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直埋热力管道板肋型固定支墩的优化设计石家庄市热力煤气规化设计院王希杰目前我国城市集中供热工程大多采用直埋供热管网，这是由市容美化要求所决定的。
城区内的直埋供热管网由于场地和外界条件的限制，管网的固定支墩有时承受管道的推力又是很大的，如何经济合理的设计好固定支墩，是当前的重要研究课题。
要搞好固定支墩的设计，首先要解决的问题是依靠什么来保持支墩的稳定，其次是支墩采用何种科学合理的结构型式。
我院自八十年代中期承担石家庄市集中供热工程以来，不断探索，最终搞出了板肋型固定支墩，并在市内普遍采用，经十几年管网运行实践证明，板肋型固定支墩具有投资最省、便于施工，受力性能良好的特点，从未发生任何事故，是最佳的固定支墩型式，应予大力推广。
现将我们的设计方法介绍于后，供同志们参考。
板肋型固定支墩是一种轻型板肋结构，它由挡板墙、肋墙、底板和脚梁四部分组成。
其受力稳定原理，主要是依靠支墩底板以上回填土重来抗衡固定支墩所承受的管道推力。
两道肋墙既是挡板墙的两侧支点，又是底板的纵肋。
底板两端的脚梁和中间的挡板墙三者构成了底板的横肋，因此支墩底板可以做得很薄，从而使支墩工程量大大减少。
挡板墙是直接承受管道推力的重要构件，它生根于底板之上，两端又固接在肋墙上，是一个三边固接一边悬臂的板，具有很大的承受外力的性能，因此其截面、配筋都很小。
脚梁是固定支墩的抗滑、抗倾覆构件，它是以两肋墙作支点的一跨两端带悬臂的梁，也是最经济合理的构件。
由于板肋型固定支墩的构件布局科学合理、相互支撑，因此造就其成为轻型板肋结构，它是工程量小、配筋少、投资省的最佳的固定支墩。
一、设计数据取值地基允许承载力[f]=130KPa基础边缘允许最大压应力≤1.2[f]底板以上基础及回填土平均容重r=19KN／m3基础稳定安全系数K=1.8基础适宜长宽比A／B=1.0～1.2管顶最小覆土厚度1m基底埋深h0=1.5～2.5m管中距底板顶面高度H1=0.4～0.5m。
城镇供热直埋蒸汽管道技术规程1总则1.0.1为在直埋蒸汽管道的设计、施工、验收和运行管理中统一技术要求，确保工程质量，做到经济合理、安全适用，制定本规程。
1.0.2本规程适用于工作压力小于或等于1.6MPa，温度小于或等于350℃，直接埋地敷设的保温蒸汽管道的设计、施工、验收及运行维护。
不适用于抽真空保温结构的直埋蒸汽管道。
1.0.3直埋蒸汽管道的设计、施工、验收和运行管理，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语2.0.1直埋蒸汽管道直接埋设于土层中输送蒸汽的预制保温管道。
2.0.2工作管在直埋蒸汽保温管结构中，用于输送蒸汽的钢管。
2.0.3外护管保温层外抵抗外力和环境对保温材料的破坏和影响，具有足够机械强度和可靠防水性能的套管。
2.0.4防腐层为防止钢质外护管腐蚀而在其外表面覆盖并紧密结合的材料层。
2.0.5保温管补口直埋蒸汽管道连接处的保温层、外护管及防腐层的接口处理。
2.0.6排潮管排除工作管与外护管之间水汽的导管。
2.0.7内固定支座在钢质外护管的直埋蒸汽管道中，保证工作管与外护管间不发生相对位移的管路附件。
2.0.8外固定支座在钢质外护管的直埋蒸汽管道中，保证外护管与固定墩间不发生相对位移的管路附件。
2.0.9内外固定支座在直埋蒸汽管道中，保证工作管、外护管和固定墩三者间不发生相对位移的管路附件。
2.0.10辐射隔热层在带有空气层的保温结构中，在空气层壁面设置抛光金属铝箔层，利用其表面低发射率和高反射率的特性，减少表面辐射换热而提高绝热效果的结构。
3管道布置与敷设3.1管道布置3.1.1直埋蒸汽管道的布置应符合国家现行标准《城市热力网设计规范》CJJ34的有关规定。
3.1.2直埋蒸汽管道与其他设施的水平或垂直最小净距，应符合表3.1.2的规定。
当不能满足表中的净距或其他设施有特殊要求时，应采取有效保护措施。
表3.1.2直埋蒸汽管道与其他设施的最小净距(m)注：当直埋蒸汽管道的埋深大于建（构）筑物基础深度时，最小水平净距应按土的内摩擦角计算确定。
第43卷第34期山西建筑Vd.43No.342 0 1 7 年 1 2 月SHANXI ARCHITECTURE Dec. 2017 •125 •文章编号：1009-6825 (2017) 34-0125-02管网直埋敷设固定墩设计于海(太原市热力公司，山西太原030024)摘要:对供热系统中管道敷设形式分析,并探讨了固定墩的计算方法，最后针对不同固定墩形式进行对比，得出要是管道推力相 对小，则适宜应用矩形固定墩形式，要是管道推力相对大，则适宜应用板凳形固定墩形式。
关键词：直埋敷设，固定墩，设计中图分类号:TU995.3 文献标识码:A1概述现阶段，国内城市集中供热系统在进行管道施工的过程中，一般是采取直埋的方式进行管道施工，直埋敷设拥有下列优势: 1)采用直埋敷设方式在系统运行过程中热损相对小，而且能耗较 低。
2)采用直埋敷设方式系统资金投人少，拥有良好的防腐效 果，确保供热管道的使用周期有所延长。
3)采用直埋敷设方式土 地占用面积小，工程施工周期短。
随着管道直埋敷设技术不断的发展成熟，目前我国热力系统 管道工程建设中，基本上是采用直埋敷设的方式。
在对土压力进行计算的过程中，可以采用朗肯理论，也可以 采用库仑理论。
经过试验证明，若是处于同等的条件之中，主动 土压力值（\)以及静止土压力值（％)均小于被动土压力值(),而主动土压力值要比静止土压力值小，三者之间的关系为：^ <£。
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并且，被动土压力的出现需要位移值要较主动土压 力出现需要位移值大很多。
不过，在进行固定墩设计的过程中，标准固定最大的位移值应当小于25 mm。
所以，要想达到最终被 动土压力值很难实现。
因此，在对固定墩进行设计的过程中，应 当采取折减措施，对应的折减系数为0.4 ~0. 7,如此可以抵抗管 道推力作用相关的因素便有所减少。
固定墩结构和地基之间的 接触位置形成摩擦力，同样是抵抗推力非常关键的因素。
城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析1、城镇供热管道设计1.1直埋供热管道的应力无论多大的直径埋管道,管道内部压力产生的压力主要是管介质和管道轴向摩擦当土壤的轴向位移,和管土的侧向位移横向压缩反应。
压力产生的内部压力和土壤侧向压缩反应引起的二次应力计算方法根据现有“城”的直埋供热管道工程技术规范(CJJ / t81 - 98)计算,但现有的土压力引起的轴向摩擦“纪律”忽略管道本身重量的影响,这在小直接埋管道强度计算是没有问题,但是对于大直埋管道由于管道本身自重大,当发生管道轴向位移时,由自重产生的管道和土壤之间的摩擦不应被忽视。
1.2过渡段长度计算当补偿装置的两端直接管间距大于过渡段的长度限制(最大长度的摩擦)两次,可以形成两个(自然)锚点之间的无偿部分(自然锚固段);当补偿设备间距小于或等于两次过渡段的长度,由一个静止的点分为两个过渡段(补偿)。
没有补偿直埋敷设方式冷安装条件:根据弹性理论分析(1.35σeq[美国])或更低,只要温差不大于弹性安装温差,直管道直埋敷设方式不允许安装补偿器和无偿,管道在弹性状态下运行。
换句话说,当安装一个温差大于弹性温差,直部分中不允许存在锚定,必须安装补偿器,设置补偿器的最大间距是管存在过渡段的锚固长度的两倍。
过渡段长度可以根据现有的停滞时期在单轴应力和摩擦。
弹性温度(58.0 ~ 67.4℃)和管道工作压力(1.0 ~ 2.5 Mpa),公称直径(dn40 - 1000)。
采暖管道安装温度计算在10℃,供水温度的设计一般都大于80℃,温度低于80℃,因此,无论第二网络,直接埋管供水管道必须安装补偿装置、回水管可以考虑无偿。
根据弹塑性理论分析(σeq 3(σ)或更少),等效应力小于屈服极限的两倍,引入安全系数后,取而代之的是容许应力的3倍。
基于弹性稳定性分析的温度(121.0 ~ 149.3℃)也增加了许多,这样,即使水温高达140℃,采用直线冷段和安装没有补偿直埋敷设方式。
直埋热力管道固定墩结构设计作者：崔雪娜来源：《装饰装修天地》2017年第02期摘要：城镇供热管道直埋敷设方法同传统的管沟敷设方法相比，具有占地少，施工周期短、维护量小、寿命长等诸多优点，适合城市建设的要求，在我国已得以广泛应用。
本文介绍了城市供热管道直埋固定墩的样式及计算方法，通过对两种常用固定墩样式进行计算比较，分析直埋固定墩的受力情况，并对不同情况下固定墩的设计及选择进行初步探讨。
关键词：固定墩；计算方法；样式；设计1 概述在热力工程中，直埋已成为最普遍采用的敷设方式，因为它具有施工速度快、使用寿命长、占地少、投资低等优点。
然而直埋敷设方式也相应存在一些问题，如直埋敷设方式的推力较大（尤其是大直径管），导致固定墩的体积较大，相应的也带来了占地大的问题，另外，直埋固定墩还存在一次性浇筑困难（固定墩原则上不允许留施工缝）等问题。
本文针对如何解决固定墩体积大等问题对固定墩的设计及样式的选择进行了初步探讨。
2 固定墩受力分析固定墩主要承受管道的水平推力，同时，作用于固定墩上的水平外力还有主动土压力、被动土压力、固定墩与土的摩擦力；垂直外力有管道自重及管道内介质的重量、固定墩及其上部覆土重量。
固定墩上土压力的大小及分布规律受到固定墩可能的移动方向、周围填土多少、填土面形式、固定墩的截面刚度和地基变形等一系列因素的影响。
土压力一般可分为三种：主动土压力Ea，即固定墩向离开土体方向偏移，达到极限平衡状态，作用在固定墩上的土压力，与管道推力方向相同；被动土压力Ep，即固定墩向土体方向偏移，达到极限平衡状态，作用在固定墩上的土压力；静止土压力Eo，当固定墩静止不动，土体处于弹性平衡状态，作用在固定墩上的土压力。
固定墩与地基土接触面产生的摩擦力也是抵抗管道推力的重要因素。
因此，当管道水平推力很大，固定墩周围有建筑物使支墩尺寸受限时，可利用回填土与固定墩的摩擦系数不同，采用换填的方法减小固定墩的大小使其不致影响周围的构建筑物。
供热直埋热水管道施工方案（一）保温管及管件1、保温管及管件应为工作管、保温层、外护管为一体的工厂预制的产品。
2、在设计温度下和使用年限内，保温管和管件的保温结构不得损坏，保温管的最小轴向剪切强度不应小于0.08MPa。
3、当工作管使用钢管、外护管使用高密度聚乙烯、保温材料使用硬质聚氨酯泡沫塑料时，保温管及管件应符合现行国家标准《高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件》GB/T 29047的相关规定；当工作管使用钢管、外护管使用玻璃钢、保温材料使用硬质聚氨酯泡沫塑料时，保温管应符合现行行业标准《玻璃纤维增强塑料外护层聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T 129的相关规定。
4、工作管弯头可采用锻造、热煨或冷弯制成，不得使用由直管段做成的斜接缝弯头。
弯头的最小壁厚不得小于直管段壁厚。
5、工作管三通宜采用锻压、拔制制成。
三通主管和支管任意点的壁厚不应小于对应焊接的直管壁厚。
6、工作管异径管应采用同心异径管，异径管圆锥角不应大于20°。
异径管壁厚不应小于直管道的壁厚。
7、保温层厚度应符合设计规定，并应保证运行时外护管表面温度小于50℃。
8、外护管两端应切割平整，并应与外护管轴线垂直，角度误差不应大于2.5°。
保温管件外护管的材质应与直管段外护管相同，厚度不应小于直管段外护管的厚度。
9、保温管道工程宜设置泄漏监测系统，泄漏监测系统应与管网同时设计、施工及验收。
当管网设计发生变更时，应同时进行泄漏监测系统的设计变更。
（二）管道布置与敷设1、管道布置（1）管道的布置应符合现行行业标准《城镇供热管网设计规范》CJJ 34的相关规定。
（2）直埋热水管道与设施的净距应符合下表的规定：直埋热水管道与设施的净距注：直埋热水管道与电缆平行敷设时，电缆处的土壤温度与月平均土壤自然温度比较，全年任何时候，对于10kV的电缆不高出10℃；对于35kV～110kV的电缆不高出5℃时，可减少表中所列净距。
