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超高分子隧道逃生管道

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產(chǎn)品型號800*30

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更新時間：2016-08-03 08:42:01瀏覽次數(shù)：241次

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河南德遠(yuǎn)橡塑制品有限公司

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商鋪產(chǎn)品：100條

所在地區(qū)：河南洛陽市

聯(lián)系人：邢經(jīng)理（經(jīng)理）

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產(chǎn)品簡介

河南德遠(yuǎn)橡塑制品有限公司針對公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，*采用新材料在催化劑作用下，聚合而成的平均分子量在200萬以上的對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計研究。結(jié)合人體工程學(xué)原理，根據(jù)Hertz接觸力學(xué)理論，采用Thonroton假設(shè)，對新型逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計。超高分子隧道逃生管道是目前新型的隧道逃生管道的*！

詳細(xì)介紹

河南德遠(yuǎn)橡塑制品有限公司針對公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，*采用新材料在催化劑作用下，聚合而成的平均分子量在200萬以上的對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計研究。結(jié)合人體工程學(xué)原理，根據(jù)Hertz接觸力學(xué)理論，采用Thonroton假設(shè)，對新型逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計。超高分子量聚乙烯管材是目前新型的隧道逃生管道的*！

超高分子隧道逃生管道優(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(yùn)方便。

2、管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)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)急救援提供了極為安全可靠的保障。

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(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般管道。

4、耐磨損、抗老化，可長時間重復(fù)使用。

隧道逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計根據(jù)應(yīng)用人體測量學(xué)的美國*專家阿爾文·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(jìn)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(shí)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。

超高分子隧道逃生管道薄厚徑設(shè)計

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。

隧道逃生管（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(qiáng)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，分別對隧道逃生管和鋼管進(jìn)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(jìn)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(dāng)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(dāng)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，人能安全通過應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時，變形值增大，可能不安全%當(dāng)壁厚更大時，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)計中取隧道逃生管壁厚為24mm是適宜的。

超高聚乙烯隧道逃生管道可靠性驗(yàn)證

試驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過將尺寸規(guī)格相近的隧道逃生管與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高管應(yīng)用于公路隧道坍塌逃生應(yīng)急救援的可行性。

試驗(yàn)材料

1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為Φ620×10。屈服強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2、隧道逃生管（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800×30 , 屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗(yàn)要求及方法

采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與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)證隧道逃生管的可靠性。

1、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E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；巖塊重 W=400kg。

2、圓管墊層為平整放置的砂袋，墊層厚250mm，寬800mm。

用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時，圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷面的開挖高度，本實(shí)驗(yàn)取隧道中心頂部到圓管頂部的高度的極限值 H為10m，將塊石自由釋放，分別對隧道逃生管和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果隧道逃生管受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生*性形變。

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)行計算。在石塊自由下落時，石塊瞬時速度可由能量守恒定律求出， Vt=14m/s。同時，可計算出隧道逃生管和鋼管所受沖擊力和變形量如表2 所示。

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，隧道逃生管抗沖擊性能*，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隧道逃生管，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生*性形變，難以恢復(fù)。

結(jié)論

*采用對隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)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。 zui后，通過對隧道逃生管和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對比試驗(yàn)，驗(yàn)證了應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

關(guān)鍵詞：催化劑