5.6 管道竖向稳定性验算

5.6.1 直管段上的垂直荷载应符合下式：

式中：Q——作用在单位长度管道上的垂直分布荷载(N/m)；

γ_s——安全系数，取1.1；

N_p·max——管道的最大轴向力(N)，按本规程(5.3.3-1)式或(5.3.4)式计算；

ƒ_o——初始挠度(m)；

E——钢材的弹性模量(MPa)；

I_p——直管工作管横截面的惯性矩(m⁴)。

5.6.2 初始挠度应按下式计算：

当ƒ_o＜0.01m时，ƒ_o取0.01m。

式中：ƒ_o——初始挠度(m)；

E——钢材的弹性模量(MPa)；

Ip——直管工作管横截面的惯性矩(m⁴)；

Np·max——管道的最大轴向力(N)，按本规程(5.3.3-1)式或(5.3.4)式计算。

5.6.3 垂直荷载应按下列公式计算：

式中：Q——作用在单位长度管道上的垂直分布荷载(N/m)；

G_W——单位长度管道上方的土层重量(N/m)；

G——包括介质在内的保温管单位长度自重(N/m)；

S_F——单位长度管道上方土体的剪切力(N/m)；

H——管道中心线覆土深度(m)；

D_c——外护管外径(m)；

ρ——土密度(kg/m³)，可取1800kg/m³；

g——重力加速度(m/s²)；

K₀——土壤静压力系数；

φ——回填土内摩擦角(°)，砂土可取30°。

5.6.4 当竖向稳定性不满足要求时，应采取下列措施：

1 增加管道覆土深度或管道上方荷载；

2 降低管道轴向力。

条文说明

5.6.1～5.6.4 埋地管道中介质温度升高时，管道中产生轴向压力。存在轴向压力的管道有向轴向法线方向凸出使管道弯曲的倾向。由于管道周围土壤在径向和轴向对管道有约束，正常状态下埋地管道在地下保持稳定。当周围土壤的约束力较小或因周围开挖而减小，受压管道会在横向约束最弱的区域丧失稳定。管道在轴向朝失稳区域推进，并在水平方向或垂直方向推开土壤形成弯曲的凸出管段。竖向失稳可能由于设计考虑不周引起，水平失稳多为埋地供热管道投产后由于其他管线施工引起。本规程只涉及竖向失稳校核。

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