HDPE纏繞結(jié)構(gòu)B型結(jié)構(gòu)壁管，業(yè)界俗稱“克拉管”，屬柔性管材。連接密閉性好、抗沉降能力強(qiáng)和綜合使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，使克拉管在國(guó)外早已得到廣泛應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)也被建設(shè)部評(píng)為重點(diǎn)推廣產(chǎn)品。但是作為克拉管等柔性管材選型的重要技術(shù)指標(biāo)，環(huán)剛度仍然在市場(chǎng)上甚至業(yè)界人士的邏輯認(rèn)識(shí)里存在疑問(wèn)。

疑問(wèn)一：克拉管的環(huán)剛度不夠，會(huì)壓屈失穩(wěn)或“內(nèi)凹”等畸變吧？

解答：克拉管在埋地實(shí)踐中已有超過(guò)50年的使用時(shí)間，在達(dá)到回填要求且正常運(yùn)行后，在國(guó)際/國(guó)內(nèi)應(yīng)用中并未出現(xiàn)正常使用條件下的畸變現(xiàn)象。究其原因，并不是自身的環(huán)剛度比剛性管材（如鑄鐵管）高，而是基于管材與周圍回填土體的管土共同作用原理。

Spangler 模型土壤壓力分布

垂直作用的荷載使管道發(fā)生變形時(shí)，管道周圍土壤有水平支撐作用（如上圖），在管壁內(nèi)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。管道柔性越大，變形越大，側(cè)土壓力對(duì)管道反作用力越大，在某一階段會(huì)達(dá)到垂直和水平土壤壓力的平衡狀態(tài)。在管土共同作用下，管材自身承受承載力只占15%-20%，所以單純靠提高環(huán)剛度來(lái)增大管身的承載能力是不經(jīng)濟(jì)的。

疑問(wèn)二：克拉管的埋深不會(huì)很深吧？

解答：克拉管目前最深的管頂覆土可以達(dá)到50米。克拉管為典型的異型結(jié)構(gòu)壁，通過(guò)改變管道截面的慣性矩（截面有效厚度）可是實(shí)現(xiàn)較高的環(huán)剛度。考慮動(dòng)荷載破壞，正常管頂覆土厚不低于0.5米；隨著覆土厚度的增加，動(dòng)荷載影響逐步降低（覆土厚土超過(guò)4米時(shí)，動(dòng)荷載影響基本可以忽略），但是覆土壓力等靜荷載由于管土共同作用并未隨覆土厚度增長(zhǎng)而出現(xiàn)線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。這是克拉管選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)剛度就可以實(shí)現(xiàn)較大覆土埋深的原因。

疑問(wèn)三：克拉管埋地時(shí)會(huì)變形吧？

解答：在實(shí)際施工驗(yàn)收過(guò)程，由于靜荷載和偶然動(dòng)荷載作用下，克拉管允許一定的徑向變形，但管道自身結(jié)構(gòu)必須是安全的。克拉管允許變形率須符合國(guó)標(biāo)GB50268-2008中“克拉管等化學(xué)建材管的變形率不超過(guò)5%”這個(gè)規(guī)定，比國(guó)際上施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值6%（美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值為7.5%）要求要高。

疑問(wèn)四：克拉管回填要求達(dá)不到密實(shí)度怎么辦？

解答：選擇合適的回填材料，對(duì)于柔性管道的正常運(yùn)行至關(guān)重要。回填要求如下圖：

管道設(shè)計(jì)允許徑向變形率為3%，但是由于施工地質(zhì)條件、回填材料等原因，施工回填質(zhì)量往往不能完全達(dá)到回填密實(shí)度要求。考慮以上因素，實(shí)際應(yīng)用中管道允許徑向變形率為5%。

疑問(wèn)五：國(guó)際上環(huán)剛度標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)都統(tǒng)一嗎？

解答：國(guó)際上，對(duì)于環(huán)剛度的定義和測(cè)試方法不一，環(huán)剛度所代表的物理意義也不一樣。國(guó)際上主要有：德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（DIN），國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）三大類。有別于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN16961，國(guó)標(biāo)環(huán)剛度參考的是歐標(biāo)prEN13476，而這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里所述環(huán)剛度的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法依據(jù)都是ISO標(biāo)準(zhǔn)。因此，在管材選型確認(rèn)環(huán)剛度時(shí)，須明確環(huán)剛度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。