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爆炸沖擊波作用下管道穿墻板防護(hù)密閉性破壞研究

文檔作者：都的箭，楊文貴，劉志杰文檔來(lái)源： 1．空軍工程設(shè)計(jì)研究局 2．解放軍理工大學(xué)-1-程兵工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月01日
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第23卷第3期
2006年9月
爆破
BLASTING
V01．23 No．3
Sep．2006
文章編號(hào)：1001—487X(2006)03—0013—05
爆炸沖擊波作用下管道穿墻板防護(hù)
密閉性破壞研究
都的箭 ，楊文貴 ，劉志杰
(1．空軍工程設(shè)計(jì)研究局，北京100068；2．解放軍理工大學(xué)-1-程兵工程學(xué)院，南京210007)
摘要： 爆炸沖擊波作用下人防工程各種管道穿墻板構(gòu)造部位防護(hù)密閉性是否受到破壞，是一個(gè)值得深入
研究的問題。對(duì)爆炸沖擊波作用下穿墻板管道進(jìn)行了受力分析與計(jì)算，并對(duì)管道穿墻板的構(gòu)造部位進(jìn)行了
爆炸沖擊波模擬實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明人防工程在各抗力等級(jí)爆炸沖擊波作用下，管道穿墻板做法可采用剛
性防水套管做法替代剛性密閉套管做法，且穿墻板管道直徑可以達(dá)到100 mm 以上，同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果與提出
的模型計(jì)算結(jié)論是相一致的，表明該模型的建立是合理的。
關(guān)鍵詞： 人防工程； 爆炸沖擊波； 穿墻板管道； 防護(hù)密閉性
中圖分類號(hào)： TU 761．14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
Research of the Defending Obturation of Pipelines through
W alls and Floors under Explosion Shock W aves
DU De-jian ，YANG Wen．gui ，LIU Zhi-jie
(1．Air Force Engineering Design and Research Institute，Beijing 100068，China；
2．Engineering Institute of Engineering Corps-PLA Univ of Sci&amp;amp;Tech，Nanjing 210007，China)
Abstract： The destruction of the defending obturation of all kinds of pipelines through wails and floors in civil
air defense engineering under explosion shock waves is currently focused on．In this paper，the forces on the pipe—
lines through walls and floom under explosion shock waves is analyzed and computed，and the experiment on simulative
explosion shock waves has been done to test the defending obturation of pipelines through waUs and floors．The
experimental results show that the rigidity waterproof sleeve pipe can substitute for the rigidity sealed sleeve pipe to
ensure the defending obturation of pipelines through walls and floors under all series of civil defense pressure of ex—
plosion shock waves-and the diameter of the pipelines through walls and floom can be more than 100 mm-further—
more，the experimental results are in agreement with the model an alytical results that are established in this paperwhich
show that it is logical for the this model to estimate the defending obturation of pipeline through walls and
floors un der explosion shock waves．
Key words： civil air defense engineering；explosion shock Waves；pipelines through walls and floors；defending
obturati0n
戰(zhàn)時(shí)核、常規(guī)武器爆炸沖擊波作用下，人防工程
各種管線(給排水管線、通風(fēng)管線及供電、照明電纜線
套管等)穿墻板(臨空墻、樓板)處為工程防護(hù)密閉較
收稿日期：2006—03—08．
作者簡(jiǎn)介：都的箭(1976一)，男；北京：空軍工程設(shè)計(jì)研究局工程師
為薄弱的部位，這些部位若防護(hù)密閉不當(dāng)遭到破壞，
則會(huì)導(dǎo)致爆炸沖擊波及各種放射性物質(zhì)、化學(xué)毒劑、
生物戰(zhàn)劑進(jìn)入工程內(nèi)部造成人員傷亡及設(shè)備損
壞 引。管道穿墻板工程做法有剛性防水套管做法和
剛性密閉套管做法 引?！斗揽盏叵率医o排水設(shè)計(jì)》
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14 爆破 2006年9月
規(guī)定采用剛性密閉套管做法，其做法雖然安全但比較
復(fù)雜、成本較高 J。規(guī)范規(guī)定不合理原因主要是缺少
必要的理論依據(jù)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)沖擊波破壞程
度了解不夠。對(duì)爆炸沖擊波作用下管道穿墻板構(gòu)造
部位進(jìn)行了受力分析與計(jì)算，并通過(guò)爆炸沖擊波模擬
實(shí)驗(yàn)分析了剛性防水套管做法替代剛性密閉套管做
法在管道穿墻板工程中防護(hù)密閉的安全性。
1 管道穿墻板受力分析
1．1 管道與填料之間粘結(jié)作用
為達(dá)到防護(hù)密閉要求，人防工程管道穿墻板的
工程做法是在管道與墻板之間的空隙采用填料填
塞。管道外表面與填料之間的粘結(jié)強(qiáng)度是抵抗沖擊
波壓力的關(guān)鍵。管道與填料之間的粘結(jié)作用類似于
光圓鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用[7。 ，主要有3
部分組成：填料中的膠體與管道外表面的化學(xué)膠結(jié)
力、管道外表面與填料接觸面上的摩擦阻力和由于
管道表面粗糙不平所產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。另外填料
剪切粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)管道與填料之間的粘結(jié)強(qiáng)度是有很
大影響的，表1是幾種常用填料的剪切粘結(jié)強(qiáng)度值。
管道穿混凝土墻板的粘結(jié)結(jié)構(gòu)作用示意圖如圖1所
示。
表1 幾種常用填料的剪切粘結(jié)強(qiáng)度值
Table 1 The cut felting intension for some stuffing in common use
圖1 管道穿混凝土墻板粘結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖
Fig 1 The felting structure sketch map for pipelines
through concrete walls and floors
1．2 穿墻板管道受力分析模型
管道穿墻板的剛性防水套管做法及其力學(xué)分析
模型如圖2所示。受力分析時(shí)假定：1)同一截面上
的鋼管應(yīng)力和混凝土應(yīng)力分布均勻以及同一截面四
周的粘結(jié)應(yīng)力分布均勻；2)受力過(guò)程中，不考慮混
凝土和鋼管變形的非線性和塑性性質(zhì)。
根據(jù)上述穿墻板管道受力分析模型，計(jì)算管道
穿墻板工程構(gòu)造部位的抗沖擊波安全性可按下式計(jì)
算結(jié)果進(jìn)行判別：
S≤JR (1)
式中，S為荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值；R為結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值
(即管道與填料之間的粘結(jié)力)。
荷載效應(yīng)S按下式計(jì)算：
S=y,Sk (2)
式中，y 為荷載分項(xiàng)系數(shù)，活荷載可取1．4；S 為荷
載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。若荷載．s是沖擊波超壓作用在符
道穿墻構(gòu)造處的壓力，則可參考《人民防空地下室
設(shè)計(jì)規(guī)范》¨ 公式
S=y PA (3)
式中，P為沖擊波作用在管道穿墻板構(gòu)造處的等效
靜壓；A為套管或穿墻管截面積，A=1Td ／4，其中d
為套管或穿墻管的外徑。沖擊波作用在管道穿墻板
構(gòu)造處的等效靜壓P可按下式計(jì)算：
P=KfKd△P (4)
式中， 為沖擊波超壓反射系數(shù)，可取3．0；Kd為動(dòng)
力系數(shù)，可取1．05；AP 為地面沖擊波超壓，按不同
的防護(hù)工程抗力等級(jí)來(lái)取值。
P P
1 ．ililll IllllI I
● ●
．-●．●’．● - t ， ，t · ’● 、●．● ’●． ●． ●
●
● I 穿墻管 I ●●
●’ ● t ， — 『f ● ． ●
● ●
● ● ● ●●
●
●
， ’
．． ． ’‘ 十 十 一 ．． 、 ．／
＼墻板混凝 ＼ 套管壁／
注：P為沖擊波壓力：r為填料與鋼套管界面的粘結(jié)力f r，為
填料與穿墻鋼管界面間的粘結(jié)力：F 為穿墻板管擋圈
對(duì)混凝土的推力(可以不考慮)；^為墻板厚度。
圖2 穿墻板管道力學(xué)分析模型
Fig 2 The mechanical analysis model for pipelines
through concrete walls and floors
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第23卷第3期 都的箭等爆炸沖擊波作用下管道穿墻板防護(hù)密閉性破壞研究 15
結(jié)構(gòu)抗力R按下式計(jì)算：
R= ·s (5)
式中， 為鋼管與填料間的粘結(jié)力； 為鋼管與填料
的平均粘結(jié)強(qiáng)度，按表1選??；s為鋼管與填料的粘
結(jié)面積，s=4,rrdh／3(粘結(jié)面積扣除了外墻或樓板中
間1／3厚度所填油麻部分)，其中d為套管內(nèi)徑或穿
墻管外徑， 為外墻或樓板厚度。
1．3 管道穿墻板構(gòu)造受力計(jì)算
采用圖2所示的剛性防水套管受力分析模型，
可計(jì)算出不同管徑在不同抗力等級(jí)下管道穿墻板剛
性防水套管構(gòu)造部位所受到的沖擊波壓力如表2所
示，套管或穿墻管與填料間的粘結(jié)力計(jì)算結(jié)果如表
3所示。在計(jì)算中外墻或樓板厚度h=200 mm，填
料采用石棉水泥填塞。
表2 管道穿墻板構(gòu)造處的沖擊波壓力值(Ⅳ)
Table 2 The shock waves pressure on the structure of pipelines through concrete walls and floors(N)
注：△P 為相應(yīng)抗力等級(jí)地面沖擊波超壓；括號(hào)外數(shù)值為作用在穿墻管截面內(nèi)的沖擊波壓力值；括號(hào)內(nèi)數(shù)
值為作用在套管截面內(nèi)的沖擊波壓力。
表3 套管或穿墻板管與填料間的粘結(jié)力(Ⅳ)
Table 3 The felting intension between the stufing and sleeve pipe or pipelines through
concrete walls and floors(Ⅳ)
注：括號(hào)外數(shù)值為穿墻管外側(cè)與填料間的粘結(jié)力；括號(hào)內(nèi)數(shù)值為套管內(nèi)側(cè)與填料間的粘結(jié)力。
由表2和表3計(jì)算結(jié)果可知，套管或穿墻管與
填料問的粘結(jié)力比沖擊波荷載要大的多，因此鋼管
與填料間構(gòu)造部位不發(fā)生強(qiáng)度破壞，可認(rèn)為剛性防
水套管做法在人民防空工程各抗力等級(jí)的沖擊波超
壓作用下是能達(dá)到防護(hù)密閉作用的。
2 爆炸沖擊波模擬實(shí)驗(yàn)
(a)試件平面布置尺寸圖
(a)The plane layout dimension ofthe experimental model
2．1 試件及做法
試驗(yàn)臺(tái)板上均勻設(shè)置DNS0剛性防水套管做
法、DN100剛性防水套管做法和DN150剛性密閉做
法3個(gè)試件，如圖3所示。臺(tái)板為鋼筋混凝土板，厚
度按200 mm，混凝土強(qiáng)度按C30，根據(jù)荷載大小配
置鋼筋。
(b)澆注好的試件圖
(b)The full—scale experimental model
圖3 試件圖
Fig 3 The experimental model
圖3(a)中，d159為剛性防水套管dl00；d140為
剛性防水套管d80；d219為剛性密閉套管d150。
“剛性防水套管做法”系指按國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)《防
水套管》剛性防水套管(A型)安裝圖㈡(O2S404—
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16 爆破 2006年9月
16)做法；“剛性密閉做法”系指按國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)
計(jì)《防空地下室給排水設(shè)計(jì)》剛性密閉套管安裝圖
(04FS02-16)做法。
2．2 試驗(yàn)內(nèi)容
1)加載試驗(yàn)
壓力峰值：P=0．36 MPa；
升壓時(shí)間： ≤10 ms；正壓作用時(shí)間： ≥
150 ms；
一炮，壓力誤差<±5％ 。
(a)試件上部充水
(a)The top ofthe experimental model is waterlogged
2)防護(hù)密閉性試驗(yàn)
爆前、爆后均作滲水試驗(yàn)；滲水方法是在臺(tái)板上
灌水50 mm，上部充水后擱置24 h，觀察套管及地漏
周圍的滲水情況。
2．3 試驗(yàn)結(jié)果
1)爆前滲水結(jié)果
從圖4中可看出試件上部充滿水，但底部干燥，
無(wú)漏水痕跡，說(shuō)明試件加工合格，滿足防水要求。
(b)試件底部無(wú)滲透水
(b)No osmotic water in the bottom ofthe experimental model
圖4 爆前防護(hù)密閉性試驗(yàn)
Fig 4 The defending obturation examination before explosion
2)抗爆及爆后滲水結(jié)果
引爆后根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)作出沖擊波壓力
隨時(shí)間的變化曲線如圖5所示，從圖5中可以看出，
作用在試件表面的沖擊波升壓時(shí)間為82 ms，超壓
作用時(shí)間為153 ms，實(shí)際作用在試件表面的最大超
壓為0．41 MPa。
圖5 爆炸沖擊波波形曲線圖
Fig 5 The explosion shock waves graph
抗爆后的試件破壞狀況如圖6所示，從圖6中
可以看出，管道穿墻構(gòu)造部位均完好，無(wú)任何破壞現(xiàn)
象，滲水試驗(yàn)也合格。將試驗(yàn)中試件表面的最大超
壓為0．41 MPa代人建立的模型公式(1)一式(5)
中，可計(jì)算得出管道穿墻板的剛性防水套管做法是
能達(dá)到防護(hù)密閉作用的結(jié)論，本次試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了
上述模型的計(jì)算結(jié)果，表明建立的爆炸沖擊波作用
下穿墻板管道受力分析與計(jì)算模型是合理的，可為
不同爆炸沖擊波超壓下管道穿墻板設(shè)計(jì)、施工及加
固措施提供理論依據(jù)。
3 結(jié) 論
a．試驗(yàn)表明管道穿墻板做法中的剛性防水套管
做法與剛性密閉套管做法在人防工程4—6級(jí)抗力
6 5 4 3 2 0 0 0 0 0 日 畝
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第23卷第3期 都的箭等爆炸沖擊波作用下管道穿墻板防護(hù)密閉性破壞研究 17
(a)爆后試件無(wú)破壞(上部已灌水) (b)試件底部無(wú)滲透水
(a)No breakage for the experimental model after explosion (b)No osmotic water in the bottom of
(The top ofthe experimental model is waterlogged) the experimental model
圖6 爆后試件圖
Fig 6 The experimental model after explosion
等級(jí)爆炸沖擊波作用下是安全的。剛性密閉套管做
法雖然偏于安全，但相對(duì)剛性防水套管做法而言，制
作過(guò)程較繁瑣，浪費(fèi)材料和人工，因此可用剛性防水
套管做法替代。
b．人防規(guī)范中規(guī)定穿墻板管道的公稱直徑不得
大于75 mm，試驗(yàn)表明DN100剛性防水套管做法可
以抵抗0．41 MPa的超壓，完好無(wú)損，說(shuō)明人防工程
穿墻板管道直徑可以達(dá)到100 mm以上。
c．建立的管道穿墻板構(gòu)造受力分析模型計(jì)算結(jié)
果表明，剛性防水套管的粘結(jié)力比沖擊波壓力值要
大得多，理論分析顯示此種工程做法是安全的，試驗(yàn)
結(jié)果也驗(yàn)證了該計(jì)算結(jié)果是可信的。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉倩．淺談我國(guó)城市人防工程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)[J]．
城市，2003，(4)：28-29．
[2] 吳政宏，王勝利。高技術(shù)條件下人民防空[M]．北京：
軍事科學(xué)出版社，2000。
[3] 楊文貴．人防工程管道防護(hù)研究[D]．南京：中國(guó)人民
解放軍理工大學(xué)，2005．
[4] 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院．防水套管(02S404)[S]．
2OO2．15·l7．
[5] 國(guó)家人民防空辦公室．人民防空工程大樣圖集《給水
排水工程》(2oo2Rs—G—O3—o4)【s]．
[6] 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院．防空地下室給排水設(shè)計(jì)
(FSo1 2)[S]．2004．34-77．
[7] 李紅．型鋼與混凝土粘結(jié)性能的試驗(yàn)研究[D]．西
安：西安建筑科技大學(xué)，1995．
[8] 鄭山鎖．型鋼混凝土粘結(jié)滑移力學(xué)性能研究及基本問
題[J]．力學(xué)進(jìn)展，2003，(1)：21-24．
[9] Bryson J 0 Mathey R G．Surface Condition Defect on
Bond Strength of Steel Beams in Concrete[J]，J of ACI，
2003，59(3)：397-406．
[10] Virdi K S，Dowling P J．Bond Strength in Concrete Filled
Steel Tubes[A]．ABSE Proceeding P-33／80[c]．125·
139．
[11] Tomii M，Yoshimura K，Mofis~ta Y．A Method of Improving
Bond Strength in Between Steel and Concrete Core
Cast in Square and Octagonal Steel Tubular Columns
[J]．Transactions of Japan Concrete Institute，1980，
(2)：327-334．
[12] 國(guó)家人民防空辦公室．人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范
[S]．2003。
i 專利介紹(一) 箋
專利名稱：末敏彈藥和飛行器用的氣動(dòng)十字旋翼和環(huán)形尾翼 申請(qǐng)人：姜淑君 蔓
專利申請(qǐng)?zhí)枺?3103993．6 公開號(hào)：CN1523318
申請(qǐng)E1：2003．02．19 公開E1：2004．08．25
一種用于現(xiàn)代武器系統(tǒng)的末敏彈藥、炸彈、炮彈和飛行器的氣動(dòng)十字旋翼和環(huán)形尾翼是在彈體或
機(jī)體上設(shè)有環(huán)形可滾轉(zhuǎn)的安裝架，增距小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和尾錐部加尾錐裝整流尾錐罩，內(nèi)置自動(dòng)控制
裝置。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單空氣動(dòng)力特性良好的增距末敏彈藥和飛行器的有效升力裝置。 2
。＼： ／ ／ ／； ／ ／； ／ 仝：倉(cāng)：仝0／ 舍：含!倉(cāng)：仝：全：仝：仝：仝! ： !仝：仝!含：仝! ! !舍： ： ：含!仝!仝：仝： !仝!仝!仝!仝!舍!仝： ! !全!，

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