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摘 要：直埋敷设方式在供热管道敷设施工的过程中是一种应用十分广泛的方式，直埋敷设技术在经过了长期的发展滞后，其供热的范围在不断的拓展，而在这样的情况下也使得直埋管道自身的受力施工设计工作中对质量的要求也越来越高，对于该技术发展中存在的问题，我们也需要采取有效的措施对其进行全面的处理，促进该技术的健康发展。
关键词：供热管道直埋敷设；大直径管道；安装方式；管道受力失效方式
最近几年，我国供热管网的建设水平和建设规模都在不断的提升，原来的只卖敷设管道设计和施工方法已经不能充分的满足现代社会发展的需要，一些设计人员和研究人员在原来设计方法的基础上引用了国外的一些新型的技术，对直埋敷设管道的受力进行全面的设计，同时在工作中不断积累经验，提出了一些新的受力计算方式。
1 直埋敷设发展现状
国内的直埋管道的受力分析工作主要是借鉴和学习了国外的应力分析法，这种方法在实际的应用中认为不同的应力作用形式，对管道会造成不同的不利影响，所以也应该采用对应的应力验算方法，在上个世纪70年代末采用应力分类的方式对无功补偿理论进行详细的研究和检测，在对其进行检测之后，也充分的证明应力分类的方法具备很好的科学性和准确性。此外在我国三通、弯头等相对比较薄弱的部件保护措施也在不断的发展和完善，这些技术也逐渐的走向了成熟。
因为直埋敷设受力设计的过程中，其在设计方法上相对较为复杂，国内外的专业人士也在实际的工作中非常重视地下直埋管道受力计算软件的研究和开发，这样就可以对直埋敷设管道受力进行详细的计算。当前国内的很多大型设计院中所使用的设计软件对是从国外引进的，而在此基础上，我国也开发出了比较具有实用性的受力设计计算软件。
在国内，主要是按照规程中所提供的方法对直埋管道进行受力设计和分析，规程的执行直接给直埋敷设管道的受力设计提供了一个重要的参考，这也使得规程在实施的过程中，相关的工作有了一个比较好的规范。很长时间以来，很多设计和施工单位在研究的过程中都得益于规程，规程当中对一些比较重要的设计参数进行了严格的限制。同时在这一过程中也明确的指出规程比较适合使用在供热介质的最高温度在150℃公称直径在500毫米的钢制内管或者是保温层抑或是保温外壳当中。一些设备厂家的设计说明当中也直接阐释了管道自身的受力方法。
2 直埋敷设中存在的问题及解决思路
近几年的直埋敷设热水管道很多都需要使用大直径、高压力的管道，原来的适用于小直径管道的设计方法和公式亟待改进。同时，直埋技术不断发展，大直径管道的无补偿安装、薄弱部件加强等技术也越来越广泛的应用于实际工程中。经过理论研究和实际调研，本文提出以下几点直埋敷设管道受力设计中存在的问题以及解决相应问题的方法和思路：
2.1 直埋管道受力设计方法适用范围有待扩展
《规程》中给出的直埋管道受力设计方法适用于供热介质温度不大于150℃，公称直径不大于DN500mm的一体型预制保温管。而对于现在的供热管道规格已经达到公称直径DN1000mm；管道的工作压力也很高，一些工程已经使用了工作压力2.5MPa的管道的无补偿冷安装直埋敷设。
规程和一些设备厂家设计手册当中提供的图标和公式很多都只适合在工作压力和管道直径相对较小的情况下使用的，但是其是否依然比较适合使用在较大较长直径和较高的工作压力直埋敷设管道受力设计工作中还需要研究人员进行进一步的考察，此外，规程当中对于固定墩推力的计算是在粉质土和砂质土的前提下的，同时在这一过程中需要按照一定的方式计算出摩擦力减小和下降的实际规律。同时在这一过程中也没有给出土壤自身的性质和摩擦力的计算公式。
2.2 直埋敷设安装方式适用条件的分析
直埋敷设安装方式如果根据管道是否存在补偿可以将其分成两种形式，一种是无补偿安装，一种是有补偿安装，如果将其按照是否对其进行预应力处理可以将其分为冷安装和预应力安装两种，当前有很多文献都对直埋的敷设方式进行了比较细致的分析，但是在工程建设的过程中还是存在着滥用的情况，而选择了不合理的安装方式以后，就可能会出现能源或者是管材方面的严重浪费，系统运行的安全也将受到影响。
实际工作中我们必须要明确的一点就是采取不同的安装方式所解决的管道失效方式也有着非常大的不同，不同的失效方式在参数的选择上也有着十分明显的不同，也就是说为了更好的对管道失效问题进行处理，就应该采取不同的直埋敷设方式，这也是保证安装质量的一个重要原则。
2.3 对大直径管道失效方式的研究不足
供热管道所涉及的失效方式主要包括以下几种：
无限制塑性变形：指的是管道的无限制塑性流动变形。
循环塑性变形：管道温度在工作循环最高温度和最低温度之间变化时，管道的变形就相应的在最大和最小、或者压缩塑性变形和拉伸塑性变形间循环变化，这样就容易产生循环塑性破坏。运行压力越高、循环温差越大，越容易产生循环塑性变形。
低循环疲劳破坏：管道结构不连续处会产生相对于管道其他部分较大的应力，温度的循环变化使得应力循环变化，引起管道的疲劳破坏。由于温度的变化频率较低，所以由温度变化引起的疲劳破坏称作低循环疲劳破坏。
高循环疲劳破坏：由于车辆等的通过，其作用力会使管道产生应力集中。因为车辆荷载出现的频率较高，所以称之为高循环疲劳破坏。对于大直径的直埋敷设，这种变形较易发生。
管道的失稳分为整体失稳和局部失稳。管道的整体失稳分为垂直失稳水平失稳。
由于管道的升温轴向力的压杆效应会使管道变弯，管段中产生较大的弯矩，从而引起垂直失稳（竖向失稳）。
管道投入运行后，在管线附近平行开沟时，土壤侧向的支撑作用减弱，极易产生管道的整体水平失稳。
3 展望
现有直埋敷设管道受力设计方法的使用范围有局限性、管道失效方式计算不全；许多工程中直埋敷设的安装方式使用混乱，难以选择合理的受力设计方法进行实际工程的设计。本文对以上问题进行了探讨，提出解决问题的方法和思路。在相关文献的研究和调研的基础上可以提出一套适合直埋敷设发展现状的受力设计计算方法。完善现有直埋供热管道受力计算方法和开发新的直埋管道受力计算软件来明确和简化直埋敷设的受力设计有着重要经济和实用价值。
结束语
当前，供热管道直埋技术已经有了非常明显的改进和提升，但是在实际的工作中还是存在着一定的问题，针对这些问题，我们一定要采取有效的方式对其进行完善和控制，同时在施工的过程中，一定要根据不同的情况，选择不同的技术，只有这样，才能更好的推动其发展和完善。
参考文献
[1]钱争晖.大管径直埋热水管道直管段的设计计算[J].区域供热，2012（5）.
[2]高海旺.简述热水供热管道直埋无补偿敷设方法[J].山西建筑，2010（35）.
关键词：供热管道直埋敷设；大直径管道；安装方式；管道受力失效方式
最近几年，我国供热管网的建设水平和建设规模都在不断的提升，原来的只卖敷设管道设计和施工方法已经不能充分的满足现代社会发展的需要，一些设计人员和研究人员在原来设计方法的基础上引用了国外的一些新型的技术，对直埋敷设管道的受力进行全面的设计，同时在工作中不断积累经验，提出了一些新的受力计算方式。
1 直埋敷设发展现状
国内的直埋管道的受力分析工作主要是借鉴和学习了国外的应力分析法，这种方法在实际的应用中认为不同的应力作用形式，对管道会造成不同的不利影响，所以也应该采用对应的应力验算方法，在上个世纪70年代末采用应力分类的方式对无功补偿理论进行详细的研究和检测，在对其进行检测之后，也充分的证明应力分类的方法具备很好的科学性和准确性。此外在我国三通、弯头等相对比较薄弱的部件保护措施也在不断的发展和完善，这些技术也逐渐的走向了成熟。
因为直埋敷设受力设计的过程中，其在设计方法上相对较为复杂，国内外的专业人士也在实际的工作中非常重视地下直埋管道受力计算软件的研究和开发，这样就可以对直埋敷设管道受力进行详细的计算。当前国内的很多大型设计院中所使用的设计软件对是从国外引进的，而在此基础上，我国也开发出了比较具有实用性的受力设计计算软件。
在国内，主要是按照规程中所提供的方法对直埋管道进行受力设计和分析，规程的执行直接给直埋敷设管道的受力设计提供了一个重要的参考，这也使得规程在实施的过程中，相关的工作有了一个比较好的规范。很长时间以来，很多设计和施工单位在研究的过程中都得益于规程，规程当中对一些比较重要的设计参数进行了严格的限制。同时在这一过程中也明确的指出规程比较适合使用在供热介质的最高温度在150℃公称直径在500毫米的钢制内管或者是保温层抑或是保温外壳当中。一些设备厂家的设计说明当中也直接阐释了管道自身的受力方法。
2 直埋敷设中存在的问题及解决思路
近几年的直埋敷设热水管道很多都需要使用大直径、高压力的管道，原来的适用于小直径管道的设计方法和公式亟待改进。同时，直埋技术不断发展，大直径管道的无补偿安装、薄弱部件加强等技术也越来越广泛的应用于实际工程中。经过理论研究和实际调研，本文提出以下几点直埋敷设管道受力设计中存在的问题以及解决相应问题的方法和思路：
2.1 直埋管道受力设计方法适用范围有待扩展
《规程》中给出的直埋管道受力设计方法适用于供热介质温度不大于150℃，公称直径不大于DN500mm的一体型预制保温管。而对于现在的供热管道规格已经达到公称直径DN1000mm；管道的工作压力也很高，一些工程已经使用了工作压力2.5MPa的管道的无补偿冷安装直埋敷设。
规程和一些设备厂家设计手册当中提供的图标和公式很多都只适合在工作压力和管道直径相对较小的情况下使用的，但是其是否依然比较适合使用在较大较长直径和较高的工作压力直埋敷设管道受力设计工作中还需要研究人员进行进一步的考察，此外，规程当中对于固定墩推力的计算是在粉质土和砂质土的前提下的，同时在这一过程中需要按照一定的方式计算出摩擦力减小和下降的实际规律。同时在这一过程中也没有给出土壤自身的性质和摩擦力的计算公式。
2.2 直埋敷设安装方式适用条件的分析
直埋敷设安装方式如果根据管道是否存在补偿可以将其分成两种形式，一种是无补偿安装，一种是有补偿安装，如果将其按照是否对其进行预应力处理可以将其分为冷安装和预应力安装两种，当前有很多文献都对直埋的敷设方式进行了比较细致的分析，但是在工程建设的过程中还是存在着滥用的情况，而选择了不合理的安装方式以后，就可能会出现能源或者是管材方面的严重浪费，系统运行的安全也将受到影响。
实际工作中我们必须要明确的一点就是采取不同的安装方式所解决的管道失效方式也有着非常大的不同，不同的失效方式在参数的选择上也有着十分明显的不同，也就是说为了更好的对管道失效问题进行处理，就应该采取不同的直埋敷设方式，这也是保证安装质量的一个重要原则。
2.3 对大直径管道失效方式的研究不足
供热管道所涉及的失效方式主要包括以下几种：
无限制塑性变形：指的是管道的无限制塑性流动变形。
循环塑性变形：管道温度在工作循环最高温度和最低温度之间变化时，管道的变形就相应的在最大和最小、或者压缩塑性变形和拉伸塑性变形间循环变化，这样就容易产生循环塑性破坏。运行压力越高、循环温差越大，越容易产生循环塑性变形。
低循环疲劳破坏：管道结构不连续处会产生相对于管道其他部分较大的应力，温度的循环变化使得应力循环变化，引起管道的疲劳破坏。由于温度的变化频率较低，所以由温度变化引起的疲劳破坏称作低循环疲劳破坏。
高循环疲劳破坏：由于车辆等的通过，其作用力会使管道产生应力集中。因为车辆荷载出现的频率较高，所以称之为高循环疲劳破坏。对于大直径的直埋敷设，这种变形较易发生。
管道的失稳分为整体失稳和局部失稳。管道的整体失稳分为垂直失稳水平失稳。
由于管道的升温轴向力的压杆效应会使管道变弯，管段中产生较大的弯矩，从而引起垂直失稳（竖向失稳）。
管道投入运行后，在管线附近平行开沟时，土壤侧向的支撑作用减弱，极易产生管道的整体水平失稳。
3 展望
现有直埋敷设管道受力设计方法的使用范围有局限性、管道失效方式计算不全；许多工程中直埋敷设的安装方式使用混乱，难以选择合理的受力设计方法进行实际工程的设计。本文对以上问题进行了探讨，提出解决问题的方法和思路。在相关文献的研究和调研的基础上可以提出一套适合直埋敷设发展现状的受力设计计算方法。完善现有直埋供热管道受力计算方法和开发新的直埋管道受力计算软件来明确和简化直埋敷设的受力设计有着重要经济和实用价值。
结束语
当前，供热管道直埋技术已经有了非常明显的改进和提升，但是在实际的工作中还是存在着一定的问题，针对这些问题，我们一定要采取有效的方式对其进行完善和控制，同时在施工的过程中，一定要根据不同的情况，选择不同的技术，只有这样，才能更好的推动其发展和完善。
参考文献
[1]钱争晖.大管径直埋热水管道直管段的设计计算[J].区域供热，2012（5）.
[2]高海旺.简述热水供热管道直埋无补偿敷设方法[J].山西建筑，2010（35）.