景洪市高速公路修建逃生管
景洪市高速公路修建逃生管
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    商品詳情

          由于景洪市高速公路修建逃生管材料重量輕拆裝和搬運方便;管道韌性好、抗沖擊強度高,受到強外力沖擊時瞬間變形,吸收大量沖擊能量,然后迅速恢復(fù)原來形狀,為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為安全可靠的保障;管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形,在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時,承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。交通部門采用新材料(超高分子量聚乙烯)對公路 隧道施工應(yīng)急救援通道進行了設(shè)計。 同時,新型應(yīng)急救援通道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學原理,結(jié)構(gòu) 簡單,拆裝方便。 最后,通過對超高分子量聚乙烯逃生管道和鋼管進行抗沖擊性對比試驗,驗證了超高分子量聚乙烯逃生管道應(yīng)用于隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

      景洪市高速公路修建逃生管優(yōu)異性

      據(jù)2004年~2007年隧道施工事故資料初步統(tǒng)計,我國共發(fā)生39起(公路、鐵路)隧道施工事故。由于地質(zhì)條件的多樣性和復(fù)雜性,公路隧道施工事故發(fā)生率比其他巖土工程高且嚴重,事故統(tǒng)計如圖1所示

      圖公路、鐵路隧道施工事故統(tǒng)計(2004~2007年)


      從圖中可以看出,在公路隧道施工事故中,坍塌事故占54%,為主要事故形態(tài),是公路隧道施工的頭號大敵,其高發(fā)性和高危險性嚴重威脅著工程安全,甚至給國家與人民的生命財產(chǎn)造成重大損失 。 
      因此,對公路隧道施工坍塌應(yīng)急救援技術(shù)進行研究,將能有效減少公路隧道施工坍塌事故的人員傷亡和財產(chǎn)損失,對提高公路隧道建設(shè)的安全性具 有重要的現(xiàn)實意義。 然而,現(xiàn)行公路隧道施工中所用的坍塌逃生應(yīng)急救援通道為鋼管,質(zhì)量大,較為笨重,拆裝和搬運不便,使用效率不高。同時,在公路隧道逃生應(yīng)急救援管道的選取方面,管道需要具備高抗沖擊性、高耐壓性以及高耐磨性等優(yōu)良性能。


             景洪市高速公路修建逃生管具有優(yōu)異的綜合性能,具有 其他工程塑料無可比擬的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性,且耐化學腐蝕、衛(wèi)生無毒、不易 粘附,在國外被稱為神奇的塑料。因此,其在機械、交通運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域,具有廣泛的引用前景。 
      重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右,拆裝和搬運方便。
      管道韌性好、抗沖擊強度高,受到強外力沖擊時瞬間變形,吸收大量沖擊能量,然后迅速恢復(fù)原來形狀,為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為安全可靠的保障。
      管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形,在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時,承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。
      景洪市高速公路修建逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 
              根據(jù)應(yīng)用人體測量學的先驅(qū)美國著名專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學的研究成果可知,人在爬行移動時,較舒適的情況下爬行高度為800mm,爬行長度為1520mm

       
              阿爾文·R·蒂利指出,在全身進入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過時,圓管的最小直徑為585mm 因此,公路隧道施工新型應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm,才能保證人體的正常 通過。 
              同時,考慮到公路隧道施工現(xiàn)場的實際情況,應(yīng)急救援通道的外徑不宜過大,否則對施工的影響較大,故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為800mm
      景洪市高速公路修建逃生管薄厚徑設(shè)計 
              薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過程中,結(jié)構(gòu)下半部分的整體彎曲變形較小,變形以沖擊點局部凹陷為主。 
      根據(jù)Hertxz接觸力學理論,采用Thornton假設(shè),設(shè)材料具有理想彈塑性,則兩接觸物體之間的接觸壓力,在能量分析的基礎(chǔ)上,圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值△與側(cè)向載荷 P之間的關(guān)系,則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值,為圓管材料的屈服應(yīng)力;H為圓管的厚;D為圓管的直徑。 
               逃生管道-公路鐵路超高分子逃生通道(分子量約為250萬),規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)取值為:屈服強度σ1=3.7GPa,彈性模量:E1=700MPa;泊松比ν1=0.42 密度:ρ1=950kg/m3

              沖擊試件為塊狀花崗巖,初步選定巖塊直徑為0.67m,巖體參數(shù)取值為:彈性模量 E2=40GPa 泊松比ν2=0.2 ,密度ρ2=2500kg/m3 巖塊重量 W=400kg 
              取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H7m5m,將塊石自由釋放,分別對逃生管道-公路鐵路超高分子逃生通道和鋼管進行沖擊,此時可根據(jù)能量守恒定律計算出巖塊下落速度,分別為v1=11.7m/sv1=9.9m/s 取不同圓管壁厚H進行計算,不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計算結(jié)果如表所示。

       

             從表1中可以看出,隨著圓管壁厚的增加,塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來越小。當塊石下落高度h=7m時、壁厚H=24mm時,逃生管道-公路鐵路超高分子逃生通道的凹陷變形值Δ0.048m,約為圓 管直徑的8%;當下落高度h5m時、壁厚H=24mm時,凹陷變形值 Δ0.038m,變形值更小。此時,逃生管道-公路鐵路超高分子逃生通道變形凹陷后,管內(nèi)的通行 空間為588mm,滿足人體工程學要求,人能安全通過應(yīng)急通道。當壁厚較小時,變形值增大,可能不安全%當壁厚更大時,盡管安全性增加,但管材重量 也隨之增加,致使成本上升,搬運困難。 因此,設(shè)計中取逃生管道-公路鐵路超高分子逃生通道壁厚為24mm以上是適宜的。 

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