供热管网预制直埋保温管设计实例： 天津市杨柳青电厂供热管网预制直埋保温管于1997年开始设计，并于当年开始施工，1999年正式向市区供热。根据市政规划、道路等有关部门的要求，市区管网主支干线只能采用直埋敷设方式，其中DN800-DN1000的管道长度约为10公里，热网设计供水温度130℃，供水压力1.6MPa，管材材质取用Q235钢，管顶埋深在1m-3m之间。通过验算，由于供水温度高，管道安定性条件已不能满足，因此在杨柳青电厂供热管网中采用了有补偿设计，固定墩与补偿器间的距离，设计布置的固定墩和补偿器间距离。设计内容包括钢材计算温度下的基本许用应力；管道内压引起的环向应力； 管道的最大单长摩擦力。 采用的有补偿直埋敷设方式中补偿器的布置方式及管道工作时的应力分布应满足工程技术要求。直埋管道安装时， 管道内的最大轴向应力发生在固定墩处，固定墩处应进行强度条件验算；同时由于管径大，钢管相对来说是薄壁壳体必须再对管道的局部失稳问题按公式进行校核计算。 固定墩处的应力必须同时满足以上两种校核计算结果，并以此为依据来确定固定墩与补偿器间的距离。在温度的变化过程中，在管道结构不连续处产生峰值应力如：弯头、三通、大小头和折角等处，会引起管道的疲劳破坏，即低循环疲劳破坏。如果将应力释放那么就可以将其避免。杨电供热管网的主干线采用了有补偿直埋敷设方式，将管系的应力水平降低了很多，但由于天津市地下各种管道非常复杂，即使采用了有补偿直埋敷设方式，某些局部的应力水平仍很高。因此，对这些部位采取了以下措施加以解决：1、 使用大弯曲半径的弯头，所有直埋管道大口径的弯头，其弯曲半径都大于或等于3.5DN。弯头的壁厚比相同管径的钢管壁厚多2mm。同时在管道安装完回填砂以前在弯头附近一定范围的弯臂内设置泡沫垫片，增加弯臂吸收变形的能力。2、在预制直埋保温管道上设置的三通采用带加强板的三通，三通支管距主管固定点 10-12 米，当距离较大时在支管一定长度内设置泡沫垫片保护三通。在三通支管上还设置补偿器或Z型弯降低三通处的应力，一般支管上设置的补偿器或 Z 型弯距分支点 20-25米。在部分三通支管管径较小时，也采用了平行三通的布置方法，这种方法在所抽支管过较宽马路时特别实用，因为过路时往往所给的工期很紧，在马路上设置补偿器或固定墩都很困难。3、在大小头管径较大一侧设置固定墩，管径较小一侧设置补偿器，补偿器与固定墩间的距离可按前述的方法进行计算。4、当管道在地下敷设时，由于有地下障碍物或马路本身有弧度，管道在敷设时会产生折角。根据文献介绍，对于竖向折角，曲率半径在下的情况，其设计参数压力1.6MPa，温度130℃时，循环终温为10℃，预制保温管为聚乙烯外护、聚氨酯保温。得出的结论：随着埋深的增加，锚固弯矩逐渐呈线形减小，且大循环工作温差的递减速率大于小循环工作温差的递减速率，因此在条件允许的情况下，埋设的深一些（必须保证预制保温管的正常工作），既有利于管道的竖向稳定，又有利于管道的强度，增强竖向折角管段的承载能力；折角角度对锚固弯矩也有着影响，随着折角的增大，锚固弯矩也 逐渐增大，在折角为 15-25°范围内时弯矩达到最大值。对于不同的循环工作温差，弯 矩变化的性态大致相同，只不过随着温差的增加，随折角变化，弯矩增加或减小的速率 增大；煨制弯头改变曲率半径不会改变受力状况，但能改变应力分布及应力变化范围， 也就是说，改变曲率半径对改变弯头的强度具有显著的效果，而不能改变其轴向力。在管道布置中应在大折角附近的直管段上设置补偿器，或将大折角分解为几个小角度的折角。当有几个大折角相距较近时， 将这些大折角都分解为小角度的折角会很困难，这时可以采用大弯曲半径的曲管代替大折角，从而避免了折角处由于应力集中而产生低循环疲劳破坏或局部失稳破坏。