基于车辆荷载作用对埋地排水管道的影响分析

黄文春， 朱卫方

(1.深圳市市政工程总公司，广东 深圳 518100；2.深圳市水务集团-布沙分公司， 广东 深圳 518031)

0 引 言

作为市政设施的重要部分，排水管道在多数城市地下有着较大的覆盖范围，其在排水工程中有着较大的占比。排水管道的质量对于城市的生活以及生产质量，有着较大的影响。排水管材的选择在排水工程建设中受到多种因素的影响，其中关键性影响因素包括管材刚度以及强度等[1]。当前多用经验定性的方法选择管材。本文将针对不同情况下，通过力学建模方法对其进行分析，以取得管材选择的最佳方案。

1 有限元分析

本次模拟荷载分为两种：均布荷载以及振动荷载[2]。

对于均布荷载模型：为便于计算并降低管道受到地基边界的影响程度，本次分析所建立的地基模型为80 m×10 m的二维固体模型，所建立管道模型为20 m长以及2 m深的二维管道模型，上述两种材料均为线弹性材料。模型具体情况如图1所示。

图1 模型荷载及边界条件示意图

对于振动荷载模型：建立80 m×10 m的二维地基模型，建立20 m长以及2 m埋深的二维管道模型。

两种工况下所选材料以及模型所设置边界条件均相同。本文所选研究对象为钢筋混凝土管、玻璃钢管以及HDPE管。

2 埋地排水管道在均布荷载模型下的影响因素分析

2.1 管道埋深的影响

限于篇幅，本文仅列出部分数据。不同埋深下钢筋混凝土管的竖向位移值见表1。

表1 不同埋深下钢筋混凝土管的竖向位移值

基于表1分析结果，管道的竖向位移随着不断变化的埋深表现出在两端点0位移，而在中点位置有位移最大值的现象。……