產(chǎn)品簡介
超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(fā)接力學(xué)理論，采用Thomroton假設(shè)，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對它的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援，安全可靠的保障。
產(chǎn)品的優(yōu)異性
1重量輕，僅為鋼管重量的1/8左右，拆裝和搬運(yùn)方便。根長：3米，米重：69.53kg.
2韌性好，抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)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。
3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(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般管道。
4管壁光滑、搬運(yùn)方便，3米/根一人可現(xiàn)場滾動(dòng)推行。內(nèi)外壁光滑，逃生迅速，不會(huì)造成二次擦傷。
5拆裝迅速。采用對夾式金屬件螺栓連接，安裝靈活拆卸迅速，連接牢固，連接處無縫隙。
6設(shè)計(jì)美觀，標(biāo)識清晰。管道顏色采用橘黃色，標(biāo)識采用反光材料制作，隧道施工期間安全標(biāo)識明顯。
7配置到位。可根據(jù)現(xiàn)場需求配置爬坡過渡彎頭，管道內(nèi)可配置逃生繩、平板逃生車、應(yīng)急救援箱等。
通過以下3種基本方法驗(yàn)證超高分子量聚乙烯管應(yīng)用于隧道的可靠性：
1.結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
阿爾文·R·蒂利指出，在全身進(jìn)入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過時(shí)，圓管的zui小直徑為585mm。 因此，公路隧道施工應(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(shí)，考慮到應(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的外徑為800mm。
2.薄厚徑設(shè)計(jì)
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(diǎn)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(shí)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(shí)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。其主要參數(shù)取值為：屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3。
取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放，分別對超高分子量聚乙烯管和鋼管進(jìn)行沖擊，此時(shí)可根據(jù)能量守恒定律計(jì)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(jìn)行計(jì)算，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(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，800逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當(dāng)下落高度h＝5ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。壁厚Ｈ＝30mm時(shí)，下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)800逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.030m。再厚的話，變形值變化不大，故取超高分子量聚乙烯管厚度30mm比較合適。此時(shí)逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行空間為710mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能安全通過應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時(shí)，變形值增大，可能不安全，當(dāng)壁厚更大時(shí)，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(yùn)困難。 因此，設(shè)計(jì)中取管道壁厚為30mm是適宜的。
3、可靠性驗(yàn)證
檢驗(yàn)要求及方法：
采用尺寸規(guī)格相近的鋼管，超高分子量聚乙烯管從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對比試驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯管的可靠性。
為了明確沖擊能量的大小，對石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進(jìn)行計(jì)算。在石塊自由下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守 恒定律求出，Vt=14m/s。同時(shí)，可計(jì)算出超高分子量聚乙烯管和鋼管所受沖擊力和變形量。
從結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖 擊能非常大。同時(shí)，超高分子量聚乙烯管抗沖擊性能*，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生形變，難以恢復(fù)。
認(rèn)證結(jié)論：
由于超高分子量聚乙烯管重量輕拆裝和搬運(yùn)方便；管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來形狀，為隧道施工救生應(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(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般管道，包括鋼管。
采用尺寸規(guī)格相近的鋼管，超高分子量聚乙烯管從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對比試驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯管的可靠性。
為了明確沖擊能量的大小，對石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進(jìn)行計(jì)算。在石塊自由下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守 恒定律求出，Vt=14m/s。同時(shí)，可計(jì)算出超高分子量聚乙烯管和鋼管所受沖擊力和變形量。
從結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖 擊能非常大。同時(shí)，超高分子量聚乙烯管抗沖擊性能*，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生形變，難以恢復(fù)。
