直埋供热管道用一体型直埋双管固定节及其计算方法技术

本发明专利技术涉及一种直埋供热管道用一体型直埋双管固定节及其计算方法，双管固定节特征是包括由H型构件及供、回水管段构成的双管固定节主体，H型构件由腹板及两翼板构成；H型构件腹板上设置供、回水管段孔，供、回水管段分别穿过供、回水管段孔并对称设置在腹板前后两侧；在腹板前后两侧板面上对称设置若干肋板，肋板环绕供、回水管段沿其径向均布对称设置并连在供、回水管段之间，供、回水管段与翼板及腹板侧沿之间；固定节主体外侧包覆保温层及防护层。计算方法的步骤是，计算推力力矩、计算翼板尺寸、确定腹板尺寸，确定肋板数量。有益效果:以一次成型金属结构固定节代替钢与混凝土结构固定墩，体小量轻，直埋地下，施工简捷。施工简捷。施工简捷。

【技术实现步骤摘要】
直埋供热管道用一体型直埋双管固定节及其计算方法


[0001]本专利技术涉及直埋供热管道用固定墩
，尤其涉及一种直埋供热管道用一体型直埋双管固定节及其计算方法。

技术介绍

[0002]直埋供热管道在敷设中，为保持结构牢靠、定位稳固、不变形，相隔一定距离就要设置固定墩。固定墩一般采用钢筋混凝土结构，如图1所示，钢筋混凝土固定墩A0是将分别连接供、回水供热管道的两平行设置的供、回水固定节B1、B2浇筑在钢筋混凝土墩体A1中形成。供、回水固定节B1、B2为外侧中部分别带有环形板C且两端分别横穿伸出固定墩前后侧面的供、回水管段D1、D2，供、回水管段D1、D2作为管道连接件其两端分别与敷设的供水管、回水管道焊接连接。
[0003]在实际应用中固定墩要承受供热管道很大的作用力，这种作用力是通过固定节传递到混凝土墩体，再由混凝土墩体传递到周围土体来承受这种作用。
[0004]钢筋混凝土墩体的主要缺陷是，由于供热管道的作用力完全通过固定节传递给固定墩再由周围土体来抵消，因此固定墩的尺寸往往很大。在工程施工中，受场地条件限制、往往不能按正常尺寸制作符合要求的固定墩。此外，施工时，固定节是预制管件可按需随时提供，但混凝土的灌注为现场施工，会因地下场地条件的不可预测性，存在个异情况，致使常规结构的钢筋混凝土固定墩不能正常施工；尤其，由于受工期等限制，往往混凝土也达不到养护期，直接影响固定墩的性能质量，最终导致影响供热管道的牢固与稳定。
[0005]鉴于上述原因，本申请人的在先专利CN204986035U《一种供、回水固定节为一体的固定墩》提供出一种上述供、回水固定节通过H型钢连接件固连为一体的固定墩，其中，供、回水管段均垂直穿过所述H型钢的腹板，并分别通过供、回水管段外侧的环形板固定连接在所述腹板上。由此将两管道对混凝土的作用部分转化为管道之间的作用，将两根管道不均衡的作用，转化为较均衡的共同作用，再传递到固定墩，此时固定墩受管道的作用力已大幅度减弱，无需混凝土体来承受这种作用力。但因H型钢为现场焊接，需进行防护后再直埋地下，因此需在带H型钢的固定节各侧超出H型钢表面的一定厚度包裹混凝土防护层，该防护层的作用不仅在于防护还同时解决了H型钢在应用中出现的失稳问题。
[0006]从上述可以看出，现有的供、回水固定节连为一体的固定墩，在施工中，其供、回水固定节是采用预制好的带环形板分体固定节作为现成结构件进行施工，但H型钢则是在现场临时进行连接，连接在供、回水管段外侧的环形板上。所以说，该结构件是一个现场加工组合件，其中，供、回水固定节是已做好防护层的预制件，需二次加工焊接H型钢，还需进行现场防护，加之，在H型钢选材计算中，是根据供热管道的作用力选择数值相近的市售通用规格H型钢，现有市售H型钢的规格不能完全满足需要，尤其还存在应用中H型钢失稳的问题，这些都需要组合混凝土来解决。
[0007]应用实践表明，这种现场二次组合结构，其弊端是，H型钢现场连接造成施工复杂，费工费时费力，市售H型钢的尺寸规格不能满足应用需要，尤其还要后续施加H型钢的防护
层并要克服失稳问题，均需组合混凝土，致使改进后仍是钢与混凝土混合结构，尽管混凝土量及体积大幅减少，但仍旧存在混凝土施工带来的体积占位、养护工期，环境适应，施工质量和效率等问题。
[0008]如何在现有钢筋混凝土固定墩结构基础上进行改进，去除混凝土、免除增设二次加工的结构件并消除失稳弊端，从而研发一种新型一体型固定节，以一次成型的单一金属结构固定节代替钢与混凝土混合的固定墩，从而实现体小量轻，施工简捷、省工省时省力且保证质量的效果成为业界关注问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的主要目的在于针对上述问题，提供一种直埋供热管道用一体型直埋双管固定节及其计算方法，通过科学计算，合理设置双管固定节结构，达到体小量轻，免除二次加工，直接埋设，实现施工简捷、省工省时省力且保证质量的效果，确保直埋供热管道的牢固与稳定。
[0010]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011]一种直埋供热管道用一体型直埋双管固定节，其特征在于包括由一个H型构件及供、回水管段构成的双管固定节主体，所述H型构件是由腹板及其顶沿和底沿对称且垂直连接的两翼板构成，且腹板及两翼板的尺寸值是依使用要求计算的数值；在所述H型构件的腹板上，沿其水平中心线中心对称设置供、回水管段孔，所述供、回水管段分别垂直腹板穿过所述供、回水管段孔并对称设置在腹板前后两侧，供、回水管段以其管壁分别紧贴供、回水管段孔的孔壁固定在所述腹板上；在所述腹板前后两侧板面上对称设置若干肋板，所述若干肋板分别环绕供、回水管段沿其径向均布对称设置并连接于供、回水管段之间，供、回水管段与各自同侧的翼板及腹板侧沿之间；在所述固定节主体外侧由里至外依次包覆保温层及防护层。
[0012]所述肋板的厚度与翼板厚度相同，肋板的高度与翼板外伸宽度相同；肋板的数量设置规则为：当管道直径≤DN150，腹板两侧分别设置4块8mm厚肋板；当管道直径在DN200～600范围内，腹板两侧分别设置8块8mm厚肋板；当管道直径在DN700～1000范围内，腹板两侧分别设置12块20mm厚肋板；当管道直径在DN1200～1400范围内，腹板两侧分别设置16块25mm厚肋板。
[0013]所述双管固定节主体是整体钢铸件。
[0014]所述保温层为厚度50-60mm的聚氨酯泡沫塑料层；所述防护层为厚度6-8mm的高密度聚乙烯层。
[0015]一种上述直埋双管固定节的双管固定节主体的计算方法，其特征在于包括如下步骤：
[0016](1).计算在双管固定节主体的腹板位置供水管承受的推力对回水管产生的力矩；
[0017](1.1).按不同管径确定合理的供回水管的中心距；
[0018](1.2).计算力矩；
[0019]M＝T*d；
[0020]式中:M是力矩，(KNm)；
[0021]T是供水管的双管固定节推力，(KN)；
[0022]d是供、回水管的中心距，(m)；
[0023](2).计算翼板尺寸；
[0024](2.1)按照《钢结构设计标准》GB50017-2017的以下节、款项
①
～
④
确定能够承受上述力矩M强度的翼板的净截面模量：
[0025]①
6.1.1节计算公式；
[0026]②
表3.5.1“板件宽厚比等级及限值”；
[0027]③
6.1.2条款关于截面塑性发展系数的规定；
[0028]④
表4.4.1“钢材的设计用强度指标”；
[0029]①
6.1.1节计算公式：
[0030][0031]式中：
[0032]M
x
、M
y
——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩设计值(N*mm)；
[0033]W
nx
、W
ny
——对x轴和y轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直埋供热管道用一体型直埋双管固定节，其特征在于包括由一个H型构件及供、回水管段构成的双管固定节主体，所述H型构件是由腹板及其顶沿和底沿对称且垂直连接的两翼板构成，且腹板及两翼板的尺寸值是依使用要求计算的数值；在所述H型构件的腹板上，沿其水平中心线中心对称设置供、回水管段孔，所述供、回水管段分别垂直腹板穿过所述供、回水管段孔并对称设置在腹板前后两侧，供、回水管段以其管壁分别紧贴供、回水管段孔的孔壁固定在所述腹板上；在所述腹板前后两侧板面上对称设置若干肋板，所述若干肋板分别环绕供、回水管段沿其径向均布对称设置并连接于供、回水管段之间，供、回水管段与各自同侧的翼板及腹板侧沿之间；在所述固定节主体外侧由里至外依次包覆保温层及防护层。2.根据权利要求1所述的直埋供热管道用一体型直埋双管固定节，其特征在于所述肋板的厚度与翼板厚度相同，肋板的高度与翼板外伸宽度相同；肋板的数量设置规则为：当管道直径≤DN150，腹板两侧分别设置4块8mm厚肋板；当管道直径在DN200～600范围内，腹板两侧分别设置8块8mm厚肋板；当管道直径在DN700～1000范围内，腹板两侧分别设置12块20mm厚肋板；当管道直径在DN1200～1400范围内，腹板两侧分别设置16块25mm厚肋板。3.根据权利要求1或2所述的直埋供热管道用一体型直埋双管固定节，其特征在于所述双管固定节主体是整体钢铸件。4.根据权利要求3所述的直埋供热管道用一体型直埋双管固定节，其特征在于所述保温层为厚度50-60mm的聚氨酯泡沫塑料层；所述防护层为厚度6-8mm的高密度聚乙烯层。5.一种如权利要求4所述的直埋双管固定节的双管固定节主体的计算方法，其特征在于包括如下步骤：(1).计算在双管固定节主体的腹板位置供水管承受的推力对回水管产生的力矩；(1.1).按不同管径确定合理的供回水管的中心距；(1.2).计算力矩；M＝T*d；式中:M是力矩，(KNm)；T是供水管的双管固定节推力，(KN)；d是供、回水管的中心距，(m)；(2).计算翼板尺寸；(2.1)按照《钢结构设计标准》GB50017-2017的以下节、款项
①
～
④
确定能够承受上述力矩M强度的翼板的净截面模量：
①
6.1.1节计算公式；
②
表3.5.1“板件宽厚比等级及限值”；
③
6.1.2条款关于截面塑性发展系数的规定；
④
表4.4.1“钢材的设计用强度指标”；
①
6.1.1节计算公式：式中：
M
x
、M
y
——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩设计值(N*mm)；W
nx
、W
ny
——对x轴和y轴的净截面模量(mm3)；γ
x
、γ
y
——对主轴x、y的截面塑性发展系数；f——钢材的抗弯强度设计值(N/mm2)；双管固定节主体连接的的供、回水管是沿X轴方向敷设，垂直管道敷设方向为y轴；这里，对双管固定节主...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳颖，王雅明，
申请(专利权)人：天津市热电设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：