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超高分子量聚乙烯逃生管

超高分子量聚乙烯逃生管

       我公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯隧道逃生管規(guī)格為φ800×30mm,每節(jié)長度3米。
 
       超高分子量聚乙烯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;管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形,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(xué)原理,結(jié)構(gòu)簡單,拆裝方便。
 
超高分子量聚乙烯逃生管優(yōu)異性:
1、重量輕、同規(guī)格下重量僅為鋼管重量的1/8,拆裝和搬運方便。
2、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)急救援提供了極為可靠的保障。
3、管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形,在隧道施工中發(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。
4、耐磨損、抗老化,可長時間重復(fù)使用。
超高分子量聚乙烯逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計: 
       根據(jù)應(yīng)用人體測量學(xué)的先驅(qū)美國家阿爾文·R·蒂利對人體測量學(xué)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,如圖2所示。
 
       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zui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。
 
       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(xué)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。
 
       超高分子量聚乙烯逃生管(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。
 
       取隧道中及邊頂部到圓管頂部的高度的極值H為7m和5m,將塊石自由釋放,分別對隧道逃生管和鋼管進行沖擊,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/s和v1=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1 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,隧道逃生管的凹陷變形值Δ=0.048m,約為圓 管直徑的8%;當下落高度h=5m時、壁厚H=24mm時,凹陷變形值 Δ=0.038m,變形值更小。此時,隧道逃生管變形凹陷后,管內(nèi)的通行 空間為588mm,滿足人體工程學(xué)要求,人能通過應(yīng)急通道。當壁厚較小時,變形值增大,可能不%當壁厚更大時,盡管性增加,但管材重量 也隨之增加,致使成本上升,搬運困難。 因此,設(shè)計中取隧道逃生管壁厚為24mm是適宜的。
 
超高分子量聚乙烯逃生管的幾種連接方式:
1、對夾式金屬連接件
2、鏈條鏈接
3、抱箍連接
4、轉(zhuǎn)接彎頭
 
結(jié)論:
       采用超高分子量聚乙烯逃生管對隧道施工應(yīng)急救援通道進行了設(shè)計。 同時,隧道逃生管的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理,結(jié)構(gòu)簡單,拆裝方便。 通過對逃生管和鋼管進行抗沖擊性對比試驗,驗證了超高分子量聚乙烯隧道逃生管應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。 

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