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衣阿華公式的幾種表達式

來源:晉城市春晨興匯實業有限公司 時間:2016-08-08 10:29:04 瀏覽次數:

修正的衣阿華公式(見式(1))是柔性埋地管道的理論分析基礎,應依據各種管材的特性,分析管和土的結構性能和管土相互作用。性能極限通常是管和土都同時失效的情況。

式中ΔX —— 管道豎向變形mm;

Df —— 管道變形滯后效應系數;

K —— 墊層系數;

W —— 單位管長上的荷載,kN/m;

r —— 管道半徑,mm;

E —— 管材模量,MPa;

I —— 單位長度上的慣性矩,t3/12,mm3,t 為壁厚,mm;

E’——土反力模量,MPa。

 

上述環向變形校核公式(式(1))是沃特金斯所著《埋地管道結構力學》中的等式[2],也是美國水工協會(AWWA)“鋼管設計與安裝指導手冊”(M11)中的公式[3];“球墨鑄鐵管和管件手冊”(M41)的環變形表達式[4]參見式(2)。

 


 

AWWA “PVC 管設計與安裝手冊”(M23)的環變形計算等式[5]如式(3)所示。


 

式中DR —— 管徑與壁厚之比,Do/t;

WL —— 管頂動荷載,MPa。

 

AWWA“玻璃鋼管設計手冊”(M45)中的環變形計算公式[6]為(見式(4)),

式中PS —— 管剛度,kPa;

Ms —— 壓縮土約束模量,即式(1)的E’。

 

AWWA“PE 管設計與安裝手冊”(M55)中環變形計算公式[7]為(見式

(5)),

 

式中TL —— 時間滯后系數,即式(1)的Dl;

PE —— 管頂土荷載,MPa;

PL —— 管頂動荷載,MPa;

PES —— 管頂瞬時壓力,MPa。

 

我國“給水排水工程管道結構設計規范”(GB50332)[8]關于柔性管道在組合作用下的變形量計算公式(見式(6))如下,


 

式中 Wd,max ——管道在組合作用下的最大豎向變形,同式(1)的Δx,mm;

DL ——變形滯后效應系數;

Kd ——管道變形系數,同式(1)的K;

Fsv,k ——管頂的豎向壓力標準值,N/mm;

Fvk ——地面車輛輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力標準值,N/mm;

Ip ——管壁的單位長度截面慣性矩(mm4/mm)。

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