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隧道逃生管道管体自由度越大会怎么样?

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隧道逃生管道管体自由度越大会怎么样?

逃生管道的设置符合逃生、救援需要。2012 年辽宁省交通规划设计院及华中科技大学等单位利用有限元模型对逃生钢管在冲击荷载下的边界条件及其动力响应进行了研究得出如下结论:
 
(1)管体自由度越大,对于消耗冲击能越有利;
(2)管体底部和侧边施加位移约束的模型偏于安全;
(3)垫层可在一定程度上缓解管体所受冲击力;
(4)在落石冲击作用下,逃生管仅顶部出现比落石直径略大的塑性区,其他部位未出现塑性区
(5)逃生管变形随着与端部距离的增大而减小;
(6)逃生管变形随着落石尺寸的增大而增大,随着逃生管壁厚的增大而减小。
 
2013年广东二广高速公路有限公司等单位对钢带PE波纹管和钢管在冲击荷载下的仿真模拟及现场试验研究,并得出钢带PE波纹管及钢管均能满足逃生管道的要求,但钢带PE波纹管具有造价低、质量轻及施工方便的优点。
 
综上所述:对于隧道管道逃生设施的研究呈现传统材料管材研究的多、新型管材研究的少,模拟试验研究多、现场试验研究少的特点,且上述研究均未考虑与隧道施工的干扰、隧道的断面型式,亦未系统研究管道逃生设施的配置及安装要求,因此系统研究塌方管道逃生设施的配置及安装是必要的。
  在逃生管道设计中,目前管材选用最常用的是钢管,经长期现场考察发现,施工现场使用的钢管存在造价高、接口多、不密封、耐腐蚀性差等缺点,施工时经常搁置在洞室外,起不到防止关门塌方时应急逃生的作用,对隧道施工人员生命安全造成极大的安全隐患,因此有必要更新逃生管选材。在隧道施工设计时我们提议更换逃生管道材料,把送风管与逃生管串连连接使用,洞室外新鲜空气经送风管到达初支与二衬交界处,再经逃生管道(钢带PE波纹管)输送到掌子面区域。
        与钢管相比,钢带PE波纹管具有适当的挠曲度、连接方便、造价低、使用寿命长、耐腐蚀及耐环境应力开裂的优越性。因此,选用钢带PE波纹管作为逃生管,参照规范管内径选用Φ0.8m,须要验证的是钢带PE波纹管的抗冲击能力是否到达要求。
 
 当隧道塌方时主要考虑逃生管的抗冲击能力,暨逃生管被砸部位满足人员疏散需求。现就基于横向冲击的平铺圆管试件(钢带PE波纹管和钢管)进行现场试验,分析试件的局部凹陷与冲击能量的关系,从而得出冲击点附近的变形模态,比较端部断面与中间断面的抗冲击能力。在此利用ANSYS LS-DYNA对试验进行仿真模拟(管道变形的时程曲线),再将钢带PE波纹管试验结果与钢管试验结果进行比较。
 

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