杜 超，谷 玲

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

鋼襯鋼筋混凝土管可實現(xiàn)鋼襯與混凝土聯(lián)合承載，且常在鋼襯與混凝土間引入墊層以改善混凝土開裂。但是目前針對墊層在鋼襯鋼筋混凝土管的分析主要還停留在線彈性計算階段，因此本次研究引入埋藏式鋼筋模型及混凝土開裂損傷模型，進一步地從非線性層面分析墊層包角對管道的影響，進而提出更接近實際的鋼襯鋼筋混凝土管損傷結(jié)果，對結(jié)構(gòu)受力更有利的墊層包角。

據(jù)統(tǒng)計，2010年塑料管道生產(chǎn)量840.2萬t，同比增長31.1%，中國已經(jīng)成為最大的塑料管道生產(chǎn)和應(yīng)用國家。目前國內(nèi)一定規(guī)模的塑料管道生產(chǎn)企業(yè)有3000家以上，年生產(chǎn)能力超過1500萬t。其中，生產(chǎn)能力1萬t以上的企業(yè)超過300家，有20家以上企業(yè)的年生產(chǎn)能力已超過10萬t。近年塑料管道行業(yè)的集中度也越來越高，據(jù)統(tǒng)計資料顯示，目前行業(yè)中前20位的企業(yè)銷售量已達到行業(yè)總量的40%。

從文獻來看，雖然有學者對部分省市檢查互認工作的推進現(xiàn)狀及遇到的問題進行了調(diào)查和探討[5,6]，或是介紹國內(nèi)外影像共享實例及實現(xiàn)技術(shù)[7]，但總的來說國內(nèi)研究欠缺對醫(yī)學影像互認總體推進情況及醫(yī)學影像共享模式的系統(tǒng)梳理?；诖?，本文通過歸納我國典型省市及區(qū)域影像檢查政策文件現(xiàn)況，從側(cè)面反映檢查互認工作總體推進情況，并梳理出我國主要醫(yī)學影像共享的幾種主要模式，以展示我國醫(yī)學影像互認共享概貌。

1 工程概述

某水電站明鋼管結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。壓力鋼管的內(nèi)徑為9.0 m，單根鋼管長度約為190 m，在平面內(nèi)鋼管間距27 m，鋼管壁厚24～32 mm。進水口后及上游鎮(zhèn)墩后均設(shè)置有伸縮節(jié)。由于斜坡段管道一部分會被下游水位淹沒，考慮到管道穩(wěn)定性，對淹沒部位進行外包混凝土處理。

2 計算說明

2.1 理論及材料

計算中主要運用有限元計算方法、混凝土彈塑性損傷Mazars模型及埋藏式鋼筋模型。鋼管采用St52-3低合金鋼，鋼材容重γs為7.85×10-5N/mm3，鋼材彈性模量Es為2.06×105N/mm2，泊松比νs為0.30，線膨脹系數(shù)αs為1.2×10-5/℃。混凝土標號均為C25?；鶐r變形模量取2.0 GPa，泊松比0.3。根據(jù)設(shè)計采用復式加強波紋管，設(shè)計軸向變位限值50 mm，橫向變位限值50 mm。

2.2 計算模型

計算模型見圖2所示。模型中鋼板用殼單元模擬，混凝土、地基用實體單元模擬，鎮(zhèn)墩、支墩及外包混凝土為C25混凝土。支承環(huán)頂板與支墩基礎(chǔ)間采用接觸單元模擬，摩擦系數(shù)為0.1，波紋管伸縮節(jié)采用beam單元與pipe單元組合的方式進行模擬[1-3]。在地基的上下游端面、兩側(cè)及底部邊界均施加法向約束，其他均為自由面。

圖2 計算模型

2.3 計算工況及參數(shù)

荷載如表1所示，正常運行工況下壓力管道上下游水頭差70.3 m，蝸殼末端水錘23.6 m，管道的均勻溫度升高10.9℃。

表1 工況及荷載

3 引入墊層對結(jié)構(gòu)的影響

用戶如果忘記密碼，可以使用注冊的手機號找回密碼。具體實現(xiàn)方式是通過給注冊手機號發(fā)送驗證碼，輸入驗證碼，再輸入新密碼的方式來找回密碼。

圖3 方案b墊層包角方案示意

(2)方案c-2比方案c-1的墊層包角大：上鎮(zhèn)墩中幾乎無損傷區(qū)域；外包混凝土中內(nèi)緣管頂部和外緣管腰部的損傷區(qū)域和損傷程度比方案c-1低，同時管周180°～360°范圍內(nèi)損傷區(qū)域也降低；下鎮(zhèn)墩管腰部的損傷降低，方案c-2中未出現(xiàn)貫通性的損傷區(qū)域。

3）酒店部分7～9層由地下1層酒店生活水池及裙房變頻給水設(shè)備聯(lián)合供水；地下1層設(shè)酒店客房工頻加壓泵，抽水至25層（避難層）酒店客房低區(qū)生活水箱，該水箱另設(shè)一組工頻加壓泵抽水至屋頂層酒店客房高區(qū)生活水箱。酒店客房給水分成2個區(qū)，11～17層為低區(qū)，由25層酒店客房低區(qū)生活水箱重力供水；18～24層為高區(qū)，由屋頂層酒店客房高區(qū)生活水箱重力供水。

圖4～5為方案a、b混凝土的第一主應(yīng)力云圖。

圖4 外包混凝土第一主應(yīng)力(單位：MPa)

圖5 下鎮(zhèn)墩第一主應(yīng)力(單位：MPa)

從圖8可知，包裹墊層后，混凝土內(nèi)緣的環(huán)向應(yīng)力整體呈現(xiàn)下降的趨勢；從方案c-1～方案c-3間比較發(fā)現(xiàn)墊層包角越大，混凝土內(nèi)緣的環(huán)向應(yīng)力逐漸升高；包裹墊層后，混凝土內(nèi)緣的環(huán)向應(yīng)力差異較大的區(qū)域為管頂與管腰部，包裹墊層后管腰部內(nèi)緣環(huán)向應(yīng)力降低1.2～2.4 MPa，內(nèi)緣環(huán)向應(yīng)力整體表現(xiàn)為受壓狀態(tài)。

圖6 外包混凝土段鋼筋布置示意

4 墊層包角分析

針對方案b的配筋結(jié)果并添加鋼筋模型，考慮混凝土的開裂損傷，用ABAQUS進行非線性計算。方案c-0～c-3對應(yīng)的墊層包角依次為0°、180°、210°、240°，按正常運行工況進行計算。

位移結(jié)果顯示，方案c-0～方案c-3之間，管道結(jié)構(gòu)的位移規(guī)律基本一致，方案之間的最大位移和最小位移差別不超過1 mm。

隨墊層包角的增大，各方案鋼管的最大Mises應(yīng)力呈微小上升的趨勢。包裹墊層以后，鋼管與外包混凝土聯(lián)合承載效果減弱，鋼管結(jié)構(gòu)承受更多荷載，墊層范圍內(nèi)鋼管應(yīng)力增大明顯，但Mises應(yīng)力并未超過鋼材的允許應(yīng)力，更有利于發(fā)揮鋼管的承載能力。

4.1 鋼管環(huán)向應(yīng)力分析

混凝土的開裂損傷情況如圖9～12所示。從圖中看出：

C-C截面→D-D截面路徑/m

包裹墊層后，鋼管管頂?shù)沫h(huán)向應(yīng)力增加明顯，方案c-1～方案c-3在上鎮(zhèn)墩范圍內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力要比方案c-0升高40 MPa左右；外包混凝土段及下鎮(zhèn)墩范圍內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力也比方案c-0升高40 MPa左右，且越向下游，升高的數(shù)值越大。方案c-1～方案c-3之間鋼管管頂?shù)沫h(huán)形應(yīng)力差別很小，約為2 MPa。

(1)對比方案c-0，方案c-1上鎮(zhèn)墩中基本未出現(xiàn)損傷區(qū)域，在外包混凝土中損傷區(qū)域也明顯降低，尤其在包裹墊層管周的0°～180°范圍內(nèi)，混凝土損傷區(qū)域降低為管頂部一條較窄的連通上下游區(qū)域的損傷帶，且未貫穿混凝土外緣和內(nèi)緣，外包混凝土腰部附近的損傷較方案c-0有顯著降低，該損傷區(qū)域未貫通混凝土內(nèi)緣和外緣。

4.2 外包混凝土沿流向的環(huán)向應(yīng)力變化

包裹墊層后混凝土的第一主應(yīng)力有所降低，且高拉應(yīng)力范圍縮小，但是超過混凝土抗拉強度1.75 MPa的范圍仍較大，所以有必要對結(jié)構(gòu)進行配筋計算。根據(jù)提取的截面合力，計算出外包混凝土段配筋結(jié)果如圖6所示。對比可知，包裹墊層后由于混凝土結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力降低，故鋼筋的需求量降低，在配筋圖中鋼筋用量明顯降低。在混凝土彈塑性損傷分析計算中，采用方案b的配筋量進行計算。

如圖1所示，外包混凝土段若不包裹墊層(記為方案a)，外包混凝土及鎮(zhèn)墩會出現(xiàn)應(yīng)力超限、混凝土損傷及裂縫開展等情況[4-7]。因此需要在鋼管上半管周包裹一定包角的墊層以降低外包混凝土拉應(yīng)力。假定在鋼管上半周180°包裹墊層，記為方案b，在正常運行工況與方案a對比。方案b中墊層沿管周環(huán)向和軸向的布置，墊層厚度為5 cm，具體示意見圖3。

圖8 混凝土內(nèi)緣管腰部環(huán)向應(yīng)力

4.3 混凝土損傷情況分析

各方案下鋼管的環(huán)向應(yīng)力順水流向下游的變化規(guī)律如圖7所示。

圖9 方案c-0混凝土損傷情況

其二，學校應(yīng)該是一個充滿人情的地方?！跋Ｍ麑W校文化是更加和諧的，學校能更加如一個家庭一樣?！盵HDW—WR]“我希望學校文化是一種融合、融洽的文化，能少一些勾心斗角，創(chuàng)造家庭式的關(guān)系，大家一起其樂融融生活。”[HDW—WYH]“學校能夠人文氣息更濃厚，營造一種更關(guān)心人的文化?！盵HDW—CJ]

設(shè)墊層后鋼管最大Mises應(yīng)力為142.44 MPa，略大于不設(shè)墊層的140.34 MPa，出現(xiàn)在C-C截面管周270°附近。墊層范圍內(nèi)鋼管的Mises應(yīng)力從41 MPa升至89 MPa，未超過允許應(yīng)力限值195 MPa。從鋼管結(jié)構(gòu)受力分析，包裹墊層后鋼管應(yīng)力增加。

在企業(yè)管理中，為了應(yīng)對如今變幻莫測的市場環(huán)境以及企業(yè)內(nèi)部的動態(tài)變化，需要對信息進行全面的采集以及整理，這樣可以讓生產(chǎn)經(jīng)營的實際狀況得到明確，便于企業(yè)管理者進行科學決策，提升企業(yè)的管理水平，讓企業(yè)的經(jīng)營目標順利實現(xiàn)。這就需要借助數(shù)字技術(shù)讓數(shù)據(jù)采集以及提取效果更高，分析更加有效，因此數(shù)字技術(shù)在工業(yè)企業(yè)的管理工作中也是得到廣泛運用。在設(shè)備方面，如今的工業(yè)發(fā)展中，數(shù)字技術(shù)在各類電氣設(shè)備中實現(xiàn)運用已經(jīng)是一種必然的趨勢，尤其是傳感器以及執(zhí)行器與數(shù)字技術(shù)的融合，以及光纖技術(shù)的普遍運用，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持以及平臺的搭建基礎(chǔ)上，可以讓企業(yè)的生產(chǎn)效率得到明顯提升。

(3)與方案c-2對比，方案c-3中外包混凝土和下鎮(zhèn)墩在外緣腰部附近的損傷區(qū)域進一步降低，但在內(nèi)緣鋼管頂部混凝土的損傷區(qū)域卻升高明顯。

綜上所述，在包裹墊層后，上鎮(zhèn)墩以及外包混凝土的墊層包角范圍內(nèi)損傷明顯降低。隨著墊層包角增大，外包混凝土及下鎮(zhèn)墩的外緣腰部附近的混凝土損傷不同程度降低，并且都是非貫穿性的損傷區(qū)域，但是在外包混凝土內(nèi)緣管頂?shù)幕炷翐p傷情況卻隨著墊層包角的增大先降低后升高。

圖10 方案c-1混凝土損傷情況

圖11 方案c-2混凝土損傷情況

圖12 方案c-3混凝土損傷情況

5 結(jié) 語

本文以內(nèi)徑9 m大直徑管道為研究對象，分析了包裹墊層對管道結(jié)構(gòu)的影響，同時對墊層包角的選擇也進行了對比分析，最后總結(jié)如下：

(1)包裹墊層后，墊層范圍內(nèi)鋼管的應(yīng)力水平比無墊層方案鋼管的應(yīng)力明顯升高，墊層包角越大則鋼管應(yīng)力升高水平越大，相應(yīng)地外包混凝土的拉應(yīng)力水平逐漸下降，混凝土的配筋量下降。

(2)墊層包角從180°增大到240°，外包混凝土外緣的腰部附近開裂區(qū)域先減小后增大，轉(zhuǎn)折出現(xiàn)在墊層包角從210°增大到240°時，說明不能一味地通過增大墊層的包角去降低混凝土的受力及損傷。