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金属波纹管类组件的使用温度范围很宽,一般都在弹性元件设计制造前给出。有些特殊用途的波纹管,内腔通过液氧(-196℃)或更低温度的液氮,耐压高达25MPa 。管网系统连接用的大型波纹膨胀节(公称直径有时超过lm ),要求承压4MPa,耐温400℃,且有一定的耐腐蚀稳定性。弹性元件的温度适应能力取决于所采用弹性材料的耐温性能。因此根据弹性元件的使用温度范围,选用合适温度性能参数的弹性材料,才能加工制造出合格的波纹管类组件。
作用在金属波纹管及其它弹性元件上的各种预期的负荷值,如集中力F、压力p 和力矩M 等。在金属波纹管类弹性元件使用时,除给定施加的载荷值外,还须给定载荷的作用方向及作用位置。对于压力载荷,还要说明弹性元件是承受内腔压力或外腔压力。金属波纹管及其它弹性元件在正常工作条件下允许使用的 载荷值或满量程值。它通常是预期的设计值,或是对产品原型经过实际检测后再经修定的设计值。


随着波纹管的广泛应用,人们对波纹管的应力进行大量的分析研究和实验验证工作,提出了许多供工程设计使用的计算公式、计算程序和图表。但是,有的方法由于图表或程序繁复使用不方便,有的方法假设条件不是过于简化就是过于理想,难以保证使用上的安全可靠,不少方法未能为工程界所接受。
数值法计算波纹管应力。假定波纹管的全部波纹都处于同一条件下,在计算时只研究波纹管波纹的单个半波。这样,在研究中就不考虑端部波纹,虽然端部波纹的边界条件与中间波纹有所不同。数值法是根据E.列斯涅尔对于变壁厚回转薄壳产生轴向对称变形时所列的非线性方程来解的。在推导E.列斯涅尔方程时,应用了薄壳理论的一般假定,其中包括:与环壳曲率主半径相比厚度很小的假定;材料的均一性和各向同性的假定。采用上述假定也会给计算带来一定的误差。因为在制造波纹管时,管坯的轧制,拉深和随后的波纹塑性成形会造成材料力学性能上的各向异性和不均匀性。



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当后张构件由于防水层的崩溃、裂缝漏水和排水设施的阻塞或失效时,预应力筋就会可能受到腐蚀作用。FIP施工指南(1990)中的“预应力筋的灌浆”指出,金属管没有 的防腐能力,不足以抵抗水的渗漏和到达浆体以及预应力筋。
而预应力塑料波纹管能为预应力筋提供一种远远优于金属波纹管的屏障保护作用,能防止有害物质穿透管道的污染,从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性;预应力塑胶波纹管是以HDPE为原材料,是一种新式成孔材料。
塑料波纹管用于后张预应力混凝土结构,作为预应力筋的成孔管道。具有如下特点:具有良好的耐腐蚀性,预应力筋的防腐保护。具有良好的物理性能,不导电,可防止杂散电流腐蚀,密封性能好,不生锈;荷载下,不渗透;强度高,刚度大,抗冲击性好,不怕踩压。


