穿越城镇密集区，或敷设在农田，或跨越山丘和河流，还有可能横跨铁路、公路及桥涵。一项管道工程同时会遇到上述几种或所有的地形和地貌，其复杂的地形和地貌若不现场查看，则很难全面完成设计。结构设计人员应会同给排水、概预算等专业设计人员共同进行现场踏勘和选线，了解管道线路拟通过的沿线地带地形地貌、地质概况，必要时应在施工图阶段对个别疑难地段重新踏勘。

3测量和地勘要求

要准确地反应管道沿线的地形地貌和水文地质情况，必须有测量和勘探部门提供的准确的地形和水文地质资料。

3.1勘探点间距和钻孔深度

勘探点应布置在管道的中线上，并不得偏离中线3m，间距应根据地形复杂程度确定的30～100m，较复杂和地质变化较大的地段应适当加密，深度应达到管道埋设深度以下1m以上，遇河流应钻至河床最大冲刷深度以下2～3m。

3.2提供勘探成果要求

划分沿线地质单元；查明管道埋设深度范围内的地层成因、岩性特征和厚度；调查岩层产状和分化破碎程度及对管道有影响的全部活动断裂带的性质和分布特点；调查沿线滑坡、崩塌、泥石流、冲沟等不良地质现象的范围、性质、发展趋势及其对管道的影响；查明沿线井、泉的分布和水位等影响；查明拟穿、跨河流的岸坡稳定性，河床及两岸的地层岩性和洪水淹没范围。

4结构设计内容

4.1结构形式

管道的结构形式主要由给排水专业确定，结构专业应根据管道的用途(给水还是排水，污水还是雨水)、工作环境(承压还是非承压)、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。一般情况下，承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝士箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵，特殊情况、特殊地段(过河渠、公路、铁路等)、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。

4.2结构设计

根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核，提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道，应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等，当钢管计算出的壁厚不经济时，应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。

4.3敷设方式

敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定，一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空，较为常用敷设方式采用沟埋式，当沟埋式有一定的难度时，可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式，其结构设计亦不同。

4.4抗浮稳定

有些管道敷设的地段地下水位较高或者施工期间多雨，因而管道的抗浮稳定应引起结构设计人员的重视。设计时应根据计算采取相应的抗浮措施，避免浮管现象的出现。

4.5抗震设计

4.5.1场地和管材的选择

确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基，如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时，应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管，并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道应采用钢筋混凝土结构，并有相应的构造措施，尽量避免严重破坏。

4.5.2构造措施

承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道，除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外，一般可加强整体刚度(顶底板采用整体式)、减少在地震影响下产生的变形，提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用钢丝网水泥带，液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道穿越构筑物时应在管道与套管的缝隙内填充柔性填料，若管道必须与墙体嵌固时，应在墙外就近设置柔性连接；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。

(1)地基处理。出图时应包含地基处理的平、纵断面图。扫描矢量化需要处理的地段的地勘资料纵断面，选择参考点并根据给排水专业的平、纵断面将管道基底轮廓线放在地质纵断面上，划分地质单元并注明桩号和基底高程，标明沟槽范围内和基底以下土层构造以及地下水位。根据纵断面地质单元的划分(桩号划分)，确定需处理的范围，针对不同的地质情况和厚度分别采取相应的处理方法。具体的处理方法有：换填、抛石挤淤、砂石挤密、水泥搅拌桩、灰砂桩、木麻黄桩等方法。具体设计按地基处理规范规程执行。

(2)管道支墩及镇墩。对承插接口的压力管道，应设置水平和垂直支墩。设计时应根据管道转角、土的参数、工作压力和试验压力计算所需支墩的大小。埋地钢管可不设管道支墩。

5给排水管道设计中的其他问题

5.1在用户管线出口建立格栅中纤维、塑料等沉积物、悬浮物和漂浮物的大量存在，给管道的清掏和疏通维护作业带来了很大困难。特别是抽升泵站的格栅间，每天都会拦截到大量的漂浮物。有的漂浮物通过格栅进入泵房后，常导致水泵叶轮堵塞、磨损损坏现象的发生。尽管格栅栅条的间距一再减小，但仍有大量的漂浮物进入泵站造成堵塞。为了解决上述问题，建议在庭院或住宅小区的管道出口处设置简易人工拦污格栅，定期进行清理、清掏，从源头上控制漂浮物进入市政管网，以减轻市政管网维护管理的工作量。

5.2在检查井井底设置沉淀池中的沉积物在管道内水流量小、流速慢时会发生沉淀，造成管道淤积堵塞、通水不畅，而管道的疏通工作又费时费力。因此，针对传统的检查井做法，建议将其井底改为沉淀式的，井底下沉3O～50cm。这样中的沉积物多数会沉积在检查井中，不至于流人下游管段，只要定期清掏检查井内的沉积物即可，减少了管道维护作业的工作量。这种做法也可用于雨水检查井。

5.3在检查井内设置闸槽干管中的流量和流速均较大，有的检查井内的水位较高，管道维护作业或户线管接头时，需将管道内的水位降低或断流。为了方便维护作业，建议在干管的管道交汇处检查井、转弯处检查井或直线段的每隔一定距离的检查井内根据需要设置闸槽，通过闸槽的开闭控制水流，便于维护作业。同时为方便户线支管接头时的施工，建议能研制一种较轻便、实用的管道阻水设备。

6结束语

总之，市政排水管道工程结构设计应严格按照现行相关规范、标准、规定进行。设计人员应当掌握专业技能，了解行业动向，研究存在的问题，积极创新，尽可能地把设计做到经济、合理、适用、安全。

参考文献：

篇4

关键词:市政；给排水管道工程；结构设计

随着社会的发展与经济的进步，城市的工业及人口规模不断扩大，需水量呈现出日益增长的趋势。在供水需求不断增长的趋势下，供水水源不断向外拓展，因此市政给排水管道的输水距离逐渐加长。在这样的形势下，市政给排水管道工程结构设计面临着更严峻的考验。

1工程概况

山西省朔州市神头电厂泉水置换供水管线工程位于朔州市东北约2km处耿庄水库至神头电厂段。属于国家战略引黄北线工程的重要部分，对解决晋西北地区长期的缺水状况有重要的意义。本地区属海河流域桑干河水系桑干河上游，区内属干旱半干旱气候，四季分明，夏季干热，春秋刚多风沙。本工程由万家寨引黄工程北干线耿庄水库取水，经供水管道供水至水厂，再由水厂供水至神头电厂。拟采用PCCP供水管，管直径1.0～1.5m，管线长11.85km

2工程地质条件

为准确反应给排水管道沿线的水文地质情况、地形地貌，必须要具备完整的地形勘探资料与水文地质勘探资料。经地勘单位勘探，主要成果如下:供水管线地处山前倾斜平原区，地形起伏不平，出露地层为第四系上更新统洪冲积低液限粉土、低液限粘土，结构较松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆积物，主要为杂填土、建筑和生活垃圾等。供水管线改线段供水管道持力层为为上更新统洪冲积上部低液限粉土，据该层土的物理力学性质指标及标准贯入试验指标等，地基土承载力地质建议值为80～90kPa，临时开挖边坡为1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地质问题为湿陷性土，地基土湿陷厚度为6.0m，湿陷等级为Ⅰ级。建议管基底部增设3∶7灰土垫层，厚0.5～1.0m，以减弱地基土的湿陷性。区内地下水位埋深大于15.0m，对工程无影响。供水管线区地基土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

3市政给排水管道结构设计的主要内容

3．1管道结构形式

一般来说，由给排水专业来确定管道材料及结构形式，与此同时，也要综合、全面考虑管道的用途、口径、流量、工作环境、覆土深度、敷设方式以及经济指标、水文地质情况等因素。自来水厂的原水及输水管道通常属于承压管，往往会采用以下几种结构:钢、铸铁、玻璃钢、PCCP管、现浇钢筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水厂等重力流管道通常属于非承压管道或者压力较小，出于经济性考虑，往往会采用以下几种结构:砌体盖板涵、混凝土、钢筋混凝土以及现浇钢筋混凝土箱涵;在遇到铁路、公路、过河渠等特殊地段或特殊情况的时候，局部地段的管道压力较大时也可以采用钢管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式为承插口。

3．2管道结构设计及基础选型

以管道规格、地面荷载、覆土深度以及试验压力、工作压力、地下水位为主要根据，对管道的刚度、管道的强度进行复核、计算，最终确定管道结构配筋率、管道壁厚。而对于一些必须通过进行加固才能满强度要求、刚度要求的管道来说，可以根据计算结果，选择合理的加固措施，比较常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及钢筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管业有限公司朔州分公司设计生产的PCCP标准管，采用美国压力管协会ACPPA为ASNI/AWWAC304编制的专用软件UDP1.6对管道进行结构计算，其中:钢筒厚度:1.5mm;钢丝强度:1570MPa;活荷载:汽－20级重载车;缠丝应力:75%×1570MPa。计算结果如表1所示。因此，为了减少管子覆土规格的种类，加快管子安装进度，保证管子由于覆土而造成的质量隐患，路面下清水管路的DN1200直径PCCP管采用120°基础包角。

3.3管道敷设方式

应综合考虑管道地面障碍物、地下障碍物以及覆土深度等因素合理选择敷设方式。一般情况下，管道敷设方式主要包括架空、顶管以及沟埋这三种，其中沟埋式是最常用的一种管道敷设方式。在利用沟埋式难度较大的情况下，可以选择架空、顶管等方式。管道敷设方式方式不同，管道结构设计也会有所不同。本文工程局部有穿越铁路线障碍处采用大直径混凝土顶管(内径2m，原水管从其中穿过)，由铁路部门单独设计。

3．4抗震设计

在确定管线走向时，应尽量规避不利于抗震的地基、场地，若是必须要经过液化土地基、地震断裂带，则应根据管道的使用条件、重要性进行综合考虑。对于给水管道来说，应当选择延性良好、抗拉强度高以及抗折强度高的钢管，此外还要密切注意进行防腐;对于排水管道来说，应当选择钢筋混凝土形式的管道，并采取构造措施，以尽量避免出现严重的损害。本文工程实例中，区域地震动峰值加速度为0.15g;本区地震动反应谱特征周期为0.4s;工程区地震抗震设防烈度为7度。综上，在进行结构设计时，也要适当加强抗震设计。根据历年管道地震灾害调查，管道地震灾害破坏绝大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有较好的抗剪和变形能力，抗震性能较好。

3．5构造措施

首先，地基处理。应当将地基处理的平面图、纵断面图、横断面图包含在设计图中，扫描矢量化要进行处理的地段的地勘资料纵断面，并选择合适的参考点，以给排水专业的平面图、纵断面图、横断面图为主要根据，在地质纵断面上放置管道基底轮廓线，然后再划分地质单元，注明桩号、基底高程，并将地下水位以及基底以下、沟槽范围内的土层构造标明。根据桩号划分，确定需要处理的部分，再针对地质情况、厚度，采取相应的处理方法。本文实例工程中，桩号0+000～1+382.05地段、桩号1+382.05～11+850地段以及供水管线改线段的水管道持力层为上更新统洪冲积上部低液限粉土，地基土承载力地质建议值为80～90kPa，临时开挖边坡为1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地质问题为湿陷性。因此，建议管基底部增设3∶7灰土垫层，厚0.5～1.0m，以减弱地基土的湿陷性。其次，支墩与镇墩。对于承插接口的压力管道来说，应当设置水平支墩、垂直支墩。根据试验压力、工作压力、土的参数以及管道转角，计算所需支墩的大小。本工程根据10S505柔性接口给水管道支墩的相关要求进行设计。

3．6预防浮管

管道施工期间多雨或者管道敷设地段的地下水位比较高，在这样的情况下，比较容易出现浮管现象，结构设计人员需要充分考虑到这两点因素，加强对管道抗浮稳定的重视。在进行结构设计，根据管道结构计算结果，采取抗浮措施，以预防出现浮管问题。同时，在混凝土包封管道施工过程中，应该计算混凝土对管道的浮力影响，并采取措施固定管道。

4结语

综上所述，随着经济的发展，城市居民用水、商业用水不断增加，市政给排水管道工程逐渐增多。市政给排水管道工程在建成之后，能否长期有效的充分发挥其应有效益，结构设计是否合理是非常关键的因素，结构设计的质量直接关系到市政给排水管道工程的经济效益，因此，必须加强对管道结构设计的重视。

作者:刘崇武 张云飞 单位:中国市政工程西南设计研究总院有限公司

参考文献:

篇5

【关键词】 给水工程；结构设计；管道抗浮；水平支墩；管道基础

湖北省孝感市大悟县芳畈水库至城区应急供水工程包括取水工程和引水工程两部分。其中取水工程采用泵船取水，配备三台水泵，两用一备；引水工程采用DN700（k9级T型接口）球墨铸铁管和碳钢管，输水管道从水源地芳畈水库开始，沿芳新线、S243省道、城关镇南路、澴河西路进入大悟县老水厂，通过已铺设界牌水库至大悟县城引水管道进入二水厂。管道总长约23公里，沿线多次穿越河道、S243省道和复杂地形及不良地质地段等，存在诸多结构安全问题，现就本工程设计施工过程中遇到的主要结构问题予以探讨。

1. 管道抗浮验算

2. 水平弯管支墩设计

上式中，为支墩抗推力侧的被动土压力标准值；为支墩迎推力侧的主动土压力标准值；为水平向支墩滑动平面上摩擦力标准值；为支墩抗滑稳定性抗力系数，不小于1.5；为水平向支墩承受截面外推力对支墩产生的水压合力标准值；为土壤内摩擦角；和分别为地下水位以上的原状土重度和回填土重度；和分别为支墩底和支墩顶在设计地面下的深度；和分别为支墩被动土压力和主动土压力侧支墩长度；为支墩的重量；为支墩顶部覆土的重量；为土对支墩底部的摩擦系数；为管道接口设计内径；为管道设计内水压力；为弯管角度。

3. 复杂环境下的管道基础处理

3.1. 含淤泥层的管道地基处理

管道底部淤泥层不厚时，可将淤泥层挖除而换以砂砾石、砂垫层；淤泥层较厚时，不宜采用换填法，在流砂现象不严重的情况下，可采用抛填块石的方法。块石挤入淤泥中，以增大淤泥的密度，增强地基承载力；同时，块石在管沟内形成一个整体，增大了支承管道的面积，使单位面积基础受管道传来的压力大大减小，能有效防止基础和管道沉降。块石宜采用大块和坚硬的，杜绝采用风化石。这种地基处理方法的优点是可不清理管底淤泥，能避免塌方，施工简单。本工程遇到的淤泥地基为原来的水田、水塘被人工填土覆盖，淤泥层厚度为1m～3m。现场采用人工抛填块石铺满整个沟底，然后进行夯实，同时在沟槽边开挖集水坑，将块石夯实挤出的泥浆水用人工或水泵排走，块石之间的缝隙则以砂砾石或砂填充，最后在块石上浇筑一层厚度为0.15m的C20混凝土，待混凝土凝固后即可铺设管道。

3.2. 斜坡路堤上的基础处理

本工程管道很多地方埋设在省道的路堤上，局部地方的路堤比较狭窄且坡度较陡，路堤边缘也没有护坡，直接开槽埋管可能存在安全问题，特别是在雨季，路面上的积水冲刷路堤上的管道基础，可能出现管道架空甚至滑移等，对输水管道的安全产生严重不利影响。对于这种局部不利情况，本工程采用人工挖孔灌注桩作为基础架设钢管，每隔10～12m设置一支墩，明敷钢管采取适当的保护措施。

本工程在各方的共同努力下历时百余天基本完工，在全线管道水压试验合格后，于2013年1月底正式通水，为大悟人民春节用水提供了有力保障，受到了建设方和大悟人民的一致好评。通过管道水压试验和正常供水期间的观测并未出现结构安全问题，说明在本工程中采用的结构设计方案是实用可行的，为长距离给水管道设计和施工提供了可靠的经验。

参考文献

[1] 《给水排水工程结构设计手册》（第二版）中国建筑工业出版社，2007.

[2]《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程》CECS141：2002 中国工程建设标准化协会，2003.

[3] 《柔性接口给水管道支墩》10S505 中国计划出版社，2010.

[4] 《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008 中国建筑工业出版社，2009.

篇6

关键词：直埋式供热管道固定墩

中图分类号：TU833文献标识码： A

1固定墩主要受力

固定墩作为管道的支撑结构埋于地下，除了自重外，受到各种外力作用。

1.1 水平力

1.1.1 管道水平推力

管道水平推力F(单位为kN)根据管道的敷设、管径、运行温度、安装温度、工作压力的变化及与土的摩擦力计算可得出。此项数据在设计过程中由暖通专业计算并提供，用于结构计算。

1.1.2 主动土压力、被动土压力

管道支墩前后侧面的土体对支墩产生主动土压力及被动土压力，计算公式如下：

粘性土：

Pa=γhtan2(45°－φ／2)－2ctan(45°－φ／2)

Pp=γyhtan2(45°+φ／2)+2ctan(45°+φ／2)

砂土等无粘性土：

Pa=γhtan2(45°－φ／2)

Pp=γhtan2(45°+φ／2)

式中：Pa――主动土压力，kPa

Pp――被动土压力，kPa

γ――土的重度，水土分算时，取浮重度；水土合算时，取天然重度，kN/m3

h――固定墩埋深，m;

φ――土的内摩擦角

C ――土的粘聚力，kPa

1.1.3 固定墩与土的摩擦力

固定墩底面、侧面及顶面与土壤接触，都会产生摩擦力，但在计算中，上面及侧面的作用力可忽略不计，只计算底面产生的摩擦力。

Ff=G

式中：Ff――摩擦力，kN。

――土与固定墩的摩擦系数：对粘土，0.25~0.45；对砂土，0.40~0.50；对碎石土，0.60。

G――固定墩自重及上面的覆土重，kN。

1.2 垂直力

1.2.1 固定墩自重G

G=γ0V

式中：γ0――固定墩的重度，一般取25kN/m3

V――固定墩的体积，m3

1.2.2 固定墩上部覆土的重量G1

G1=γh0S

式中：γ――固定墩上部土的重度，水土分算时，取浮重度；水土合算时，取天然重度，kN/m3;

h0――固定墩上部覆土深度,m;

S――固定墩底板面积,m2;

2固定墩的结构验算

2.1 抗滑移验算[1]

抗滑移验算公式

式中：Ks――抗滑移系数；

K――固定支墩后背土压力折减系数，取0．4～0．7；

EP――被动土压力作用力，kN；

Ea――主动土压力作用力，kN。

Ff――摩擦力，kN。

2.2 抗倾覆验算[1]

抗倾覆验算公式

式中：Kov――抗倾覆系数；

X2――被动土压力作用点至固定墩底面的距离，m；

L――固定墩底板宽度，m；

X1――主动土压力作用点至固定墩底面的距离，m；

h2――固定墩管孔中心至地面的距离，m。

2.3 强度验算

2.3.1 侧墙强度验算

侧墙受到横向作用力，按悬臂构件计算，在底部产生弯矩。此弯矩主要由主动土压力、被动土压力及管道水平推力三部分力产生的弯矩矢量叠加而得。根据《混凝土结构设计规范》，按此弯矩计算侧墙配筋。

图2 管线埋深对固定墩性能的影响

侧墙受到横向作用力，按悬臂构件计算，在底部产生弯矩。此弯矩主要由主动土压力、被动土压力及管道水平推力三部分力产生的弯矩矢量叠加而得。根据《混凝土结构设计规范》，按此弯矩计算侧墙配筋。

2.3.2 底板强度验算

底板受到上部作用的荷载，在与土壤接触的底面产生净反力。净反力作用下，底板可视为悬臂构件，在侧墙处产生最大弯矩。根据《混凝土结构设计规范》，按此处弯矩计算底板配筋。并应对侧墙在底板上的冲切进行验算。

2.4 地基承载力验算

固定墩受到上部的垂直力及弯矩作用，在底板底面对土体产生土压力，根据《建筑地基基础设计规范》，验算地基承载力。使满足

3影响固定墩结构设计的因素

3.1 管道埋置深度

管道埋置深度，即管道轴心到地面的深度。此值由管道设计确定，结构专业根据管道的埋置深度，设计固定墩的埋置位置。当管道推力及固定墩尺寸确定时，随着埋置深度的增加，固定墩的抗滑移系数及抗倾覆系数变化如图2所示。

从图中可知，当管道推力及固定墩尺寸确定时，随着埋置深度的增加，固定墩的抗滑移系数及抗倾覆系数线性增加的趋势，可见，埋置深度越深对固定墩的抗滑移性能及抗倾覆性能越有利。

3.2 覆土性质

3.2.1 固定墩底部土性质

固定墩底部土的性质，决定固定墩与土层的摩擦系数μ，影响固定墩所受摩擦力Ff的大小。进而影响固定墩的抗滑移系数。在固定墩尺寸及埋深不变时，不同性质的固定墩底部土，对固定墩的抗滑移系数的影响如表1所示。

表1 固定墩底部土性质对抗滑移系数的影响

可见，随着土摩擦系数的增加，抗滑移性能得到提高。将固定墩下部土层换填为碎石土可改善固定墩的抗滑移性能。

3.2.1 固定墩周围土性质

固定墩周围土的性质，则决定了土层的内摩擦角φ及土的粘聚力c，影响土对固定墩的主动土压力及被动土压力的大小。进而影响固定墩的抗倾覆性能和抗滑移性能。在固定墩尺寸及埋深不变时，不同性质的固定墩周围土，对固定墩的抗滑移系数及抗倾覆系数的影响如表2所示。

表2 固定墩周围土性质对抗滑移及抗倾覆系数的影响

可见，当固定墩周围土粘性越小，抗滑移系数及抗倾覆系数越高。将固定墩周围土层换填粘性较小的砂土可改善固定墩的抗倾覆性能和抗滑移性能。

4结语

由以上分析可得到以下结论：

1、管道深埋对固定墩的结构设计有利；

2、当固定墩尺寸受到限制时，可将固定墩墩底土换填成摩擦系数较高的碎石土，或将固定墩周围土换填成粘性较小的砂土，以达到改善固定墩抗滑移性能及抗倾覆性能的目的。

参考文献

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关键词：电缆隧道；结构设计；基础；主体结构

1 工程概述

某220kV变电站电缆隧道工程，站址位于城市郊区地带，采用大面积电缆输送电力。站址东侧为电缆终端塔，全长1258m。其中穿越公路部分采用顶管施工，顶管埋深约7m，其他部分采用电缆隧道，明挖顺做法施工，隧道埋深约2m。隧道设计使用年限为100年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。

2 工程场地地质条件

根据该变电站电缆隧道岩土工程勘察报告，隧道沿线地区地势略有起伏，地面高程一般为6.30m～11.80m，地形由于人类活动的影响已遭破坏，地貌一些区域为丘陵，其他区域为冲积平原。土层分布、土性特征、埋藏情况和地质特征见表1。

沿线地下水类型主要有孔隙潜水、上层滞水和基岩裂隙水。地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下无腐蚀性，在干湿交替条件下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。地下水位以上的场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性。

3 电缆隧道结构设计

3.1 基础设计

电缆隧道基础一般为“超补偿式基础”，多采用筏板基础，地基承载力一般均能满足要求。地下结构因为防水要求，对沉降值和不均匀沉降差要求比较严。当路面有埋设管道要求时，顶板埋深大，覆土荷载大，或基础下部存在淤泥质粉质粘土等深厚软土时，回弹再压缩沉降值比较可观。

根据本工程构筑物的特点及地基条件分析，构筑物在丘陵区域采用天然地基设计方案。在冲积平原区域，当基础底面以下⑤淤泥层的厚度较薄时，采用换填垫层的浅层处理方案，当基础底面以下⑤淤泥层的厚度较大时，采用复合地基方案。鉴于⑤淤泥层的有机质含量较高，局部富含腐植物接近泥炭质土，进行地基处理时不采用水泥土搅拌法，而采用预制短桩进行加固的复合桩基方案。

3.2 主体结构设计

3.2.1 内力计算

电缆隧道采用壁式框架结构，隧道净高2.55m，净宽3.5m，顶板、侧壁厚0.3m，底板厚0.35m，底板外延0.2m。

本工程计算分析采用结构分析通用程序SAP84进行，取单位宽度的结构按底板支撑在弹性地基上的平面结构计算，壁板和顶、底板均采用三维框架单元FRAME进行模拟。SAP84 计算软件框架单元的理论模型是Timoshenko梁与拉、压杆的组合，它允许有轴向拉压变形、轴向扭转变形和具有剪切作用的弯曲变形，每个端点可以有六个自由度。

3.2.2 抗浮

电缆隧道工程开挖较深，挖土卸载量大，结构荷载小，当地下水位较高时，抗浮就成了重要问题。

目前地下结构工程常采取的永久抗浮措施有顶板压载法、底板压载法和抗浮墙趾法等；抗拔桩的适应性强，但造价高，且在基岩中成孔难度大。顶板压载法适用于暗埋段结构，操作简单，成本低，但受到隧道上方地面规划标高和周围环境的限制。底板压载法是在满足线路标高和结构内净空的前提下，在结构底板以上线路标高以下加载。其优点是操作简单，缺点是需要加大结构净空，从而加大了结构底板埋深，适用于所需抗浮力较小的情况。抗浮墙趾法是在结构两侧底板向外延伸而形成翼板，由翼板承托覆土以抵抗上浮力。抗浮墙趾法适用于所需抗浮力较小的地下结构工程。

3.2.3 防水

本工程防水设计的原则是“以防为主、刚柔结合、多道防线、综合治理”，防水等级为二级，采用结构自防水与柔性外防水相结合的防水方案。

（1）外包防水：地下工程外包防水可选用防水卷材、防水涂料或塑料防水板防水层。本工程顶板和侧墙涂抹厚度为2.5mm厚的单组分聚氨酯涂膜防水层，底板采用水泥基渗透结晶型防水涂料。

（2）结构自防水：主体结构采用防水混凝土，抗渗等级为P8，混凝土中加掺聚丙烯抗裂纤维，增强防水抗裂能力和耐久性，掺量按0.9 kg /m3确定。

（3）特殊部位的加强措施。变形缝在现浇混凝土中埋入橡胶止水带，同时在缝内侧采用双组份聚硫橡胶嵌缝密封，水平施工缝全部采用钢板止水带，外侧增设1.5厚聚氨酯加聚酯布防水层。

3.3 顶管

本工程在下穿公路部分采用明挖法施工，不仅影响公路车辆的行驶，而且会造成极大的安全隐患，因此在保证公路正常运营的条件下，只能采用非开挖法施工。非开挖法施工包括盾构、顶管及水平定向钻进等。盾构施工需要较大尺寸的工作井和接收井，现场施工条件不能满足，水平定向钻进只能敷设较小直径的管材，不能满足大截面电缆的使用要求。顶管法是一种成熟的施工方法，对周围环境影响小，施工速度快、质量好。本工程采用顶管法施工，采用内径2400mm钢筋混凝土管节，壁厚240mm，分多段施工，标准管节长2.5m。混凝土强度等级为C50，抗渗等级为P10。顶管采用F-B型钢套环橡胶圈防水接口，内设楔型橡胶止水圈，其材质为氯丁橡胶。当接口插入时，采用高强粘接剂粘于无钢套环管节端头基面上的橡胶止水阀受到钢套环的挤压，与钢套环紧密相贴，起到防水的作用。

3.4 沉井

3.4.1选型

顶管井结构方案包括沉井结构、地下连续墙、逆作竖井及排桩支护等。其中地下连续墙造价高，适用于埋深深、结构尺寸大的地下结构。逆作法需先采取可靠的土体加固和止水措施后才能进行竖井施工，造价相对较高。排桩支护需要施工围护桩，施工周期较长。沉井结构具有占地面积小、操作简便、无需特殊的专用设备等优点在地下工程中被大量使用。本工程顶管井采用沉井法施工。

3.4.2沉井计算

沉井下沉采用不排水法施工，但施工期间应进行降水，保证工作井处水位不高于地表下2.50m，接受井处地下水位不高于地表下3.50m。

在沉井设计过程中，对沉井在施工及正常使用状态下的稳定性、下沉可行性、下沉稳定性等内容进行了计算和验算。主要计算结果见表2。

3.4.3耐久性设计

根据《混凝土结构耐久性设计规范》，本工程混凝土结构的环境类

别为一般环境（I类），仅有正常的大气（二氧化碳、氧气等）和温、湿度（水分）作用，不存在冻融、氯化物和其它化学腐蚀物质的影响。一般环境对混凝土结构的腐蚀主要是碳化引起的钢筋锈蚀。混凝土呈高度碱性，钢筋在高度碱性环境中会在表面生成一层致密的钝化膜，使钢筋具有良好的稳定性。当空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部，会通过化学反应降低混凝土的碱度（碳化），使钢筋表面失去稳定性并在氧气和水分的作用下发生锈蚀。沉井顶板、勘察资料提供的历史最低水位以上的沉井壁板外侧的环境作用等级为I-C级；勘察资料提供的历史最低水位以下的沉井壁板外侧混凝土饱水，钢筋不易锈蚀，环境作用等级为I-B级。沉井壁板内侧混凝土接触空气，容易碳化，又可能有水分从临水侧迁移供给，环境作用等级为I-C级。

4结束语

总之，电缆隧道敷设大截面电缆输送电力是城市经济发展的基础设施，得到城市居民的大力推广及应用。目前针对电力电缆隧道的设计规范和规程尚不完善，本文结合工程实例，探讨了某220kV变电站电力电缆隧道结构设计中相关要点，旨在为类似的工程设计提供参借鉴。

参考文献：

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关键词:聚乙烯缠绕结构壁管道系统;化工排水;排水管道;系统设计

中图分类号:TU992文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)10-0024-02

近年来在国家建设部积极培育和引导下,我国无压埋地塑料排水管行业有了迅速的发展。塑料管道在市政工程建设项目的雨、污排水工程中得到了广泛的应用,但在化工企业项目中腐蚀性污水排水管的应用仍需要加强和引导。目前国家对环境保护非常重视,聚乙烯缠绕结构壁管道系统将管道和检查井连接在一起,组成了一个封闭的管道系统,做到不渗不漏,大大地减少了污染,而且安装快捷方便,在化工企业排水的应用中体现出非常优越的性能。现已经成功应用的有内蒙古大路煤化工基地的污水管道系统,石家庄维生药业有限公司的排水系统,河北铬盐化工厂的排水系统等多家化工企业,运行效果良好,下面就聚乙烯缠绕结构壁管道系统的技术特性、设计和安装进行介绍和讨论。

一、聚乙烯缠绕结构壁管道系统的技术特性

聚乙烯缠绕结构壁管道系统由聚乙烯缠绕结构壁管和检查井构成。聚乙烯缠绕结构壁管是以高密度聚乙烯为主要原料,采用热态缠绕成型工艺,以聚丙烯单壁波纹管为辅助支撑结构制成的特殊结构壁管材。管材标准长度为6米,管内径范围为ф300～ф3000mm。该管材具备配套管件及检查井可组成完整的管道系统,且独有的同材质承插口电熔连接技术保证了管道系统100%无渗漏,管道使用寿命长;并具有耐腐蚀、绿色环保、重量轻、柔韧性好等优点。下面是该管材技术的特性:

(一)热态缠绕成型熔缝质量高

聚乙烯缠绕结构壁管是从挤塑机口模挤出的190℃的平料带和U型料带,按预定的位置均匀的缠绕在加热的滚筒模具上加工制成,保证了结构壁管熔接缝质量。特别是结构设计中平料带的熔接缝被包覆支撑管所覆盖,提高了管材的整体质量。

(二)具有零渗漏的优异连接性能(独一无二的一体化连接技术)

聚乙烯缠绕结构壁管的连接采用在承口预埋电熔丝同材质承插电熔连接技术,连接质量高,接口零渗漏,保证了管道整个系统运行的安全性,避免了因接口渗漏造成地下水污染和路面塌陷等问题的发生,延长了道路的使用年限。同时有效地保护了土质和地下水源不受污染。

(三)聚乙烯缠绕结构壁管道系统配件齐全

聚乙烯缠绕结构壁管可以用缠绕的实壁管二次加工制成各种配套管件、检查井等,如二通、三通、四通等,与管道连接组成完整的管道系统。

(四)抗腐蚀、耐老化、使用寿命长

高密度聚乙烯具有极强的耐化学药品腐蚀和侵蚀的能力,因此聚乙烯缠绕结构壁管在输送腐蚀性流体或在腐蚀性土壤中敷设时,不需防腐处理,环保性能大大优于其它管材,在化工企业的排水应用中体现出非常大的优越性。

(五)安装性能优异

聚乙烯缠绕结构壁管重量轻,便于运输;沟槽开挖土方量小,不需混凝土垫层和混凝土管基,验槽合格后即可直接敷管,可做到边开挖、边下管、边回填,安装方便快捷,大大缩短了工期。可采用闭气检验代替闭水试验,既加快了验收速度,又节省了闭水试验中繁杂的工作和大量的试验费用。

二、聚乙烯缠绕结构壁管的管道系统设计

(一)聚乙烯缠绕结构壁管材的设计及计算

聚乙烯缠绕结构壁管道工程首先用CECS164:2004标准进行验证设计,核实无误后再用用德国排污协会ATV-A127静力计算方法校核,设计出合适的管材型号用于管道工程。管型的选择可以利用静力计算软件系统,根据每个工程中不同管段的地形、埋深、土质、荷载及有无地下水等工程条件的变化,连续选择最适合每一个管段的管材型号,达到最优化设计,从而节省工程投资。选定的每一个聚乙烯缠绕结构壁管产品都要进行短期(1分钟)和长期(50年)的强度、刚度、稳定性校核,以满足管道系统的安全可靠。

(二)聚乙烯缠绕结构壁管道系统的计算和设计

1.管道系统的计算。根据化工企业项目管道和工程条件选定管型后,按照排水管道系统的施工图设计图纸中每个井段的长度和坡降的设计值计算出整个管道系统中每一井段的实际的有效管道长度,并计算每一管段中的非标准长度管的有效尺寸。然后根据施工图设计图纸每个检查井的直径、标高及支管的管径和标高计算每个检查井的高度及支管的位置、方向和有效尺寸,并标明各个支管的有效长度和流水方向。

2.管道系统的设计。工程项目中排水系统的每个检查井的直径、流水方向和接入管支管的位置、方向和管径都不尽相同,根据前面的计算结果,对每个检查井分别进行设计,设计图纸中应标明检查井的高度、主管道的长度、流水方向,以及其它接入管的直径、长度、位置和方向。将所有检查井设计完毕后,进行整个排水管道系统管线的安装设计,画出管道系统的安装图。

三、聚乙烯缠绕结构壁管道系统的安装和验收

聚乙烯缠绕结构壁管道系统的安装重点是管道与检查井的连接,因该管材的连接方式是承插口电熔焊接连接,所以管道安装必需按照一个方向进行顺序安装。经过几年的应用,累了一些安装施工的经验,施工工艺总结如下:

(一)聚乙烯缠绕结构壁管道及检查井下槽

管道沟槽验收完毕后,按照管道系统设计图纸将管材和检查井按要求的次序和位置下槽,将管材、检查井平稳地放在沟槽内,管材插口方向为流水方向。

(二)管道系统的对接和调整

管道和检查井对接之前要将管材的电熔丝抽头位置调整至正上方,检查和核对管材和检查井的尺寸、编号是否符合设计图纸的要求,并仔细检查电熔丝是否完好,对管道的承、插口工作面全部都要擦洗,保证工作面干燥、清洁。再对管道和检查井进行对接,调整管道及检查井的中心线与设计中心线重合,以保证整条管线与设计走向一致。

(三)管道系统的焊接

聚乙烯缠绕结构壁管道系统采用承插口电熔焊接的接口方式。管道及检查井的焊接是整个电熔焊接工艺的关键工序,由专业作业人员全过程监控。使用专用电熔焊机,对于不同直径的管道,调整电熔焊机的工作时间和焊接电流,在冬季和夏季气温变化较大的时候,可对焊接时间进行适当调整(增加或减少),来满足工艺要求。当管道接口表面温度低于60度时才可以拆除锁紧夹具,达到常温时按施工规范的要求进行回填。

(四)管道系统的验收

对管道严密性检验可采用闭气或闭水两种试验方法。在北方缺水地区管道严密性检验一般采用闭气检验,可参照CECS19:90《混凝土排水管道闭气检验标准》。在南方地区一般采用闭水试验,可参照GB50268-97《给水排水管道工程施工及验收规范》。采用以上两种方法各有优劣,我们推荐采用闭气试验,因为采用闭气试验,不需用水,且不需要24小时浸泡时间,成本低,进度快。

四、聚乙烯缠绕结构壁管道系统在化工排水中的应用示例

这几年聚乙烯缠绕结构壁管道系统在化工排水中的应用较多,几个典型的工程应用示例如下。主要有内蒙古大路煤化工基地的污水管道系统,石家庄维生药业有限公司的排水系统,河北铬盐化工厂等。

1.内蒙古大路煤化工基地污水管道系统,工程条件为:沙土地,覆土深度8-10米,有地下水且靠近黄河,设计管材型号为ISO标准SN4级别,管径有DN1600、DN1400、DN1200、DN1000、DN800、DN600、DN500等,主要应用在包括纬一路、纬二路、纬四路、纬六路、纬七路、锦园路等几条区内道路的污水管道工程中,由近十公里管道和200多个检查井组成了一个整体封闭的的污水管道系统,目前已投入使用且运行良好。

2.石家庄维生药业维有限公司的排水管道系统,包括山梨醇生产、维C生产车间及厂内主排水管道三条排水管道,设计管材型号为ISO标准SN2级别,管径有DN1000、DN800、DN600、DN500 DN400、DN300等,使用了近5公里管道和100多个检查井。维生药业的生产废水酸性很强,使用聚乙烯缠绕结构壁管道系统后效果很好。

3.河北铬盐化工厂的生产废水有很强的腐蚀性和污染性,几年来在新上项目及改造项目中使用DN300～DN800了聚乙烯缠绕结构壁管道和管件系统,有效地保护了企业周围的耕地和环境不受污染。

五、结语

通过以上的讨论和叙述,聚乙烯缠绕结构壁管道系统在化工排水中的应用体现了优越的性能。经过近几年在多个化工企业排水工程中的实际应用,显示了聚乙烯缠绕结构壁管道系统能够保证地下污水管网的安全使用和运行,有效保护地下水资源和生态环境,为国家的可持续发展保驾护航。

参考文献

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1结构力学方法

1.1荷载—结构模型的建立

显然，只要施工过程不能使支护结构和周围的岩石保持紧密的连接，有效地阻止围岩变形和松弛的压力，隧道的支护结构应根据荷载—结构模型检验。荷载—结构模型是由岩体和坍塌破坏引起的竖向和侧向活动压力的主要特征。但也有一些不同的方法来处理周围的岩石和支撑结构之间的相互作用：①有源负载模型在不考虑围岩与支护结构相互作用的过程中，在活动荷载作用下，支撑结构可以在活动荷载作用下变形、计算原理和结构的作用。该模型主要用于围岩和支护结构的“刚度比”的情况下，软弱围岩没有“能力”来约束刚性衬砌的变形。②有源负载加上围岩的弹性约束的模型（图1-1b）。围岩不仅适用于支护结构，而且还因为围岩与支护结构相互作用。由于在非均匀分布的影响下，一部分支撑结构会发生对围岩变形的影响，只要周围岩层具有一定的刚度，就有必要对变形的结构进行支撑，这就是所谓的弹性阻力，属于被动性。支撑结构的另一部分是从围岩变形的隧道中，不会引起弹性阻力，形成所谓的“走出去”。对于①类模型，只要确定了作用在支护结构上的主动荷载，其余问题用结构力学的一般方法(如力法、位移法)即可解决。对于②类模型，除了上述的主动荷裁外，尚需解决围岩的弹性抗力问题。在围岩上引起的弹性抗力的大小，目前常用以“温克列尔(Winkler)假定”为基础的局部变形理论来确定。它认为围岩的弹性抗力是与围岩在该点的变形成正比的，用公式表示为：σi=Kδi式中的δi为围岩表面上任意一点所产生的弹性抗力；σi为围岩在同一点i的压缩变形；K为比例系数，称为围岩的弹性抗力系数。弹性阻力的大小和分布取决于支护结构的变形，支护结构的变形与弹性阻力有关。按②类模型的内力是一个非线性问题，采用迭代方法或线性假设是必要的。

1.2李宁隧道结构受力和变形特性

隧道衬砌在围岩压力下产生变形。在隧道拱顶中，围岩变形是不受围岩约束的，称为“拆离带”；围岩变形受围岩变形影响。因此，隧道衬砌结构的围岩变形的双重作用：既有积极的围岩压力，使衬砌结构变形，又能防止被动抵抗形成对衬砌结构的变形。这种效果的前提是，周围的岩石和隧道衬砌必须充分和密切接触。

1.3支护结构的计算方法

在荷载—结构模型中，分析计算的对象是支护结构，即衬砌。因此，要根据衬砌的受力特点，进一步研究它的力学模拟和计算图式的问题。由于隧道长度较之横断面尺寸要大得多，而且，又假设荷载和结构特性沿隧道长度方向是不变的，因此，可以认为隧道衬砌不会产生纵向位移，即处于平面变形状态。

1.4主动荷载模式

1.4.1弹性固定的无铰拱适用于这类计算模式的常有半衬砌。先拱后墙施工时，做好的拱圈在隧洞口前的工况就是这种半衬砌。这种拱圈的拱脚支承在弹性围岩上，故称弹性固定无铰拱。半衬砌拱拱升跨比一般小，当竖向荷载作用下，多数情况下，拱环是内部的隧道变形，弹性阻力。

1.4.2圆形衬砌修建在软土地层中的圆形衬砌，也常常按主动荷载模式进行结构计算。承受的荷载主要有土压力、水压力、结构自重和与之相平衡的地基反力。

1.5主动荷载加被动荷载模式

1.5.1假定抗力图形该法的计算特点是假定抗力的分布范围的分布规律，如上、下零点和最大值的位置。而抗力的最大值和结构由主动荷载与被动荷载共同作用在该点产生的变位有关。因此这是一个非线性问题。只要能附加一个最大抗力点的抗力与其位移成正比为条件列出的方程即可求出最大抗力值和冗力。将主动荷载与被动荷载求出的内力值进行叠加，即为结构内力。

1.5.2局部变形地基梁法局部变形地基梁法，由于拱形直墙衬砌内力的特点，将拱圈和边墙分为两个单元分别进行计算，在各自的计算中考虑相互影响。计算中拱圈视为弹性固定无铰拱，边墙视为双向弹性地基梁。拱圈和边墙受力变形的相互影响，表现为计算拱圈时，拱脚的变位应取边墙墙顶的变位，计算边墙时，墙顶的初始条件与拱脚的内力和变位一致。

2岩体力学方法

由于现代隧道施工技术的发展，可在隧道开挖后及时地给围岩以必要的约束，抑制其变形，阻止围岩松弛，不使其因变形过度而产生松动压力。此时，开挖隧道而释放的围岩应变能将由围岩和支护结构所组成的结构体系共同承担，隧道结构体系产生应力重新分布而达到新的平衡状态。在隧道在结构体系中，一方面，围岩具有一定的支护力，这是由应力调整引起的，从而达到了新的稳定；另一方面，由于支护结构能防止围岩变形，因此必须对围岩进行一个变量的调整。这种反应力和周围岩石的松动压力是非常不同的，它是支护结构和围岩变形过程中的支撑压力，它可以称之为“变形压力”。目前对于这种模型求解方法有分析方法、数值法、特征曲线法三种。

2.1分析方法

根据给定的边界条件，该方法直接求解了平衡方程、几何方程和物理方程。这是一个弹塑性力学问题，求解时，假定围岩为无重平面，初始应力作用在无穷远处，并假定支护结构与围岩密贴，即其外径与隧道的开挖半径相等，且与开挖同时瞬间完成。由于数学上的困难，现在还只能对少数几个问题(例如圆形隧道)给出具体解答。

2.2数值方法

对于复杂的隧道，特别是围岩的非线性特性，必须采用数值计算方法。该方法主要是指将有限元法分为围岩和支护结构，然后根据能量原理建立了整个系统的虚拟工作方程，也称为刚度方程，从而系统对各节点的位移和应力的单位。隧道结构体系有限元分析的一般步骤为：结构体系离散化(包括荷载的离散化)、单元分析(形成单元刚度矩阵)、整体分析(形成总体刚度矩阵)、求解刚度方程(求节点位移)、求单元应力。

2.3特征曲线法

特征曲线法也称为“收敛—约束”法，是用围岩的支护需求曲线和支护结构的补给曲线以求得达到稳定状态时支护结构的内力。特征曲线法的基本原理是：隧道开挖后，如无支护，围岩必然产生向隧道内的变形(收敛)。施加支护以后，支护结构约束了围岩的变形(约束)，此时围岩与支护结构共同承受围岩挤向隧道的变形压力。

3基于围岩分类的经验设计方法

在大多数情况下，隧道的支持系统还取决于“体验设计”，并在实施过程中，根据信息量进行修改和验证。实证设计的前提是正确对隧道围岩进行分类，然后根据典型图的支护结构分类体系。

3.1对隧道围岩要有正确的分级

对隧道围岩要有一个正确的分级，这些分级是根据地质调查结果，为隧道单独编制的；大体上把隧道围岩分为四个基本类型。即：①完整、稳定岩体；②易破碎、剥离的块状岩体；③有地压作用的破碎岩体；④强烈挤压性岩体或有强大地压的岩体。

3.2参数的选用

在各类岩体中，支护结构参数大体是按下述原则选用的：①完整，稳定的岩体：锚杆长＜1.5m，根数n=4～5根/m左右，从力学上看是不期待锚杆的，围岩本身强度就可以支护坑道，但因有局部裂隙或岩爆等，用其加以构造控制而已。喷混凝土用于填平补齐，为确保洞内安全作业应设金属网防止顶部岩石剥离。②易破碎、剥离的块状岩体：这类岩体范围较广，还可细分为若干亚类。锚杆长1.5～3.5m，n=10根/m左右，多数情况是长、短锚杆配合使用，短锚杆用胀壳式，长锚杆用胶结式。喷层厚0～10cm，稳定性好些的用来填平补齐，也可只在拱部喷射，此时开挖正面无须喷射。金属网与①同，特殊情况要采用可缩性支撑或轻型格栅钢支撑。二次衬砌厚度约30～40cm，包括喷层在内约40cm就可以了。③有地压作用的破碎岩体：锚杆长3.0～4.0m，有时用6.0m的全面胶结式，n=10根/m左右，这种围岩视单轴抗压强度与埋深压力的比值，预计有塑性区发生时，从控制它的发展看，锚杆必须用喷混凝土等加强。喷层厚约15～20cm(拱部和侧壁)，视岩体破碎情况正面也要喷3cm左右。开挖进度要注意，必要时控制在1m以下。二次衬砌厚度，包括喷层在内为40～50cm，尽可能薄些。④强烈挤压性岩体或有强大地压的岩体：在这种围岩中施工是很困难的，要分台阶施工，限制分部的面积。锚杆长4.0～6.0m，n=15根/m左右。喷层厚20～25cm，正面喷3～5cm。必须采用可缩性支撑，间距约75cm。二次衬砌厚度按50cm考虑。在30天以内断面要闭合，即要修好仰拱。

3.3爆破技术的控制

在施工中应尽量少损害围岩，使其尽量保持原有岩体的强度，因此，应采用控制爆破技术。

3.4开挖面的全面防护

预计有大变形和松弛的情况下，开挖面要全面防护(包括正面)，使之有充分的约束效应，在分台阶开挖时，上半断面进深不宜过长，以免影响整个断面的闭合时间。

3.5防水层

二次衬砌通常是模筑的，在内衬防水层的组合中，形成防水层。内衬变薄，可减少弯矩，弯曲失效可降至最低。

3.6岩石变形的作用

允许甚至希望，岩石变形，以减少需要完成的配套措施，这些防护措施包括衬砌，必要时加上抑拱以及附在或深入到不稳定岩层内部的锚固系统，或其他结构构件。

4监控设计方法

由于地下结构的受力特点极其复杂，近年来，在铁路隧道的测量、监测、围岩及支护结构的监测和现场监测结果的研究中，对一些工程进行了改进设计和指导施工。而现场测量与工程地质、力学分析紧密结合，正在逐步形成一套完整的信息设计原则和方法。信息设计通常包括两个阶段：施工前预设计阶段和修正设计阶段。施工前预设计是在认真研究勘测资料和地质调查成果的基础上，应用工程类比法进行；该校正设计是基于现场监测测量所获得的信息，进行了理论分析和数值分析，对围岩与支护结构稳定性作出综合判断，得出最终合理的设计参数与施工对策。信息设计的主要环节包括：现场监测、数据处理、信息反馈三个方面。现场监测包括：制定监测方案、确定测试内容、选择测试手段、实施监测计划。数据处理包括：原始数据的整理、明确数据处理的目的、选择处理方法、提出处理结果。信息反馈包括：反馈方法(理论反馈与经验反馈)和反馈的作用(修正设计与指导施工)。

5结束语

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【关键词】市政道路；路面结构设计；路基设计；

市政道路路面结构及路基设计需要考虑的因素除了路面结构的强度、路面的厚度以及路基的压实以外，还需要考虑排水设计，排水系统对于路基路面也有着极为重要的意义和影响。以下就市政道路路面结构及路基设计进行探讨分析，以供参考。

一、市政道路路面结构的设计

市政道路路面结构的设计过程中，降噪、排水设计是保障路面强度、耐磨、抗压的关键技术之一。

1、市政道路路面结构的降噪设计。（1）路面材料的选择。路面降噪的主要措施就是对路面材料的选择，其品质、形状、种类、特性、级配、空隙率都是应该考虑的因素。其中，特别是要注重对集料、粗集料的选择，必须选择质量好的、坚硬的，以接近立方体为佳；结合料必须选用粘结力较好的；而沥青材料的厚度一般为表层石料厚度的1/2左右。（2）开集配路面设计。相比其他路面，开集配路面的空隙率较大，当轮胎与路面接触时，通过孔隙，轮胎花纹槽内的空气可逸出，有效减少噪声。

2、市政道路路面结构的排水设计。（1）车行道排水设计。双坡和单坡排水是市政道路排水的常用两种方式。当车行道较窄时，一般采用单坡排水。当车行道较宽时，为减少雨水在道路表面的径流时间，每隔一定距离，在道路两侧设置雨水口来收集路面水，并采取双坡排水方式将水快速排出。（2）人行道排水设计。为便于人行道路面水的排除，通过朝向车行道的横向坡度设计，以及道路两侧挡土墙上方的截水沟，将人行道上的雨水引流入车行道边的雨水口内，避免人行道积水，保证行人的安全。（3）路面内部排水设计.a.将乳化沥青下封层设置在面层与基层之间，以此使渗入的雨水沿封层表面向道路两侧排出。b.对道路的每个结构层，按照道路路面纵横坡度进行施工，使每一层都形成一个排水坡度，保证将各层的雨水能及时地排出。c.对于雨水较多的南方地区，通过设置一定的纵横坡度的排水层的方法来进行排水，即在路基以上，路面结构以下的位置设置排水垫层。（3）绿化带排水设计.在大部分市政道路设计中，绿化带排水问题极易被忽视。但是，为使市政道路经久耐用，保证绿化带的美观，绿化带排水也是不可忽视的。一般来说，绿化带排水中应充分考虑分隔带的排水，使渗入到绿化带中的雨水可通过道路纵坡向下排走，或渗入到路面结构侧面、绿化带底。第五、中央分隔带排水设计.中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内的积水，有施工期间、营运期间渗水的排除。其中，横向排水管长为15m左右，横向排水管坡度为2%。而对于底坡小于0.3%的，可采用锯齿形纵向矩形碎的，底部设置软式透水管的石盲沟；每隔30～50m设置集水槽和横向排水管等方式来汇集中央分隔带雨水或渗水，并有效地排出重要分隔带的雨水。

二、市政道路路基设计的研究分析

1、路基设计的基本要求。路基应根据市政道路等级和当地自然条件（包括地质、水文、材料情况等），并结合施工方案进行设计，既应有足够的强度和稳定性，又要经济合理。路基填筑宜采用水稳性好的材料，严格控制路基压实，满足强度和稳定性要求。路基强度、稳定性和压实度达不到要求的路段不得铺筑沥青或水泥路面。通过特殊地质、水文条件地带的路基，应做好调查研究，结合当地实践经验进行特别设计。

2、路基排水系统。（1）填方路段的路基排水系统，主要依靠坡脚的排水沟，排水沟设有纵向坡度，并分别与附近的涵洞或河道自然沟连接。（2）挖方路段主要依靠边沟及截水沟排水，并与填方路段的排水沟连接，沟底纵坡较大地段修筑急流槽或跌水沟过渡并与排水系统顺接。根据地下排水及路面排水的需要在路堑边沟沟底加设洞式渗沟。

3、市政道路工程中的特殊路基设计.在市政道路施工工程中经常碰到特殊的地理地貌，一般包括：山间过湿土及软土、滑坡与崩塌、路堑高边坡及顺层岩质边坡、陡坡路堤、高路堤及填石路堤、上下行分离的高低式路基，因此其路基设计也比较特殊，（1）山间过湿土及软土：采用碎石盲沟排水或换填透水性材料。（2）滑坡与崩塌：采用清除、适当放缓坡率、抗滑挡墙、抗滑桩、抗滑桩与锚索结合、绿化及排水措施。（3）路堑高边坡、顺层岩质边坡：根据同地质情况分别采用挡墙、桩板墙（环境敏感点）、锚索、锚杆、土钉墙等措施加固；为防止爆破破坏岩体结构危及边坡稳定，必要时考虑光面爆破、预裂爆破等技术。对预应力锚索框架结构方案要特别注重它的耐久性、可靠性。（4）陡坡路堤：路基填方范围受到限制，或路基大量借方时，设计考虑加筋陡坡路堤、加筋陡坡路堤结合桩板墙方案，以达到路基稳定，适应狭窄地形，减少路基借方的目的。（5）高路堤、填石路堤：通过稳定性验算确定安全、经济的设计方案，并设置土工格栅加筋、钢筋网格加筋，以加强路堤的稳定性、减少差异沉降。（6）上、下行分离的高低式路基：在地面横坡陡峻的路段，为降低填方、挖方边坡高度，减少防护、支柱工程量，在充分研究路段前后的地形、地质条件及构造物设置情况的基础上，考虑采用上、下行分离成不同高度的高低式路基。

4、市政道路路基设计中的防护设计。路基防护设计以安全、经济、实用、环保、美观大方且施工方便为原则，提倡不见土、少见石，顺着地形、保持原样，披上绿被，方案设计中选择铺草皮护坡、浆砌片石拱型骨架护坡、石砌挡土墙防护、护面墙、客土喷播防护、三维植被网喷播草籽、预应力锚索竖梁加固、浆砌片石路堤护坡等多种防护形式。主要方案如下：

（1）填方路堤边坡：路堤边坡的防护形式力求多样化、绿色化，做到路景配合，使该路与环境协调。①对地形较陡的地形，采用石砌挡土墙防护。②对较低填土边坡，采用满铺草皮护坡，并在上下边坡边缘采用浆砌片石镶边。对较高填土边坡，采用7.5#浆砌片石拱型骨架护坡。（2）路堑边坡防护：对于路堑边坡防护应以边坡稳定为基本原则，在坡面防护形式上进行多种方案比较：①路堑边坡为石方或石方较破碎时，采用护面墙、客土喷播防护。②路堑边坡土方或强风化石方地段，边坡采用三维网喷播草籽等防护。③对路堑边坡稳定性较差的高边坡地段，采用预应力锚索竖梁加固。④针对稳定性较差的边坡考虑加大平台宽度，适应稳定性要求。⑤主线桥头两端采用浆砌片石路堤护坡。

结束语

市政道路路面结构及路基设计对于市政道路的运营具有十分重要的作用和意义，在市政道路建设运营过程中必须综合考虑各方面的因素，有效提高市政道路路基以及路面结构设计的科学性和合理性，更好的推动我国市政道路的建设。

参考文献：

[1]李晶，王天D.浅谈城市降噪路面研究[J].黑龙江交通科技，2009（08）.

[2]张贵生.道路路面降噪排水设计与施工质量管理的论述[J].中国科技博览，2010（19）.

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Abstract: To observe the course of the construction of high-grade highways as well as specific construction experience at home and abroad can be found the setting of transition slab at bridge head is the most effective to reduce and prevent vehicle-skip at bridge heads. Based on this, the structural design method of transition slab at bridge head of roads and bridges is discussed.

关键词： 道路桥梁；桥头搭板；结构设计方法

Key words: road and bridge；transition slab at bridge head；structure design method

中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）15-0107-01

0引言

为了避免路面和桥台之间出现错台，最常用的一种办法就是通过设置搭板，所以，借助于合理的设计桥头搭板的结构，对搭板的长宽厚和深埋进行科学合理的调整，可以能够更好地实现和体现优越的道路桥梁桥头搭板结构设计。

1设计桥头搭板结构之最基本的原则

1.1 土基位于桥头过渡段的土基，一定要均匀、密实并且稳定。对于对突击强度和稳定性产生负面影响的地面或者地下水，要及时的拦截或者排出。填土，情况正常的，要求干燥或者中湿，太湿的话，就会影响到稳定性或者强度，在压实度方面，填土也应该是足够的，也应该符合当前的规范性要求，建议为95%。

1.2 对地基承载力的深度要求路基在桥头的填土，高度一般较高，速度要求较快，在这样的作业模式下，就不能够很好的活着很顺利的将地基水排出去，地基承载力也有可能不足，进而埋下隐患，所以需要特殊处理地基，比如粉喷桩或换填土。

1.3 垫层对于垫层材料的选择，一个最基本的选取原则就是就地取材，为了尽可能的避免因为地基本身的软弱性对垫层或者基层产生污染，乃至将地下水隔断，需要铺设合成的材质作为隔离层到路基的顶面。一般对于垫层来讲，最小厚度应该是15厘米。垫层的宽度应该超越基层每侧25厘米，或者同宽与路基。

1.4 搭板连接桥梁和路面的地方，可以按照具体的公路等级、结合具体的建造经验，按照最终的要求，选择设置或者不设置搭板。一般来讲，位于搭板下面的加强层，其厚度在2米以上，长度会超越搭板1米左右，材料的选择应该与底基层相同，适当提高路堤。长期的实践告诉我们，为了有效的防止路基出现沉降，可以加固处理台背填方，作为本身的作者，有如下的建议，基层到土基之间的压实度符合95%的要求。如不进行搭板设置，可以铺筑沥青路面或者具有过渡性的由混凝土制成的块。

2设计搭板

2.1 搭板埋置深度和搭板型式对搭板进行分类管理，它有如下三种主要的类型：台阶型、变厚度和等厚。按照搭板埋置的深浅不一，可以将其划分为低、中、高置三种。一般来讲，高置式的搭板在顶面上是与桥台齐平的；低置式，其搭板远台端的顶面位于路面基层的下方，对于路面铺设来说非常的有利；如果为中置式，则远台端搭板的顶面介于基层和面层之间。

2.2 搭板的长度在确定搭板具体的长度的时候，下面四个条件必须要予以考虑：①出现了沉降现象之后，搭板纵坡产生的变化值应该在最大容许值的范围之内；②搭板本身的长度需要在跨越台后，对棱体长度产生破坏；③填土前预留下的缺口之伤口长度，应该在搭板长度的跨越范围之内；④必须要能够保证搭板的有效受力长度。除此之外，结合对搭板进行的动力响应分析，我们知晓越长的板长就越有利于搭板受力。正常地说，搭板长度要设定在5米之上，对于中小桥，一般是6到8米，对于大桥来说，一般是8到12米。

2.3 搭板的宽度具体施工的过程中，对于一般的搭板来讲，其边缘应该离石边缘有大约半米的距离，尽可能的窄化处理，在上面对搭板动力进行响应分析的基础上，我们知道伴随着不断增加的板宽，需要慢慢增大位移，但在两个方向上，板底最大弯处的拉应力则呈现减小的趋势。此外，如果搭板本身比较窄，行驶的时候，车轮就可能走在纵向边缘的位置，损害搭板受力情况，所以，在宽度上，搭板应该与桥面保持一致。

2.4 搭板的厚度具体的分析搭板动力产生的响应，可以清晰的滞销，伴随着不断增大的板厚，位移会出现稍微的缩减，但是位于板底的拉应力,则出现了稍稍的增大现象。基于板顶出现的位移情况，可以反向推算板厚,板底配筋能够帮助将板底弯拉应力有效的解决掉。

2.5 桥台与搭板之间的连接桥台是搭板近台端放置的位置，借助于锚筋将桥台和搭板之间很好的连接起来，填入沥青玛蹄脂到桥台和搭板之间的结合处，避免渗入水分。路基是搭板远台端放置的位置，路基出现或者发生沉降现象之后，在纵向层面上，搭板可能会出现滑移，所以需要设置锚栓在搭板和台顶之间，加强处理位于远台端的地基，尽可能的将局部沉降现象减小，为了提升维修的效果，需要设置灌浆孔以及检查孔在近台端。

2.6 设计搭板配筋在设计搭板配筋的时候，需要考虑或者依据的一个关键因素为搭板底面上的最大弯拉应力。按照具体的构造提出或者产生的要求、按照实际的搭板受力复杂状况、按照路基本身的沉陷状况、结合重载类型的交通产生的影响，在具体的设计过程中，按照工程的要求，主筋直径被适当加大，主筋间距被适当缩小，使用双层配筋。

2.7 枕梁枕梁的架设具有诸多积极有益的一面，包括分布荷载到地基上，增加在横向层面上搭板抗弯的刚度。诸多相关的资料告诉我们，对于有效的改善枕梁的承载能力、提升枕梁下部路基本身的承载能力来讲，如果能够设置水泥石屑桩或者碎石桩到位于枕梁下面的路基中的话，效果将非常的明显，对于这个部位发生沉降现象来说，也能够有效的减少。诸多实践性的结果告诉我们，这种方法成本低，效果显著，所以对于设置搭板来讲，可以做成两种主要的类型：设枕梁或者不设枕梁。如果选择设枕梁的类型，又可以再进一步的被划分为设水泥石屑桩或者碎石桩以及不设水泥石屑桩或者碎石桩。对于上面三种不同的类型，可以结合具体的实践，检验各种类型的具体效应。

3结论

总而言之，对于桥头跳车问题的解决，搭板本身的长宽高以及埋置的深度都发挥着至关重要的作用，其有助于更好的实现搭板、路面与路基之间的合理有效组合，有助于桥头跳车现象更好的、更高水平的预防，并且最终科学高效的解决这一现象。

参考文献：

[1]陈雪.桥头跳车病害产生原因及预防措施[J].山西建筑，2009，35（23）：284-285.

篇12

关键词：临床技能竞赛;客观结构化考试;技能考核题库

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2016）12C-0095-02

医学是注重实践的学科，因此临床实践技能培训是临床医学的关键步骤。但在目前医疗环境、体制等多种因素的影响下，临床技能培训越来越困难，而且现如今对临床医师的要求不断提高，医学生不注重临床实习，故加强临床技能培训已成为急需解决的问题。一项调查研究表明，临床实习阶段约22.6%的学生潜心考研，71.6%的学生忙于找工作。为此，卫计委联合教育部于2010年举办了第一届全国高等医学院校大学生临床技能竞赛，旨在通过竞赛，促进临床技能的培养，及时发现各个医学院校临床技能培训中存在的问题，为提高我国高等医学院校临床技能教学水平起到推动作用。我校作为少数民族地区五年制医学教育学校，自2011年参加全国高等医学院校大学生临床技能竞赛（以下称技能竞赛）以来，获得全国总决赛三等奖两次，华北赛区一、二、三等奖各两次，学生成绩、参赛经验、选手培训经验均有提高，但学生受益范围仍有限。如何使我校医学生在临床技能培训中最大范围获益是目前有待解决的关键问题。受临床技能竞赛启发，内蒙古医科大学附属医院教务部征集以“竞赛大纲为基础、竞赛思想为引导”的临床实践技能考核题目，建立了客观结构化技能考核题库，将此考核系统引用至本科生、研究生各阶段的技能考核中，学生成绩提高明显，受益范围明显扩大，题库的建设、使用等探索初见效果。

一、客观结构化技能考核题库建设的必要性

教育部医学教育临床教学研究中心组织编纂的《中国医学生临床技能操作指南》的出版，进一步强调了实践技能考核是对技能培训的有效检验标准，建立一个系统化的技能考核题库，能检验老师“教”与学生“学”的水平。教育部考试中心也对题库建设褒奖有加：“题库建设有利于强化教育考试的安全性;题库建设有利于提高命题的科学性和保证试题的稳定性;题库建设有利于推进教育考试的改革。”

我校自2011年开始参加全国高等医学院校大学生临床技能竞赛。参赛初期，在学生培训考核过程中，均由培训老师临时出题，临时考核。所出题目受专业、经验、思维限制，不能充分融合赛事大纲，也不能启发选手的考试思维，导致了单项操作过关、综合题目得分不高。占用培训老师的时间临时出题，题目数量不多，质量不高，在赛前培训及考核的整体安排中，存在脱节现象。针对参赛选手及广大医学生的技能培训考核，建立一个考核覆盖面广、模拟临床真实情况、题目难易程度平衡、集临床技能操作与专业知识、实践综合能力与临床思维、团队合作与批判性思维于一体、人文法规、专业外语的临床技能考核系统迫在眉睫。

二、客观结构化技能考核题库建设的过程

技能竞赛举办以来，我院培训老师、教研室、教务部相关人员对区赛、国赛进行了多次观摩。经试题记录、影像资料录制、回顾性分析、与其他院校经验交流，在学生培训、模拟出题等方面得到了启发。集众人思维智慧建设一个综合的、全面的、科学的考核系统服务于医学生培养的想法逐渐形成。2014年初，由教务部组织教研室教师进行了题库建设动员，以技能竞赛大纲为基础，进行出题前培训，下发命题格式，规定参考书籍，注重基本技能及专科技能的同时鼓励出题人员打破学科壁垒，多学科、多技能联合出题，采用科室主任负责制，监督各专业、各级别医师按规定数量、质量上交纸质版及电子版题目。

试题收集工作结束后，成立了审题核心小组，由反复参加技能竞赛培训、观摩的人员组成，包含内、外、妇、儿、护理、五官皮肤、麻醉、检验科室等技能竞赛考核大纲涉及的各个科室人员。第一步留用大纲要求内题目;第二步筛出符合临床逻辑题目;第三步进行题目评分标准修改;第四步将留用题目共计400余例按单向操作、综合操作、难易程度、操作时间等分类录入技能考核题库。所有入库题目按不同学历及不同考试用途组合为客观结构化考试模式，便于学生出科考试、毕业考试、研究生复试等各个阶段医学生的客观结构化考试使用。同时，每道题目均附一份物品准备单，便于临床技能中心工作人员在考核前准备物品，保证每项操作、每个题目顺利考核。

题目收集、分类、录入及使用物品准备就绪后，小范围组织本科生、研究生、历年参加技能竞赛的选手按试题难度、操作要求及时间要求进行模拟试验，及时商讨、修改，补充，尽量使考核系统内的题目严谨、合理，使可操作性、可考核性过关。

三、客观结构化技能考核题库建设后的使用效果

技能考核题库建立后，分批组织带教老师进行考核项目的熟悉，让每一位带教老师明确带教工作中所要授予学生的专业知识点、专业技能点及考核方式。鼓励带教老师在授课中采用理论知识与临床技能有机结合的教学模式，必须保证每一个题库内包含的技能操作项目均达到“老师讲过、学生做过、考核通过”的标准。同时规定学生成绩不合格率与带教老师职称评定、年度考核、教研室、科室考核绩效直接挂钩，这一举措能够督促带教老师、教研室重视对学生的培养，扩大学生受益范围。

将技能考核系统运用到本科生、研究生入科前培训考核及毕业客观结构化考试中，让每一位医学生在生产实习及毕业前均受到基础知识、临床技能、临床思维、人文法规等方面综合的、必要的培训，提高医学生职业胜任能力，得到了用人单位的认可。部分学生在毕业后，将这种教学考核思维带进基层医院，扩大基层医生的受益范围。

使用技能考核题库的每一轮考试结束后，均由工作人员对学生考核分数进行统计，对低分题目着重分析，发现学生丢分所在，反馈给教研室，督导教研室加强授课环节，有利于学生消除操作弱点，掌握操作难点。

2016年我校承办第七届全国高等医学院校大学生临床技能竞赛华北分区赛，也是在技能考核题库的基础上获得启发，从题目选择、修改、重组及初复决赛的分配上起到了省时、省力、效率高、差错少的作用，使竞赛有序、圆满完成，得到了国家肯定。

四、客观结构化技能考核题库使用中发现的问题

目前考核题库中启用的题目多数为单项或双人操作模式，基本临床技能和专业临床技能题目居多，综合性团队配合题目较少，受实际临床工作需要影响，此类题目占有比例有待增加。

将标准化病人引用至技能考核中，是任何笔试都无法代替的环节。但我校目前标准化病人数目及我区志愿者较少，不能从各个临床专业找到合格的模拟考核案例，需进一步补充标准化病人数量及质量，能够让学生在最接近临床的环境中学习及考核。

公共英语及专业英语的利用及掌握仍是有待提高的环节。从多次考核分数分析，涉及英语的题目是学生丢分的重灾区。无论从各届、各赛区临床技能竞赛中英文题目得分率的情况出发，还是医学生毕业后进行科学研究、论文撰写、跨国交流的需要出发，公共英语和专业英语是每一位医学生需要掌握提高的环节，所以对在校医学生英语的培养需从传授、考核等各个环节重视。

五、总结

临床技能竞赛通过竞赛的方式，以赛促改，以赛促训，以赛促教，以赛促学，旨在改革及完善临床技能教学。实践证明，在临床技能竞赛引导下建设客观结构化技能考核题库是我院临床技能培养及考核的一大进步。题库的建设及启用有效推动了我院教学、考核体系的改革及优化，促进了我院临床培训基地的建设、提高了教师的教学意识、扩大了学生的受益范围、提高了医学生岗位胜任的能力，是一个值得继续优化、长期推广的举措。

参考文献：

[1]丰帆，肖书傲，徐光辉.临床技能竞赛对临床医学教育的影响及启示[J].中国医学教育技术杂志，2016，（30）.

[2]厉岩，郑力，彭义香.高等医学院校大学生临床技能竞赛的实践与思考[J].中华医学教育探索杂志，2012，（6）.

[3]教育部医学教育临床教学研究中心专家组.中国医学生临床技能操作指南[M].北京：人民卫生出版社，2012.

[4]黄华兴，杨海源，沈历宗.外科学题库建设及试卷分析[J].中国高等医学教育杂志，2015，（2）.

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关键词：网络客户/服务器结构；设备管理系统；SQL数据库

一、引言

互联网诞生于上世纪60年代末期。到目前为止已经历了三个发展阶段，即国防应用阶段，教学和科研应用阶段，商业和社会应用阶段。随着互联网进入商业和社会应用阶段，尤其是过入新的世纪，这种信息，越来越多，如何利用先进的网络技术和迅速变化的计算机设备，有效地收集，处理这些数据，建立信息化管理系统为核心，减少管理人员和业务数据处理负担，极大地提高办公效率和管理手段，已成为时代的潮流。

在企业管理信息系统建设中，设备管理信息系统尤这重要。这不仅因为设备管理的各项制度、流程涉及的点多面广，而且从生产、办公、人事管理到设备管理的全过程计算机管理中的最后一环，直接关系到该单位的工作绩效。

笔者充分利用现代信息手段，充分调研 ，不断寻求提高日常设备管理方法，以简化管理人员的管理难度，统一管理标准和管理制度，最终达到提升设备管理的行业水平的目的。

二、系统设计

设备管理系统的应用目标是确保设备和网络正常运行的前提下，最大限度简化日常事务的管理，完善资料信息系统的方便和安全，为维护决策提供辅助工具，使科技信息管理人员，注重管理创新，使更多的精力投放到新技术的开发与应用项目上。

使用计算机来管理设备的不可复制的人工管理模式，成为人工管理的复制品，而是要根据设备管理的目标对人工管理的业务流程进行优化、合理化、科学化，要超越当前的业务，抽象出业务中的管理思想和规律。

要有丰富的管理功能，做到事先有计划，事中有控制，事后有核算，要求业务过程提供丰富的决策信息和考核数据。

1、必须利用先进的计算机管理技术来取代过去的手工或半手动管理设备状态。与过去手动方式相比计算机系统在设备管理上有很大的优势，在一个复杂的计算机支持系统可以大大提高工作效率，降低管理手段落后导致错误的设备性能，提高设备运行效率。例如，一些单位仍采用手工填报登记和统计数据记录设备，存在复杂的数据处理，统计费人工不便于日常维护的弊端。

2、用计算机管理后，可以让管理人员从繁琐的日常事务中解脱出来，使其有更多的精力去熟悉业务情况和学习业务知识，跟踪行业先进技术的发展现状，有更多的时间参与部门的重点工作，提高员工的综合服务品质，以提高部门的效率，改善工作绩效的部门创造条件。

3、利用计算机系统将建立各种相关业务数据系统，保存下来，日积月累，这部分历史的数据将成为一种宝贵的资源，在数据分析的基础上，建立了一整套完善的和合理的设备管理标准体系，为今后的设备管理指导与评测。

“客户/服务器结构的网络设备管理系统”，主要用于网络架构。设备在一个经济实体中是必要的，是创造价值的工具，而人力资源具有同等的重要性。因此，设备管理在所有生产部门是必不可少的。加强设备管理，可以减少设备无为消费，提高设备的使用寿命，降低生产成本，提高生产效率，具有重要的意义。

三、系统应用的目标和意义

目前，随着交通系统各单位的信息化发展，航道信息系统相关设备的数量日益增加，如计算机类有台式电脑，手提电脑，打印机，扫描仪等，网络设备如路由器，防火墙，交换机，服务器，网关，微型计算机，监控类的有摄像机，光端机，硬盘录像机，大屏，动力环境监控，门禁等。科技信息管理部门对这些固定设备进行采购，配送，登记，检查，维护和修理工作需要更多的人力、物力，管理难度较大。因此，设计一个由航道系统上层管理的控制系统，内部各基层单位参与固定设备巡检管理系统具有良好的可行性和实际意义。目前交通行业自动化管理还没有得到重视，大多数单位的计算机设备的管理办法是采购设备后，设备的基本情况和相关信息人工登记存档，然后将档案存档。以后档案基本就很少维修或不维护，如设备位置的变更，检修情况，目前的设备运行状态，新购进设备和其他信息没有反映在设备档案上，设备跟踪信息不能及时反映在设备档案上。一些使用设备管理系统的单位，对设备的跟踪信息即使能体现在设备的电子档案上，但设备缺陷和设备缺陷处理功能没有实施，设备维修零配件和维修成本没有实现，整个机组设备的管理仍处于较低水平，手工统计工作效率低，难以为计划性，阶段性的设备运行、维护更新提供决策参考。

设备管理系统的设计结构图：

通过对网络版设备管理系统的应用应达到以下效果：

1、提高工作效率，缩短管理周期，提高管理效率。利用先进的信息技术，取代以往的手工或半手工管理现状，毕竟和过去的手动相比有很大的优越性。

2、提高业务人员的综合素质，降低成本。使用计算机操作后，可以使业务人员从繁琐的日常事务中解脱出来，有更多的时间参加建设核心生产工作，增强管理经验，提高企业员工的综合素质，从而为有效地降低成本创造条件。

3、完善的管理流程。系统的应用，促使目前的业务流程，管理系统和其他相关管理基础工作做出必要的修改，完善和补充，使其更加合理化，科学化和系统化。

综上所述，通过本系统的应用，可以使设备管理落后的人工管理，提高工作效率和工作质量，建立先进的管理平台，实现“管理上台阶，管理出效率”。

四，系统结构

1、该系统使用的系统，即“客户端/服务器体系结构”。为了便于理解，我们从两层“客户/服务器”结构阐述：

客户/服务器是在网络基础上，以数据库管理为后援，以计算机为网上工作站的一种系统结构。该结构的关键在把网络环境上的数据库存取和应用程序一分为二，分别由网上的数据库服务器和网上客户来执行。虽然本系统客户/服务器是建立在LAN的基础上，但它比以往的文件服务系统有了很大的改进。首先，它消除了不必要的网络传输负担；其次，它可以使作为数据库服务器的计算机被高度优化，以适应数据处理的需要。

2、基于网络结构的设备管理系统的应用数据库中，信息数据以数据库形式表示，易于更新和管理。传统的管理模式往往以表格的形式进行管理，一旦数据太大，要对这些数据进行管理时，必须要花很多时间，而且很容易出错。基于客户/服务器结构的网络设备管理系统将不会有这样的问题。它利用计算机自动处理数据和更新，不仅提高了工作效率，而且还大大提高了工作的精度，不易出错。

3、设备网络管理系统还增加了信息和数据的安全性和易阅读性。在传统的管理模式中，一旦信息数据太大，信息数据备份也是一项繁重的工作。更重要的是这项工作还关系到信息数据安全性。

五，系统的组成

设备管理系统主要由七个子系统组成，包括设备管理，辅助管理，查询和打印，统计，参数设置，系统管理和信息系统。

1、用户管理

因为它是一个系统的网络架构系统，必须配合内网上下级单位的所有用户的访问和浏览，用户系统的存在很好的解决了权限问题。设备管理系统包括组织管理，用户管理和权限管理，首先管理员需要完善系统的组织构架，再完成各组织各部门的用户注册，最后分配各用户管理和浏览的权限。

2、设备管理

设备管理系统查询方式灵活多样，可进行多条件合并检索，大大促进了管理者的设备定位管理。

设备管理系统统计自动化程度高，设备按类别统计结果，及时和准确的报告，为管理者提供决策数据，大大提高了管理效率。

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[关键词] 机械工程 道路施工 宽幅碎石布料器 结构参数

引言

同步碎石封层技术提高了传统碎石封层的施工质量,具有成本低、施工速度快和环保等优点,能够快速有效地修复道路损伤,延长道路使用寿命。同步碎石封层的主要特点是,利用一台设备,同时进行沥青洒布和碎石撒布作业,两者的作业时差不超过1 s[1],这就要求同步碎石封层设备的碎石撒布和沥青洒布具有相同的作业宽度。国外研究表明,采用碎石封层进行路面养护时,车道范围内轮胎碾压较多的区域需要的沥青量较少,防止泛油;而车道分界线和车道中央部分等车轮碾压较少的区域需要的沥青量较多,以抵挡冬天除冰、除雪过程中雪犁的破坏,防止碎石脱落。通常的做法是,将碎石封层中沥青洒布量较多的接缝设置在车道分界线或车道中央的位置[2-3]。中国道路建设中,主干道和高等级公路的小型车车道宽度一般为3.5 m,大型车车道或混合行驶车道宽度为3.75 m,部分高速公路机动车道宽度为4 m,而车辆的宽度一般不超过2.5 m[4-9]。如果要将同步碎石封层的接缝设置在车道分界线或车道中央的位置,存在采用2.5 m宽度料箱、撒布3.75 m以上宽度碎石的变宽幅撒布的技术难题。目前,中国大多数厂家的碎石布料器撒布宽度约为3 m。为了提高道路养护质量,本文对撒布宽度为4 m的宽幅碎石布料器的结构参数进行了研究,设计了新的样机,并对样机的碎石撒布均匀性进行了试验,取得了较满意的结果。

1.宽幅碎石布料器的结构形式

碎石布料器的施工工艺要求较高,不仅要将碎石撒布均匀,还要能够有效地控制碎石的撒布飞溅。除稳定车速外,碎石撒布的均匀度主要依靠碎石布料器的结构来保证。碎石布料器的常见形式有:①平面分隔型布料器;②曲面分隔型布料器;③平面光滑型布料器;④曲面光滑型布料器。笔者在同步碎石封层设备开发过程中,对上述4种形式的碎石布料器都进行了试验:平面光滑型布料器结构最简单,布料宽度与料箱宽度相同,不能够进行大宽度布料;曲面光滑型布料器结构简单,但碎石布料的均匀性差,要提高布料均匀性,必须严格控制布料器的曲面形状参数,其制造成本会加大,而且很难达到要求的布料宽度;平面分隔型布料器是目前中国使用最多的碎石布料器形式,由于有导料槽,能够增加布料宽度,但受结构尺寸的限制,能够实现的布料宽度有限;曲面分隔型布料器是在增大布料宽度情况下,仍能实现碎石均匀撒布的唯一结构形式。

2.曲面分隔型碎石布料器

曲面分隔型碎石布料器控制碎石撒布均匀性的关键参数为:导料槽与水平面的夹角、导料槽的宽度和布料端弧度。

2.1导料槽与水平面的夹角

撒布施工经验表明,只有当碎石下落角度大于动安息角δ时,布料才能够流畅,通常道路用碎石的动安息角为37°。碎石的下落角度由两部分组成:①布料器自身的倾斜角度α;②变宽度引起的倾斜角度β,如图1

所示。图中:γ为导料槽与水平面的夹角(°),γ=arcsin(cos(α)cos(β));s为导料槽垂直高度(m);b为导料槽底部拱高(m)。在布料过程中,为了防止碎石下滑速度太快,产生飞溅,还需对碎石的下滑速度进行控制。碎石下滑的加速度a为a = g[sin(γ)-fcos(γ)] (1)

碎石由导料槽顶部下滑至下沿时的速度v1为v1= v20+2gs[1-fcot(γ)] (2)

式中:v0为碎石沿导料槽下落的初始速度(m/s);f为综合考虑碎石之间以及碎石与导料槽间的等效摩擦系数;g为重力加速度。分析认为:v1值随γ的增加而增加。要防止碎石飞溅,就要降低碎石下落的速度,在导料槽长度不变的情况下,可减小导料槽与水平面夹角γ。

由式(2)可知,为保持碎石落料速度的一致,即同一水平面内各处碎石下滑速度一致,每个导料槽的γ必须相等,即γ=γ0(γ0为布料器上β=0处的γ值)。所以

cos(α) = [cos(α0)cos(β0)]/cos(β) (3)

式中:α0为布料器在β=0处的倾斜角(°);β0为布料器中央导料槽的变宽度引起的倾斜角(°),β0=0。对图1碎石布料器导料槽结构进行分析可得β=arcsin(bscos(α0)) (4)

各导料槽与水平面的夹角γ相等时,由于布料器最外侧导料槽的b值较大,要使β有意义,s会变得很大,导致布料端弧高度增大,布料器的结构尺寸变大。为了实现宽幅布料,同时减小结构尺寸,只能增大靠近中间的导料槽γ角,减小两侧导料槽的γ角。通过多次试验,最后选取中央导料槽与水平面的夹角γ0为45°,两侧导料槽与水平面的夹角不小于40°,在安装现场进行调整。

2.2导料槽的宽度

碎石布料器导料槽的宽度直接影响碎石撒布的

质量。宽度太小,易引起碎石的卡堵,碎石撒布不均匀;宽度太大,碎石成束后束与束的间隔增大,也会影响撒布的均匀性。对于一定规格的碎石,每个导料槽的最小宽度必须满足

w≥3d (5)

式中:w为导料槽宽度(mm);d为碎石的最大等效

直径(mm),一般取25 mm。

为了尽可能提高碎石撒布的均匀性,可以在满足式(5)的前提下,尽量减小每个导料槽的宽度,增加导料槽的数量。推荐导料槽的最小宽度为75 mm。布料器两侧的导料槽布料宽度稍宽,为了保证横向布料的均匀性,可以增加两侧导料槽接料宽度或对应的放料门开度,增加导料槽的接料量。β角的存在,特别是两侧的导料槽,使碎石在下滑过程中容易形成料束。为了消除料束对布料均匀性的影响,可以在布料器下沿焊接圆钢,将束状料疏散。

2.3布料端的弧度

图2为曲面分隔型碎石布料器的结构图。

图中:L为顶端宽度(料箱宽度2.5 m);L1为单边增加宽度(0.75 m);s0为中间布料槽顶端到末端的垂直距离(m);s1为端部布料槽顶端到末端的垂直距离(m);α1为端面布料槽的倾斜角(°);h为布料器斜面上距离顶端距离为c处的弧高(m)。在保证碎石顺畅下落的情况下,布料器底端弧高h0必须满足

h0= (s0-s1)/sin(α) (6)

该处布料器底端的圆弧半径R0为

R0=L22+4h208h0(7)

式中:L2为布料器底端宽度(m),L2= L+2L1。

当s0= s1时,布料器为平面分隔型;当s0≠s1

时,布料器为曲面分隔型。

曲面分隔型布料器中,布料斜面任一处(距顶端距离为c)的圆弧高度h及圆弧半径R分别为

3.宽幅碎石布料器样机试验

根据上述研究,设计了撒布宽度为4 m的碎石布料器样机,试验样机采用正向布料方式,中间导料槽与水平面的夹角选用45°,导料槽最小宽度为75mm,共33个,两端的导料槽稍宽。对试验样机的碎石撒布均匀性进行了测试。在试验场地,同步碎石封层车前进方向横向铺设800mm×400 mm的油毛毡10块;同步碎石封层车匀速撒布碎石,经过铺设油毛毡的区域;将每块油毛毡上的碎石收集在塑料袋中;称量每块油毛毡上碎石的质量。同步碎石封层车以5 km/h速度向前匀速行驶,进行撒布量为8.7 kg/m2、粒径为4~6 mm的碎石撒布作业。

试验结果表明:采用曲面分隔型碎石布料器的试验样机碎石撒布的(横向)精度为±1.2%。与平面分隔型碎石布料器相比,曲面分隔型碎石布料器的撒布均匀度更高,在布料器两端尤为明显。

4.结语

(1)为了保证碎石的顺利下滑,碎石布料器导料槽与水平面的夹角应尽量大;为了防止碎石飞溅,导料槽与水平面的夹角值应尽量小。综合考虑,碎石布料器导料槽与水平面的夹角可选用45°。

(2)为了保证从碎石布料器顶端接收到的碎石能够同时到达布料器底端,且同一个水平面的碎石落料速度一致,提高碎石撒布精度,布料器上所有导料槽与水平面的夹角要相等,布料器只能采用曲面分隔形式。

(3)导料槽与水平面的夹角相等时,碎石布料器的结构尺寸偏大。可以适当减小两侧导料槽与水平面的夹角,减小碎石布料器结构尺寸。

(4)碎石布料器导料槽的最小宽度要大于碎石直径的3倍,可以选用75 mm规格;表面应无焊缝、凸台和凹槽等,所有拼接处及折弯处应处理光滑,底部焊接圆钢用以打散束状碎石。导料槽还应具备一定的强度和耐磨性。

(5)碎石布料器设计为正向布料方式时,导料槽与水平面的夹角应适当增大;设计为反向布料方式时,导料槽与水平面的夹角应适当减小,施工车速应符合布料器的设计速度要求,保持车速稳定。

参考文献:

[1]焦生杰,顾海荣,张新荣.同步碎石封层设备国内外研究现状[J].筑路机械与施工机械化,2007,24(7):1-3.