瑞麗市超高分子量聚乙烯隧道逃生管道設(shè)計(jì)理念

針對(duì)公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，首次采用新材料（超高分子量聚乙烯材料）對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)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(duì)逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)管道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。后，通過(guò)抗沖擊性試驗(yàn)，對(duì)逃生管道用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，超高分子量聚乙烯管道結(jié)構(gòu)尺寸合理，安全可靠，可應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援

隧道逃生超高分子量聚乙烯管道（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Φ634*24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(duì)隧道逃生超高分子量聚乙烯管道和鋼管進(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(lái)越小。當(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，隧道逃生超高分子量聚乙烯管道的凹陷變形值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。此時(shí)，隧道逃生超高分子量聚乙烯管道變形凹陷后，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(guò)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)中取隧道逃生超高分子量聚乙烯管道壁厚為24mm是適宜的。

隧道逃生管廠家生產(chǎn)的逃生管的設(shè)計(jì)理念

1、隧道安全施工救援通道結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

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(guò)時(shí)，圓管的*小值585mm。  同時(shí)，考慮到隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，隧道安全施工逃生通道的外徑不宜過(guò)大，否則對(duì)施工的影響較大，故取隧道安全施工逃生通道的外徑為直徑800mm（或是860mm）。

 2、隧道安全施工救援通道薄厚徑設(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(guò)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。 經(jīng)過(guò)大量數(shù)據(jù)測(cè)試后（有視頻為證），設(shè)計(jì)中取（新型）救生管道壁厚為30mm是適宜的。（因此救生管道的規(guī)格為800*30或是860*30）

試驗(yàn)要求及方法 
    隧道逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒(méi)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*久性形變。從結(jié)果中可以看出，隧道逃生管道抗沖擊性能極高，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(guò)程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對(duì)管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如隧道逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生*久性形變，難以恢復(fù)。 

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