管道结构

用于输送液体、气体或松散固体的管道及其支承结构

管道结构，用于输送液体、气体或松散固体的管道及其支承结构。主要材料为钢、铸铁、预应力混凝土、石棉水泥、塑料、玻璃钢（增强塑料）等。

简介

管道结构 pipeline structure用于输送液体、气体或松散固体的管道及其支承加固结构。输送松散固体时用水或气体作介质。管道必须能防漏和耐受所输送物质的温度、压力(内压)、腐蚀和磨损作用。如输送原油和重油管道要求能耐约 100°C的温度；蒸汽管道要耐约 150°C的温度。给水管道的工作内压约为0.5～1.0兆帕；压缩空气和蒸汽管道约为0.8～1.3兆帕。管道结构还要承受其自重、输送物料重和各种外荷载，如土荷载、水荷载、风和由风产生的振动荷载（见风荷载）、人群、车辆和施工机械所产生的荷载、温度作用和地震作用等。

材料

承受高温高压的管道要用金属管；有压管道均用环形断面，主要材料为钢、铸铁、预应力混凝土、石棉水泥、塑料、玻璃钢（增强塑料）等。无压管道多为自流管道，其断面不限于环形，如城市的雨水和污水管、农田灌溉管等，主要用混凝土和钢筋混凝土、砖石砌体，陶土制品等。

管道通常敷设在地下，当需要穿越海峡或江湖时可在水下或架空敷设，工厂矿山地区也可架空敷设。

管道种类

按管道敷设方式分为地下管道、水下管道和架空管道三种。

地下管道

埋设方法分开槽与不开槽两类。①开槽埋设，将管子敷设或砌筑在明挖的土槽内，然后将土回填夯实。②不开槽埋设，先在地面下用高压水、人工或机械开挖出一小段管洞，然后在管后部用千斤顶将管子顶入土内(见顶管法)。大型管道可采用盾构法施工，即先在管道前端盾构内用高压水、人工或机械挖土，同时将盾构向前顶进，然后在盾构后部将预制好的弧形块拼装成管，管外部与土之间的空隙用压浆填实，内部做内衬防渗。

水下管道

一般均埋入水下土层内，用混凝土包封或用钢筋等材料锚固，以防止管道上浮。在通航河道上应在管道上部灌筑不小于 500毫米厚的混凝土保护层或采取其他防护措施，防止轮船下锚时破坏管道。当跨越的河道或海峡不能断流时，除了采用上述的顶管法和盾构法外，还可采用沉管法，先在河底或海底用拉铲拉出沟槽，将管道分段浮运到位后沉入槽内，管道大多用钢管或预制钢筋混凝土矩形管。中国已建成了从厦门到鼓浪屿的海底给水管道、穿越黄河的输油管道、穿越上海黄浦江的矩形钢筋混凝土排水管道等水下管道。国际上已建的海底管道沉深达160米，管径达910毫米，埋设和检验均用专用的海上平台和小型潜水艇。

水下管道有保温防腐要求时，可先敷设外套管，再安装内管，在两管之间填入保温材料或混凝土。

架空管道　工矿区的架空管道多用钢管安设在钢筋混凝土或钢支架上，支架距离一般不超过30米，利用管道自身强度跨越，形成支架上的连续梁。跨越河流、峡谷的架空管道称管道桥，跨度不大时可利用管道自身强度跨越，如做成钢管梁、钢管拱等形式；跨度大时应另建支承结构来安置管道，这种结构的形式较多，中国已建成多种大跨度悬吊式和多孔连续斜张（拉）管道桥。

结构构成

接口

接口构造应根据管道材料、安装方法和使用要求等条件确定。钢管通常采用焊接接口。铸铁管和预应力混凝土管大多采用承插式接口。预制混凝土与钢筋混凝土圆管可采用平口、企口或承插口等形式。现场灌筑钢筋混凝土管可用橡胶或塑料止水带做接缝。接口分为刚性和柔性两类。尤其是输送油、气等高温介质的管道应设置伸缩接口或Π形膨胀弯。

防蚀和防渗

管道应考虑管内外介质的化学腐蚀作用而采取必要的防腐蚀措施。对输送高温介质的管道要有相应的保温措施。砖砌管道一般用水泥砂浆抹面防渗。

附属设施

应根据使用要求和受力条件设置各种必要的附属设施：给水管道上应设置闸门和闸门井，在有压管道上的转弯处应设置防止推力的支墩；排水管道上应设置各种用途的检查井、闸门井、跌落井和进出水口等。架空管道支承处应按伸缩要求做活动或固定支座。

参考书目　上海市政工程设计院等编：《给水排水工程结构设计手册》，中国建筑工业出版社，北京，1984。

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