книги из ГПНТБ / Попов А.Н. Бетонные и железобетонные трубы
.pdfА. Н . П О П О В
БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ТРУБЫ
М О С К В А С Т Р О И И З Д А Т 1 9 7 3
У Д К 691.32 : 666 : 97/98-462
Попов А. Н. Бетонные и железобетонные |
трубы. |
||||||||||||
М., Стройиздат, 1973, 269. с. с ил. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Дана |
классификация |
труб. |
Приведены |
|
сведения |
о |
|||||||
материалах, |
используемых |
при |
производстве |
труб, |
до |
||||||||
бавках |
к бетонной |
смеси |
и покрытиях, |
наносимых |
на по |
||||||||
верхности |
труб. |
Рассмотрены |
|
основные |
виды |
отечест |
|||||||
венного |
и зарубежного |
оборудования, |
применяемого |
для |
|||||||||
формования |
как |
безнапорных, |
|
так и |
напорных |
труб, |
|||||||
описаны |
современные |
конструкции |
и |
способы |
изготов |
||||||||
ления |
бетонных |
и |
железобетонных |
труб, |
а |
также |
|||||||
методы |
определения |
нагрузок |
на |
трубы и |
их |
расчетов, |
|||||||
принятые в разных |
странах. |
Приведены |
|
технико-эко |
|||||||||
номические |
показатели производства |
бетонных |
и желе |
||||||||||
зобетонных |
труб, изготовляемых |
|
различными |
способами. |
Книга предназначена для инженерно-технических работников предприятий промышленности сборного же лезобетона, проектных и научно-исследовательских ор ганизаций.
Табл. 29, рис. 87, список литлБІ |
назв. |
©Стройиздат, 1973
П0329—423 БЗ—84—28—72 047(01)—73
П Р Е Д И С Л О В И Е
Бетон и железобетон в настоящее время являются на иболее распространенными материалами для производ ства как безнапорных трубопроводов ливневой, хозяйст венно-бытовой и промышленной канализации, дренаж ных, ирригационных, теплофикационных и других сетей, так и напорных магистральных водоводов, дюкеров, тру бопроводов гидросиловых установок и др. Это объясня ется тем, что трубы из бетона и железобетона обладают по сравнению с трубами из других материалов рядом технико-экономических преимуществ. Использование бе тонных и железобетонных труб в безнапорных трубопро водах показало, что срок их службы составляет 80—100 лет, а напорных железобетонных труб 75—80 лет, тогда как срок службы стальных трубопроводов ограничивает ся 30 годами.
Преимущества бетонных и железобетонных труб оп ределили значительный объем их производства и приме нения, особенно в странах с развитой промышленностью (СССР, США, ФРГ, Франция и др.). Спрос на трубы не изменно возрастает, поскольку увеличивается потребле ние воды как населением городов и поселков, так и про мышленными предприятиями, и, кроме того, расширяют ся ирригационно-мелиоративные сети трубопроводов.
С целью удовлетворения потребности отечественной промышленности в трубах намечена широкая программа производства безнапорных и напорных труб из бетона и железобетона. Строят и вводят в эксплуатацию как специализированные трубные предприятия, так и цехи, входящие в состав комбинатов и заводов железобетонных изделий. Производство труб превращается в самостоя тельную отрасль промышленности сборного железобето на. В настоящее время находятся в эксплуатации десят ки предприятий, выпускающих безнапорные и напорные железобетонные трубы. Проектные и научно-исследова тельские учреждения проводят работы по изысканию но вых конструкций труб и совершенствованию их техноло гии.
В условиях расширяющегося производства бетонных и железобетонных труб приобретают большое техникоэкономическое значение вопросы, связанные с рациональ ным проектированием труб и их стыковых соединений, выбором материалов и оптимальной технологии.
В данной монографии автор стремился осветить совре менное состояние производства бетонных и железобе тонных труб. Подробно рассмотрены конструкции труб и их стыковых соединений, методика расчета герметикой, современное оборудование и технология безнапорных и напорных труб. Значительное внимание уделено способу центрифугирования, поскольку он является наиболее индустриальным, обеспечивающим высокое качество труб. Достаточно подробно рассмотрены вопросы расче та труб и нагрузок на них в период эксплуатации.
Г Л А В А 1
КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБ И ИХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В зависимости от наличия и вида арматуры трубы разделяют на бетонные и железобетонные. Железобетон ные трубы могут быть с обычной или предварительно на пряженной арматурой.
По величине давления жидкости, транспортируемой по трубопроводу, трубы делят на безнапорные, низкона порные и напорные. Безнапорные трубы предназначают ся для перемещения жидкости самотеком или при внут
реннем гидравлическом |
давлении |
в трубопроводе |
до |
0,5 ат. К низконапорным |
относят |
трубы, рассчитанные |
|
на рабочий напор жидкости 1—4 ат, а к напорным |
тру |
||
бам — более 4 ат. |
|
|
|
ТИПЫ, РАЗМЕРЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЗНАПОРНЫХ ТРУБ
По назначению безнапорные трубы разделяют на водосточные, используемые при устройстве сетей дожде вой канализации; канализационные, предназначенные для транспортирования сточных хозяйственно-бытовых и промышленных вод; ирригационно-мелиоративные; дре нажные; водопропускные, укладываемые в насыпях ав томобильных и железных дорог, и др.
По основным размерам (диаметру и длине) условно различают трубы малых (100—500 мм), средних (600— 1000 мм) и больших диаметров (более 1000 мм), короткомерные (1—2,5 м) и длинномерные (3—8 м)*. Наи меньший диаметр бетонных труб в зарубежных стандар тах установлен 100 мм, а наибольший в одной группе
* При сооружении современных безнапорных трубопроводов, несмотря на явное стремление к преимущественному применению длинномерных труб (поскольку это ускоряет темпы монтажа тру бопроводов и уменьшает количество стыковых соединений), объ емы использования короткомерных бетонных труб остаются доста точно большими.
5
стран (ФРГ, Англия и др.) 1200—1400 мм, в другой (США, Швеция и др . ) — 600 мм. Армированные тру ба выпускают начиная с диаметра 300 мм. Наиболь ший диаметр железобетонных труб в стандартах обычно устанавливают 1500—2500 мм, но практически не огра ничивают. Промежуточные диаметры для труб диамет ром до 500 мм принимают через 50 мм и для труб диа метром от 500 до 1000 мм — через 100 мм. При больших диаметрах труб их градацию устанавливают через 200— 500 мм.
Толщину стенок труб выбирают с учетом области их применения, величины нормативных нагрузок, определяе мых в зависимости от глубины заложения трубопровода, типа основания, классификации грунтовых засыпок, ко эффициентов запаса, т.е. от методологии определения величины нагрузок и особенностей статического и конст руктивного расчета труб. Обычно толщина стенок бетон ных труб диаметром 100—500 мм составляет -^- + (20 -=-
- г - 30) мм и диаметром 600—1000 мм -^- + (10ч-20) мм. Армированные трубы диаметром 300—500 мм изготов ляют со стенками толщиной-^- +10 мм, диаметром 600—
1200 мм -^- — (10^-20) мм и диаметром 1500—2000 мм
— (30 ~ 50) мм.
По форме поперечного сечения трубы могут быть круглыми; круглыми с основанием; овоидальными; эллип тическими; арочными и других сложных форм (рис. 1)..
По конфигурации концов трубы делят на раструбные, фальцевые, гладкие и сложных форм (рис. 2). Трубы с гладкими концами соединяют при помощи надвижных муфт.
По прочностным показателям трубы делят на не сколько классов. В отечественном стандарте для бетон ных безнапорных труб предусмотрен один прочностной класс, а для армированных труб — два класса: нормаль ной и повышенной прочности. Трубы нормальной прочно сти укладывают в землю на глубину до 4 м, повышенной прочности —-до 6 ж. Особо прочные трубы при наличии значительных нагрузок изготовляют по индивидуальным заказам. В американских спецификациях С-76-69
6
Рис. 1. Поперечное сечение безнапорных труб
а — круглое; б — круглое с основанием; в — овоидальное; г — коробовое; д — эллиптическое; е — сложной формы
е) |
ж) |
3) |
и) |
Рис. 2. Форма концов безнапорных труб
а—д — раструбных; е—з — фальдевых; и — с гладкими концами
7
и С-14-70 установлены три прочностных класса бетонных труб и пять классов железобетонных труб. В ФРГ DIN 4032 предусматривает производство бетонных труб трех прочностных классов.
В последнее время в отдельных странах, например в ФРГ, выпускают особо прочные бетонные трубы на на грузку, в 2—2,5 раза превышающую стандартную, что привело к утолщению стенок (главным образом больше размерных труб) до значений, составляющих Ѵб диа метра.
В зависимости от вида армирования безнапорные трубы выпускают с круговой спиральной арматурой, рас полагаемой в один или два ряда, или с эллиптической арматурой, переводимой из одной зоны в другую. Спи ральная арматура состоит из непрерывных, а иногда и из отдельных круговых замкнутых витков. Круглые трубы со стенкой толщиной до 80 мм обычно армируют, распо лагая витки посередине толщины стенки, а в трубах с бо лее толстыми стенками устанавливают двойную армату ру. В круглых трубах с основанием овоидальных, эллип тических и других сложных форм обычно устанавливают одиночную арматуру. В этом случае арматурный каркас выполняют с расчетом перевода его витков из одной зо ны в другую с наибольшими растягивающими напряже ниями.
Расположение продольных стержней относительно витков зависит от способа изготовления каркаса, т. е. от типа машин и приспособлений, используемых при его из готовлении. При применении современных станков авто матического или полуавтоматического действия продоль ные стержни каркаса проходят под витками.
По способу уплотнения бетонной смеси, принятому при производстве безнапорных труб, различают трубы трамбованные, прессованные, вибрированные, центрифу гированные, вибровакуумированные и изготовленные комбинированными методами, в каждом из которых сов мещены два или несколько отдельных приемов обработ ки бетона.
В зависимости от наличия защитных покрытий на
внутренней или наружной поверхности различают |
трубы |
||
с покрытиями |
или без них. Трубы могут быть покрыты |
||
изолирующим |
материалом, нанесенным |
тем или |
иным |
способом на их поверхность. В качестве |
покрытия |
могут |
быть также использованы заранее изготовленные цилинд-
8
ры из полимерного материала. Такие трубы в отечествен ной промышленности называют полимержелезобетонными (рис. 3.).
В странах Западной Европы (ФРГ, ГДР, Англия, Бельгия и Франция) стандартами регламентированы производство и применение бетонных труб диаметром до
1400 |
мм. Так, DIN 4032 ФРГ предусматривает вы |
|||
пуск |
неармированных |
труб |
||
раструбных |
до диаметра |
|||
1200 |
мм, |
фальцевых — до |
||
1400 |
мм, |
а |
овоидальных — |
|
до 1200X1800 мм. В СССР |
||||
и США использование неар |
||||
мированных .труб до послед |
||||
него времени |
нормативными |
|||
документами |
было ограни |
|||
чено диаметром 600 мм. Од |
||||
нако |
в отечественной |
прак |
||
тике |
строительства |
трубо |
проводов |
в |
отдельных |
|
|
|
|
|
случаях применяют неарми- |
|
|
УэелА |
|
|||
рованные |
трубы |
диаметром |
|
|
|
||
|
|
|
|
||||
до 1000 мм, а в США при |
|
|
|
|
|||
помощи |
передвижных ма |
|
|
|
|
||
шин сооружают |
непосредст |
Рис. |
3. |
Поперечное |
сечение |
||
венно на |
месте |
прокладки |
|||||
полимержелезобетонной |
|||||||
трубопроводы диаметром до |
|||||||
|
|
трубы |
|
||||
2440 мм из монолитного бе |
/ — бетон; |
2 — арматура; |
3 — че |
||||
тона. |
|
|
хол; |
4—выступ с утолщением |
Форму поперечного сече ния безнапорных канализационных трубопроводов еще
на |
ранней стадии |
применения бетона |
и |
железобетона |
стремились назначать с учетом режима |
поступления вод |
|||
и |
тех требований, |
которые определялись |
технологией |
производства, статикой и условиями укладки труб. Счи тали, что для безнапорных трубопроводов наиболее оп тимальным является овоидальный профиль сечения, по скольку в этом случае скорость движения жидкости по трубам при определенном угле наклона постоянна и мало зависит от высоты заполнения трубопровода жидкостью. Однако более подробные исследования показали, что при круглом поперечном сечении труб обеспечивается удов летворительная пропускная способность трубопроводов. Поэтому в дальнейшем получили широкое распростране-
9