李佳

摘要：現(xiàn)階段，直埋供熱管道無補(bǔ)償敷設(shè)技術(shù)因其具有占地面積小、施工效率高、使用壽命長等優(yōu)勢，在國內(nèi)外施工中已經(jīng)得到了廣泛的運用。本文對直埋供熱管道無補(bǔ)償敷設(shè)技術(shù)進(jìn)行研究分析，希望能夠為相關(guān)領(lǐng)域施工提供幫助。

關(guān)鍵詞：無補(bǔ)償;直埋;供熱管道

1 設(shè)計方式

1.1 在對直埋無補(bǔ)償冷安裝敷設(shè)進(jìn)行設(shè)計時，需要對管道的應(yīng)力進(jìn)行驗算，通常會使用應(yīng)力分類法。通過使用應(yīng)力分類法，將在不同特性的荷載情況下造成的應(yīng)力、對管道的破壞影響以及管道在不同性態(tài)情況下其應(yīng)力，進(jìn)行分類，并設(shè)置限定值。通常情況下，會將計算盈利劃分為：一次應(yīng)力、二次應(yīng)力、峰值應(yīng)力，通過使用彈性分析理論、疲勞分析理論、安定性分析理論等非分別進(jìn)行研究分析，進(jìn)而其計算十分繁雜^[1]。

1.2 在對直埋有補(bǔ)償管道進(jìn)行敷設(shè)設(shè)計的時候，需要提前對管道的應(yīng)力進(jìn)行驗算，一般情況下會使用彈性分析理論，不會分類應(yīng)力，而是讓各種應(yīng)力進(jìn)行疊加，只對綜合應(yīng)力對管道的影響進(jìn)行計算，進(jìn)而其計算較為簡單。但這樣的驗算方式?jīng)]有將管道本身具有的承載能力有效的發(fā)揮出來，造成了一定程度的浪費。

2 直埋供熱管道無補(bǔ)償敷設(shè)的優(yōu)勢

從直埋供熱管道敷設(shè)技術(shù)在我國城鎮(zhèn)中開始運用，就表現(xiàn)出了極強(qiáng)的生命力以及未來前景，主要是因為其具有以下兩點優(yōu)勢：

一是經(jīng)濟(jì)效益：首先直埋敷設(shè)供熱管道的工程造價相對較低，通過對相關(guān)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，與傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)施工技術(shù)相比，使用直埋敷設(shè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益最高能夠達(dá)到35%^[2]。其次，使用直埋敷設(shè)技術(shù)，具有較長的使用壽命，同時兼具較強(qiáng)的防腐蝕性以及絕緣性，進(jìn)而能夠有效的降低工程整體的成本。主要是因為在使用直埋敷設(shè)的時候，保溫管聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料能夠有效的抵擋空氣、水對管道的侵蝕，進(jìn)而讓供熱管道的吸水率降低。另一方面，因為外層玻璃鋼、聚乙烯對管道具有保護(hù)效果，當(dāng)使用此類敷設(shè)技術(shù)的時候，在管道內(nèi)水質(zhì)合格的情況下，能夠有效的增加供熱管道的使用年限。一般情況下，直埋敷設(shè)管道使用年限恩能夠達(dá)到30年，是傳統(tǒng)地溝敷設(shè)管道的3.5部，進(jìn)而能夠大幅度提升經(jīng)濟(jì)效益^[3]。

二是社會效益，通過使用直埋敷設(shè)供熱管道，極大的減少了供熱時的熱損傷，進(jìn)而有效的節(jié)約能源。在進(jìn)行直埋敷設(shè)的時候，通常會將聚氨醋硬脂泡沫塑料作為主要的保溫材料，其導(dǎo)熱效果要比其他材料更低，保溫效果要更強(qiáng)，同時聚氨醋硬脂泡沫塑料的吸水效果通常為10%之下。因為具有較低的導(dǎo)熱率以及吸水率，再加上外部使用的聚乙烯、玻璃鋼具有較強(qiáng)的防水效果，能夠很好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)地溝敷設(shè)造成的熱能損失的問題，進(jìn)而避免資源浪費。另一方面，因為直埋敷設(shè)供熱管道所需要的占地面積教學(xué)，施工周期較短，能夠保護(hù)環(huán)境以及為周圍居民減少噪音污染，尤其是在主要街道中，快速完成施工能夠減少阻礙交通的時間。

3 管道主要的破壞方式

通常情況下，供熱管道的預(yù)期設(shè)計壓力為0.6～2.5MPa，：通過分析供熱管道的應(yīng)力可發(fā)現(xiàn)，管道中實際應(yīng)力要小于管道材料的屈服應(yīng)力。當(dāng)供熱管道升溫的時候，會產(chǎn)生軸向力以及壓應(yīng)力，因而在設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)格外注意這一點。通常情況下，供熱管道會有以下破壞方式：

一是循環(huán)塑性變形，主要原因是溫度發(fā)生變化，當(dāng)溫度變化較大時，熱脹變形無法充分的釋放，進(jìn)而導(dǎo)致在加熱的時候，管壁會因為軸向壓應(yīng)力造成軸向壓縮變形;當(dāng)開始冷卻的時候，管壁則會由于軸向的拉應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)生軸向拉伸變形;當(dāng)溫度變化超出額定的范圍之后，則會導(dǎo)致管道出現(xiàn)破裂的情況。

二是低循環(huán)疲勞破壞，主要是因為應(yīng)力集中在管道中的彎頭、大小頭、折角等位置。當(dāng)溫度發(fā)生變化時，應(yīng)力集中分布在管道中結(jié)構(gòu)相對不連續(xù)的位置造成的峰值應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致管道發(fā)生疲勞破壞^[4]。

三是高循環(huán)疲勞破壞，主要是因為車輛的重量直作用在了道路下的管道之中，逐漸讓管道的部分截面發(fā)生變形，讓應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞。

四是管道整體失穩(wěn)，主要是因為在運行過程中，軸向的壓力最大，因為受到了壓桿效應(yīng)，進(jìn)而可能會造成管道整體失穩(wěn)。尤其是對于一些溫度上升較大的無補(bǔ)償冷安裝，溫度上升造成軸向的壓力，進(jìn)而導(dǎo)致管道整體失穩(wěn)。

五是局部失穩(wěn)，造成這種情況主要有兩個原因，首先是因為管道的軸線應(yīng)變，也就是在運行過程中，膨脹變形的大小以及釋放的程度;其次是對管道的局部進(jìn)行分析，管壁較薄，在受到軸向壓力的時候，會導(dǎo)致管壁出現(xiàn)局部失穩(wěn)的情況。通過相關(guān)調(diào)查計算研究表明。當(dāng)管壁增厚時，發(fā)生局部失穩(wěn)的可能性會隨之減小，但如果鋼管的平均半徑增加，發(fā)生局部失穩(wěn)的幾率會隨之增加。基于此情況，需要根據(jù)覆土的深度來合理的選擇鋼管壁厚。

通過對上述五種破壞方式進(jìn)行分析能夠得知，軸向應(yīng)力對供熱管道的安全正常運行有著直接的聯(lián)系，同時溫度應(yīng)力決定著軸向應(yīng)力。假如管道的直徑超過DN500的時候，發(fā)生局部屈服的幾率會增加，為了避免發(fā)生局部屈服，就需要合理的控制溫度應(yīng)力，按照實際控制的方式來判斷直埋敷設(shè)的方式^[5]。

4 直埋敷設(shè)存在的問題

首先是直埋供熱管道在受力設(shè)計方面存在一定的局限性，失效方式的計算也不夠完善;其次，部分管道工程在使用直埋敷設(shè)時，安裝的方式也較為混亂，沒有按照合理的受力來設(shè)計實際安裝施工。

針對上述問題，通過對相關(guān)文獻(xiàn)研究調(diào)查報告進(jìn)行分析，對受力設(shè)計等計算方式進(jìn)行完善，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)設(shè)備，開發(fā)新型計算軟件，進(jìn)而優(yōu)化受力設(shè)計，提高實際應(yīng)用價值。

5 結(jié)語

綜上所述，直埋供熱管道無補(bǔ)償敷設(shè)技術(shù)在我國供熱管道施工中應(yīng)用十分廣泛，因其具有占地面積小、施工周期短、使用壽命長等優(yōu)點，進(jìn)而具有極高的經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益，能夠讓供熱管道更好的為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]葉婷婷，楊柳.淺談供熱管道直埋無補(bǔ)償冷安裝[J].中國科技投資，2017，（31）：39.

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[5]陳曉旺.熱水供熱管道直埋無補(bǔ)償冷安裝技術(shù)探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017，（15）：328-328.