9-夏连宁-管道非开挖修复结构设计问题的探讨(1).pdf

1、管道非开挖修复结构设计问题的探讨夏 连 宁中欧管道工程与非开挖修复技术国际学术会议CHINA-EUROPE INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY2025/3/28 天津目录2结构计算结构计算0102结构分类结构分类管道非开挖修复结构设计问题的探讨03相关措施相关措施3管道非开挖修复结构计算结构计算问题问题01埃里克 伍德（Eric Wood）毋庸置疑是一个传奇人物。然而他并不孤单，在英国，他得到了非凡的商业伙伴 Brian Chandler 和 Doug Chick 的支持。在北美，Jack Massar

2、 和 Bob Leopold 帮助他付诸实践，Bob Affholder 和 Gerry Kalishman 以非凡的精力和敏锐的眼光发展了这项业务。这些“先驱”以及安装和工程技术人员都在全球范围内支持了该技术的发展，激励其他人竞争并不断积累经验。泰晤士河水务局在早期认识到“非开挖”理念可以减少碳排放，并在之后的 50 多年里极大地减少了开挖对城市的干扰。CIPP 非开挖技术的发展历史4戴克戴克 唐尼唐尼ISTT 国际非开挖技术协会主席埃里克 伍德 1935-1994“CIPP 非开挖技术的发展历史5Aggarwal,S.C.和 Cooper,M.J.(1984)Insituform 衬里的外

3、压试验 考文垂（兰切斯特）理工学院首次使用修正的 季莫申科 屈曲模型北美早期的 Insituform 设计手册“演变”为 ASTM F 1216-89Insituform-修正的季莫申科和斯潘格勒环变形F1216-修正的季莫申科和修正的路舍屈曲欧洲（第一版）WRc SRM，1983 年（英国）ATV-M 127-2，2000 年（德国）RERAU，2004 年（法国）Guice（1994 年）管道修复系统的长期结构行为 路易斯安那理工非开挖修复的内衬设计设计计算影响因素地下水压力滞后环变形深覆土压力和地面动荷载作用内衬材料特性覆土的属性载荷和土反力模量管道环向变形（管顶土压力下）管道屈曲变形（

4、地下水压力+0.1 MPa负压*）内衬粘接强度（附着力）内衬与原管道之间的空腔间隙原管道的几何形状6有限元FEM分析内衬在外水压力下起拱*压力管道7埋地管道的大部分修复是管衬联合受力管道内径：1214 mm 壁厚：133 mmD LOAD 荷载试验喷涂结构性聚氨酯管道荷载试验189 kN375 kN涂层厚度：6.4 mm12.7 mm436 kN509 kN25.4 mm8管道非开挖修复结构计算=2 1 2 1 1 3=1 32 3 1 2X1.2 重力流排水管：X1.2.1 部分劣化的重力管道状况-CIPP 旨在支撑地下水产生的水压负载，因为原管道可以支撑土壤和附加荷载。ASTM F1216

5、-24树脂浸渍管翻转固化修复现有管道和导管的标准规范X1.2.2 完全劣化的重力管道状况-CIPP 设计用于支撑外水压、土壤和活荷载。9管道非开挖修复结构设计 内衬管壁厚计算=0 20 1 2 13+1=0.7210 2 13=0.7210 2 13=2 1 2 1 1 3=1 32 3 1 2=32 3 1 2（公式（公式 2 2）2007b中国标准（公式（公式 1 1）结构性修复（卢舍尔公式）半结构性修复（季莫申科公式）10季莫申科公式（公式 1）的局限性ASTM F1216树脂浸渍管翻转固化修复现有管道和导管的标准规范标准于1989年首发鉴于当时对安装在现有管道中内衬的行为和设计缺乏理解

6、（研究），非强制性设计附录借鉴和收录了当时现有的静水压屈曲理论（季莫申科和盖尔 1961）静水压屈曲理论基于薄壁钢管受均匀外压（水下静水压）下的屈曲失稳该理论基于独立管（非受限/约束）结构，而内衬修复为管中管（受限/约束）结构斯蒂芬 季莫申科1878-1972斯蒂芬 季莫申科（蒂莫申科/铁莫申科）于 1901 年毕业于圣彼得堡国立交通大学。1918 年，季莫申科回到基辅，帮助建立乌克兰科学院，并在那里领导力学研究所。1922 年，季莫申科移民到美国。1936 年，季莫申科接受了斯坦福大学的教授职位，在那里直到他的学术生涯结束。季莫申科的工作和遗产继续影响着 21 世纪机械和土木工程的实践。19