上埋式管 敷设在地面上或浅沟中,并在其上面填土的管道。上埋式管常用于铁路、公路、渠堤下的涵洞及倒虹吸管等,埋设方式如图所示。制管材料有:混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、砖石及钢材等。常用的断面形式为圆形、箱形、拱顶矩形等。管的刚度取决于管壁材料的弹性模量、管壁厚度、断面形式及管径大小等因素。根据管的刚度大小,可分为刚性管及柔性管两类。刚性管具有较大的刚度,进行内力计算时,可近似认为是绝对刚体而忽略其变形影响,如砖石管、混凝土管及小管径的钢筋混凝土管等。柔性管的刚度较小,在外荷作用下产生较大变形,内力计算时必须考虑其影响,如钢管、钢丝网水泥管及大管径钢筋混凝土管等。
管上的计算荷载主要有:土压力、水压力、管自重等。填土压力是埋管承受的主要荷载,可分为铅直土压力及水平土压力,其大小与管的刚度、填土性质有关。
(1)铅直土压力。柔性管所承受的铅直土压力,一般认为等于管上的土柱压力,刚性管的铅直土压力大于其上的土柱压力,因为管道以上部分的填土沉降量小于两侧填土沉降量,故在竖向a-a剖面上将产生向下的摩擦力(见图)。由于这种摩擦力的存在,使刚性管的铅直土压力大于其上的土柱压力,其计算方法参见涵管土压力。
(2)水平土压力。上埋式管在填土荷载作用下,因铅直荷载常大于回填土柱重量,故埋管将产生横向变形,位移方向与水平土压力方向相反。但横向变形一般不大,刚性管则更小,故可不计其影响,水平土压力仍按静止土压力计算。当管壁侧面为圆弧面时,水平土压力可近似地取为矩形分布。