1 直埋熱(rè)水(shuǐ)管道設計理(lǐ)論的(de)發展現狀 由于管道直埋于土壤中 管道将受到周圍土壤的(de)作用(yòng) 使直埋管道的(de)力學特性完全不同于地溝或架空敷設中管道 故在管網設計中應采用(yòng)不同的(de)設計理(lǐ)論 然而 我國的(de)直埋設計理(lǐ)論的(de)發展并不是一帆風順的(de)  20 世紀 80 年代 在我國的(de)直埋管道設計中存在兩種不同的(de)強度設計理(lǐ)論 其實質
不同在于是否進行應力分(fēn)類 表現爲采用(yòng)不同的(de)溫度應力強度條件 80年初 我國在引
進北(běi)歐預制直埋保溫管的(de)同時(shí) 一些單位也(yě)開始采用(yòng)北(běi)歐的(de)設計理(lǐ)論進行直埋管道設計 該
理(lǐ)論不進行應力分(fēn)類 溫度應力的(de)強度條件爲不允許塑性變形的(de)彈性條件 即所謂的(de)彈
性分(fēn)析方法 對(duì)于運行溫度在 85 150 的(de)直埋熱(rè)網 直管段隻能設置補償裝置 補償
器或補償彎管 或進行預熱(rè)或設置一次性補償器 在北(běi)歐的(de)設計手冊中分(fēn)别稱爲有補償
方式 預熱(rè)方式和(hé)一次性補償器方式  
在 70 年代末 北(běi)京煤氣熱(rè)力設計院就将火力發電廠汽水(shuǐ)管道的(de)設計理(lǐ)論引入到直
埋管道設計上 該理(lǐ)論進行應力分(fēn)類 溫度應力的(de)強度條件爲不出現循環塑性變形的(de)安
定性條件 即所謂的(de)安定性分(fēn)析方法 對(duì)于運行溫度爲 85 150 的(de)直埋熱(rè)網 直管段
一般可(kě)不預熱(rè) 也(yě)不補償 北(běi)京煤氣熱(rè)力設計院稱之爲無補償方式  
進入 90 年代 北(běi)歐已意識到彈性分(fēn)析的(de)不足 沒有反映鋼材塑性變形和(hé)破壞的(de)關
系 也(yě)沒有充分(fēn)利用(yòng)鋼材的(de)潛力 在一些資料中已可(kě)以看到北(běi)歐設計理(lǐ)論在變化(huà)  
1993年 ABB公司的(de)供熱(rè)手冊中介紹的(de)直埋敷設熱(rè)水(shuǐ)管網冷(lěng)安裝方式 可(kě)不進行預
應力和(hé)補償 而應用(yòng)在運行溫度 130 140 的(de)直埋熱(rè)網上 其軸向應力已超出了(le)彈性分(fēn)
析的(de)範疇  
1996 年新的(de)歐洲标準 區(qū)域供熱(rè)整體式預制聚氨酯保溫管的(de)設計 計算(suàn)和(hé)安裝 草(cǎo)稿
和(hé) 1997 年爲解釋該标準而出版的(de) 集中供熱(rè)手冊 都采用(yòng)應力分(fēn)類法進行直埋敷設熱(rè)
水(shuǐ)管網強度計算(suàn)和(hé)設計  
在這(zhè)種情況下(xià) 1998 年6月(yuè)執行的(de)我國行業标準 城(chéng)鎮直埋供熱(rè)管道工程技術規程
CJJ/T81 1998 明(míng)确規定 采用(yòng)應力分(fēn)類法進行直埋熱(rè)力管道的(de)強度設計 在應力
分(fēn)類法中 内壓應力要進行極限分(fēn)析 直管段的(de)溫度應力要進行安定性分(fēn)析 三通(tōng) 彎
頭和(hé)折角處的(de)峰值應力要進行疲勞分(fēn)析  
2 直埋熱(rè)水(shuǐ)管道設計理(lǐ)論存在的(de)問題 在彈性分(fēn)析和(hé)安定性分(fēn)析的(de)争論中 人(rén)
們終選擇了(le)安定性分(fēn)析控制溫度應力 但是應該看到 溫度應力導緻的(de)直管破壞并不
是管網的(de)主要失效方式 在管網中還(hái)存在著(zhe)多(duō)種失效方式 而且各種失效方式的(de)起因是
不同的(de) 産生的(de)部位也(yě)是不同的(de) 因此 在直埋管道強度設計中 僅僅對(duì)溫度應力進行
安定性分(fēn)析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的(de)  
盡管在 城(chéng)鎮直埋供熱(rè)管道工程技術規程 CJJ/181 1998 已規定采用(yòng)應力分(fēn)類
法對(duì)不同的(de)應力采用(yòng)不同的(de)強度設計條件 但大(dà)多(duō)數設計人(rén)員(yuán)還(hái)沒有從管道系統失效的(de)
角度認識應力分(fēn)類法的(de)實質 往往将對(duì)溫度應力的(de)安定性分(fēn)析看成是直埋管道設計中唯一的(de)強度條件  
當北(běi)歐采用(yòng)彈性分(fēn)析時(shí) 提出了(le)有補償 預熱(rè)和(hé)一次性補償器等三種安裝方式 由
  104 于預熱(rè)時(shí)可(kě)以不設置補償器 也(yě)将預熱(rè)方式稱爲無補償方式 當北(běi)歐後來(lái)采用(yòng)安定性
分(fēn)析時(shí) 則允許管道在冷(lěng)态下(xià)直接安裝而不設置補償器 與預熱(rè)不設置補償器的(de)方式相
比較 稱這(zhè)種安裝方式爲冷(lěng)安裝  
在國内 北(běi)京煤氣熱(rè)力設計院認爲 若采用(yòng)安定性分(fēn)析 在冷(lěng)态安裝下(xià)錨固狀态的(de)
鋼套鋼保溫管道已滿足強度條件 預熱(rè)和(hé)使用(yòng)一次性補償器是沒有任何必要的(de) 這(zhè)樣與傳統的(de)管溝
敷設設置補償器相比較 稱這(zhè)種安裝方式爲無補償方式 用(yòng)北(běi)歐的(de)觀點則應稱爲冷(lěng)安裝  
可(kě)以看到 由于前面所述的(de)安裝方式是不同強度分(fēn)析方法的(de)産物(wù) 因而不能反映管
道應力水(shuǐ)平 而且劃分(fēn)方法存在概念上的(de)混亂  
對(duì)于實際運行的(de)管網 因直管破壞導緻的(de)管網事故幾乎是沒有的(de) 而大(dà)多(duō)數的(de)事故
都是由彎頭 三通(tōng) 折角和(hé)大(dà)小頭等管件的(de)破壞而引起的(de) 因此 使管網系統中所有管
件都處于安全的(de)強度狀态才是管網系統設計的(de)終目的(de) 而不同管件的(de)強度設計又構成
了(le)管網系統設計的(de)基礎  
然而 由于過去一直沒有從管道系統的(de)角度進行強度設計 故管件的(de)強度計算(suàn)模型
幾乎沒有 進而無法形成完善的(de)管網系統設計體系