鋼波紋管結(jié)構(gòu),以其是速度快、工程造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì),在國(guó)內(nèi)外工程界迅速走紅,在公路、市政、鐵路、軍事等眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
鋼波紋管也叫橋涵波紋管,是指鋪埋在公路、鐵路下的涵洞用螺紋波紋管,它是由波形金屬板卷制成或用半圓波形鋼片拼制成的圓形波紋管。應(yīng)用于公路、鐵路、小橋、通道、擋土墻以及各種礦場(chǎng)巷道擋墻支護(hù)等工程中的涵洞(管)。
鋼波紋管采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、集中化生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)安裝土建與型材可分開(kāi)實(shí)施,減少或根本舍棄了常規(guī)建材,工期短,環(huán)保意義深遠(yuǎn)。橋涵波紋管的結(jié)構(gòu)受力情況合理,荷載分布均勻,并具有一定的抗變形能力,能解決北方寒冷地區(qū)(霜凍)對(duì)橋梁和管涵砼結(jié)構(gòu)的破壞問(wèn)題;使路表面沒(méi)有伸縮縫,提高行車舒適性;有利于改善軟土地基結(jié)構(gòu)與路堤交界處的“錯(cuò)臺(tái)”現(xiàn)象,提高行車性。橋涵波紋管的工后營(yíng)運(yùn)、養(yǎng)護(hù)成本低,工程實(shí)際造價(jià)也低于同類跨徑的橋梁、涵洞。
鋼波紋管設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
根據(jù)系統(tǒng)給定的已知條件來(lái)選擇鋼波紋管的材料,結(jié)構(gòu)刑式、幾何尺寸參數(shù)和性能參數(shù)。
在選型過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)滿足系統(tǒng)對(duì)鋼波紋管的使用要求,并力求做到結(jié)構(gòu)合理.在有條件的情況下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
實(shí)踐證明,鋼波紋管的設(shè)計(jì)選型是非常重要的,如果設(shè)計(jì)選型不合理,鋼波紋管制造的產(chǎn)品質(zhì)量再高也滿足不了使用要求。
鋼波紋管設(shè)計(jì)的主要方法
1.材料選擇
根據(jù)鋼波紋管的用途,載荷種類和大小,精度要求、工作介質(zhì)、工作溫度及使用壽命等已知條件,并考慮材料的成形和焊接工藝性。選擇一種合適的材料。材料選擇還要考慮其市場(chǎng)來(lái)源。
2.確定結(jié)構(gòu)型式
(1)選擇波紋形狀
根據(jù)鋼波紋管的用途、性能、使用要求以及各種波形的性能和制造特點(diǎn)等因素來(lái)選擇比較合理的波紋形狀。在一般情況下,多數(shù)選擇U 型波紋等。
(2)確定鋼波紋管層數(shù)
根據(jù)鋼波紋管的用途、工作壓力、剛度、工作介質(zhì)等因素確定鋼波紋管的層數(shù)。在工作壓力較高的情況下,一般選用多層結(jié)構(gòu)的鋼波紋管,對(duì)于多層鋼波紋管需要合理選擇其層數(shù)和單層壁厚。
(3)初步估定是否要與其它彈性元件聯(lián)用
有些情況下鋼波紋管與螺旋彈簧并聯(lián)使用,這些情況分別是: 為了提高測(cè)量精度;工作壓力比較高的場(chǎng)合;有沖擊載荷的情況。
(4)選擇鋼波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式
選擇鋼波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式,要考慮兩端結(jié)構(gòu)的成形工藝、焊接工藝和整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面的限制。
(5)考慮是否需要導(dǎo)向裝置
當(dāng)鋼波紋管有效長(zhǎng)度比較長(zhǎng)時(shí),為了避免在工作過(guò)程中產(chǎn)生柱狀失穩(wěn),應(yīng)考慮增加導(dǎo)向裝置。例如,閥用鋼波紋管一般都設(shè)有導(dǎo)向裝置。
(6) 考慮是否需用加強(qiáng)環(huán)
為了適應(yīng)較高工作壓力的使用要求,鋼波紋管可以用加強(qiáng)環(huán)加強(qiáng),或者采用多層結(jié)構(gòu),也可以應(yīng)用這兩種結(jié)構(gòu)的組合。加強(qiáng)環(huán)是局部加強(qiáng),多層結(jié)構(gòu)是整體加強(qiáng)。
3.設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇鋼波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)
鋼波紋管的性能取決于鋼波紋管的結(jié)構(gòu),鋼波紋管的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括內(nèi)徑、外徑、壁厚、波距、波厚、波紋數(shù)、層數(shù),兩端配合部分尺寸以及有效長(zhǎng)度、總長(zhǎng)度等。在一般情況下,鋼波紋管的用戶應(yīng)從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制造單位的產(chǎn)品樣本中選擇鋼波紋管,而不是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。這樣能使研制中的問(wèn)題減到少,同時(shí)還能降低制造成本和縮短制造周期。
4.設(shè)計(jì)計(jì)算鋼波紋管的性能參數(shù)
在鋼波紋管主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算或選型初步確定之后,再設(shè)計(jì)計(jì)算鋼波紋管的性能參數(shù)。如果鋼波紋管性能參數(shù)不能滿足技術(shù)要求時(shí),應(yīng)適當(dāng)修正鋼波紋管的幾何尺寸參數(shù)。鋼波紋管的用途不同,其技術(shù)要求也不一樣,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的要求,制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。測(cè)量用的鋼波紋管通常主要要求的是剛度、強(qiáng)度和彈性性能。雖然不同幾何形狀、尺寸參數(shù)的多種鋼波紋管都可以滿足同樣的剛度要求,但是在這些鋼波紋管中產(chǎn)生的應(yīng)力值卻不一樣。那些既能滿足剛度要求,而且工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力小的方案是合理的。應(yīng)力的減小不僅提高了安全系數(shù),而且也降低了材料彈性對(duì)遲滯、后效、疲勞等的影響,從而提高了鋼波紋管的精度和工作可靠性。 http://topusaedu.com.cn/
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