玻璃鋼管道結(jié)構(gòu)分析

1、玻璃鋼管道結(jié)構(gòu)分析玻璃鋼管道結(jié)構(gòu)分析概述20世紀40年代后期，首先在需要控制腐蝕的部門中，開始使用玻璃鋼管道系統(tǒng)事實證明，玻璃鋼管道不僅能夠滿足生產(chǎn)需要，而且比傳統(tǒng)材料制造的管道更具有耐久性，且壽命周期成本較低，因此這種管道開始被肯定而且逐步發(fā)展起來玻璃鋼管道在工業(yè)應(yīng)用中有眾多的優(yōu)點，這些優(yōu)點一方面為用戶提供了選擇最佳管道系統(tǒng)的依據(jù)，同時也為玻璃鋼管道制造業(yè)展示了廣闊的市場這些優(yōu)點包括：（1）耐腐蝕性優(yōu)良的耐腐蝕性能是玻璃鋼管道的一個突

2、出優(yōu)點通過選擇合適牌號的合成樹脂，并在管道的內(nèi)壁層大幅度增加樹脂的含量，就可以形成輸送大部分腐蝕性介質(zhì)的防腐蝕層(見表171)，又稱為玻璃鋼“內(nèi)襯”這種所謂“內(nèi)襯。不是附加的，而是玻璃鋼管材料中不可分割的一部分這與其它管道附加的內(nèi)襯是不同的同樣，玻璃鋼管的外表面也具有良好的耐腐蝕性能（2）耐久性由于玻璃鋼管道具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和高強度的力學(xué)性能，因此其在許多應(yīng)用中提供了比傳統(tǒng)材料更長的經(jīng)濟壽命（3）維護簡單金屬管道必須設(shè)置陰極防腐系統(tǒng)

3、，并要進行周期性的維護，此外，還必須經(jīng)常地修理管道的內(nèi)襯和涂層而對于玻璃鋼管道來說，這些維護措施根本不需要，從而使玻璃鋼管的維護大為簡化（4）重量輕玻璃鋼具有比鋼材高得多的比強度，從而使玻璃鋼管道的重量得到減輕，大約是傳統(tǒng)材料重量的1／4—1／16因此玻璃鋼搬運方便，而且顯著地降低了運輸費用（5）安裝簡便由于玻璃鋼重量輕，因此玻璃鋼管道的每段長度較長，對于玻璃鋼纏繞管而言，管子長度不受技術(shù)上的限制，但出于運輸上的考慮，管長一般在12至1

4、5m之間，這樣，所需的接頭大為減少，而且還可以采用手工或輕型安裝設(shè)備，從而管道安裝方便而迅速（6）產(chǎn)品適用性強此層又可分為內(nèi)表面層和次內(nèi)層內(nèi)表面層的樹脂含量高達90g6以上，亦稱為富樹脂層，可根據(jù)介質(zhì)的不同來選擇合適的樹脂(參見表171)內(nèi)表面層的作用主要是防腐蝕防滲漏次內(nèi)層含有一定的短切纖維，但樹脂含量仍高達70—80g6其作用是作為防腐防滲的第二道防線，并當(dāng)結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生裂紋時，次內(nèi)層還起到保護內(nèi)表面層的作用內(nèi)襯層的總厚度一般為15—2

5、5mm(2)結(jié)構(gòu)層此層主要承受載荷，厚度由結(jié)構(gòu)分析計算確定其材料結(jié)構(gòu)形式主要是增強纖維纏繞結(jié)構(gòu)，樹脂含量一般為25—50gS；此外還有預(yù)浸膠織物布卷織結(jié)構(gòu)、樹脂砂漿夾層結(jié)構(gòu)，以及加筋結(jié)構(gòu)等形式其中樹脂砂漿夾層結(jié)構(gòu)是用8—20目的石英砂(重量含量25g6左右)、連續(xù)玻璃纖維(重量含量9gS；左右)、短切玻璃纖維(重量含量約loy6)及聚酯樹脂(重量含量約56gS)通過專門的設(shè)備加工而成(3)表面層其作用主要是保護結(jié)構(gòu)層并防止大氣老化，圖5

6、11示出了管壁三層結(jié)構(gòu)的示意圖本章主要討論管壁中的結(jié)構(gòu)層對于纖維纏繞，根據(jù)網(wǎng)格理論，可以將結(jié)構(gòu)層近似地視為均質(zhì)正交各向異性這一簡化將貫穿于本章的整個結(jié)構(gòu)分析之中在進行結(jié)構(gòu)分析時，并不限于考慮內(nèi)襯層與表面層的承載能力，換句話說，既可以考慮結(jié)構(gòu)層的承載能力，也可以考慮管壁三層結(jié)構(gòu)的綜合承載能力地下管載荷與土壓分析本節(jié)主要介紹地下管所承受的各種載荷及其組合，并對管周土壓進行分析地下管載荷種類及其組合地下埋設(shè)管所受的載荷一般有如下幾種：管子的自

7、重、管內(nèi)流體的重量、管內(nèi)流動的有壓流體的靜壓力、由于管道內(nèi)流速變化而產(chǎn)生的瞬時壓力急劇升高或降低所引起的水錘壓力、回填土重量引起的外壓力、車輛的輪壓力或地面堆置載荷、管道閉合約束的溫度與運行介質(zhì)的溫差在管壁中引起的載荷、沿管線遇到土壤不均勻沉陷，以及由于施工開挖使地基產(chǎn)生不均勻沉陷而出現(xiàn)的力、管子在起吊及運輸和安裝過程中受到的力、管線轉(zhuǎn)彎處由管內(nèi)流體壓力而產(chǎn)生的縱向力、管內(nèi)出現(xiàn)真空時的負壓力及地震作用力以上載荷在一定的管線鋪設(shè)條件下，將