輕型逃生管道連接部件設計

       輕型逃生管道在符合人體工程學原理、兼顧牢固性的同時，還需滿足隧道施工應急逃援功能性要求，連接方式簡單、拆捉便。因此，對輕型逃生管道采用抱箍連接，每根端部有孔，并在端部設有加強護層，連接部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。為了在隧道發(fā)生坍塌事故時，相關(guān)人員方便在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120M栓系一根攀爬繩。

1、輕型逃生管道鏈扣連接

2、輕型逃生管道環(huán)型抱箍連接

3、需要有二級臺階的話還可以采用135°過渡彎頭進行連接

輕型逃生管道可靠性驗證

試驗目的

通過將尺寸規(guī)格相近的隧道逃生管道與鋼管分別進行抗沖擊試驗，論證聚乙烯管應用于公路隧道坍塌逃生應急救援的可行性。試驗材料：

1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為Φ620*10。 屈服強度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2、聚乙烯隧道逃生管道，規(guī)格為Φ800*30 , 屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

    根據(jù)Hertxz接觸力學理論，采用Thornton假設，設材料具有理想彈塑性，則兩接觸物體之間的接觸壓力，在能量分析的基礎(chǔ)上，圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值△與側(cè)向載荷 P之間的關(guān)系，則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值，為圓管材料的屈服應力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。  
    DN800逃生管道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ高分子量聚乙烯*30mm其主要參數(shù)取值為：屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3。沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑為0.67m，巖體參數(shù)取值為：彈性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 巖塊重量 W=400kg。取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放，分別對DN800逃生管道和鋼管進行沖擊，此時可根據(jù)能量守恒定律計算出巖塊下落速度，分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算，隨著圓管壁厚的增加，塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來越小。

    當塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，DN800逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當下落高度h＝5ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時，DN800逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行空間為740mm，滿足人體工程學要求，人能通過應急管道。當壁厚較小時，變形值增大，可能不，當壁厚更大時，盡管性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運困難。 因此，設計中取DN800逃生管道壁厚為30mm是適宜的。