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轻型逃生管道连接部件设计

       轻型逃生管道在符合人体工程学原理、兼顾牢固性的同时，还需满足隧道施工应急逃援功能性要求，连接方式简单、拆捉便。因此，对轻型逃生管道采用抱箍连接，每根端部有孔，并在端部设有加强护层，连接部件有钢丝绳、铁链及其端部挂钩。为了在隧道发生坍塌事故时，相关人员方便在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120M栓系一根攀爬绳。

1、轻型逃生管道链扣连接

2、轻型逃生管道环型抱箍连接

3、需要有二级台阶的话还可以采用135°过渡弯头进行连接

轻型逃生管道可靠性验证

试验目的

通过将尺寸规格相近的隧道逃生管道与钢管分别进行抗冲击试验，论证聚乙烯管应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。试验材料：

1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管，规格为Φ620*10。 屈服强度σ1=215GPa，弹性模量弹性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2、聚乙烯隧道逃生管道，规格为Φ800*30 , 屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

    根据Hertxz接触力学理论，采用Thornton假设，设材料具有理想弹塑性，则两接触物体之间的接触压力，在能量分析的基础上，圆管受到侧向冲击时局部凹陷值△与侧向载荷 P之间的关系，则可推出圆管受到侧向冲击时局部凹陷值，为圆管材料的屈服应力；Ｈ为圆管的厚；Ｄ为圆管的直径。  
    DN800逃生管道（分子量约为250万），规格为Φ高分子量聚乙烯*30mm其主要参数取值为：屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3。冲击试件为块状花岗岩，初步选定岩块直径为0.67m，岩体参数取值为：弹性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 岩块重量 W=400kg。取隧道中心及边顶部到圆管顶部的高度的极限值H为7m和5m,将块石自由释放，分别对DN800逃生管道和钢管进行冲击，此时可根据能量守恒定律计算出岩块下落速度，分别为v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圆管壁厚H进行计算，随着圆管壁厚的增加，块石下落引起的圆管凹陷变形值越来越小。

    当块石下落高度ｈ＝7ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，DN800逃生管道的凹陷变形值Δ＝0.048m，约为圆 管直径的8%；当下落高度h＝5ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，凹陷变形值 Δ＝0.038m，变形值更小。此时，DN800逃生管道变形凹陷后，管内的通行空间为740mm，满足人体工程学要求，人能通过应急管道。当壁厚较小时，变形值增大，可能不，当壁厚更大时，尽管性增加，但管材重量 也随之增加，致使成本上升，搬运困难。 因此，设计中取DN800逃生管道壁厚为30mm是适宜的。