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什么是刚性管道和柔性管道？有何区别？

化工365 · 公众号 · · 2025-02-08 16:39

正文

市政管道工程中经常提到的刚性管道和柔性管道究竟是指哪类管道？钢管究竟算刚性管道还是柔性管道？下面按照 GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》 中的定义给大家介绍一下。

一、什么是刚性管道（Rigid Pipeline）？

● 定义

刚性管道主要依靠 管体材料强度 支撑外力的管道，在外荷载作用下其变形很小，管道的失效是由于 管壁强度的控制 。

● 刚性管道的特点：

—— 高强度

主要依靠其 材料本身的强度 来承受外部荷载和压力， 而不是依靠管道周围的土壤或其他环境因素 。

—— 低变形：

在受力或荷载作用下，刚性管道的 变形非常有限 ，通常保持较为固定的形状。

—— 管壁强度控制失效：

管道的结构稳定性主要由 管道壁的强度 决定， 管道的失效通常是由于管壁强度不足 ， 而不是因为变形过大 ，管壁的强度是设计和使用中的关键因素。

—— 抗冲击性强：

具有良好的 抗冲击性和耐久性 ，能够抵抗机械损伤和外部冲击，适用于高压、高强度的工程环境。

—— 低环境适应性：

由于管道的 低变形特性 ，对地基沉降、地震等环境变化的适应性较差，容易在这些条件下受损。

● 常见刚性管道类型：

—— 钢筋混凝土管道

钢筋混凝土管道是由 钢筋和混凝土组合而成 的管道，其中钢筋提供抗拉强度，混凝土提供抗压强度，广泛用于承受高压的市政和基础设施工程。

—— 预（自）应力混凝土管道

预应力混凝土管道是 在混凝土浇筑前对钢筋施加预应力 ，使管道在使用时能够 更好地抵抗外部荷载和内部压力 ，从而减少裂缝和变形。

—— 预应力钢筒混凝土管道

在预应力混凝土管道的基础上， 内层增加了钢筒 ，增强管道的 防渗性和抗压能力 ，常用于高压输水和输气工程。

二、 什么是柔性管道（Flexible Pipeline）？

● 定义

在 外荷载作用下变形显著的管道 ，竖向荷载大部分由管道两侧土体所产生的弹性抗力所平衡， 管道的失效通常由变形造成 ，而不是管壁的破坏。

● 柔性管道的特点：

—— 适应性强：

柔性管道能够 适应地面沉降、建筑物沉降等 地质和结构变动，因而在施工时对地基的要求较低。

—— 弯曲性好：

柔性管道在铺设过程中 可以进行弯曲、绕过障碍物 ，适用于复杂的地形和管道布局。

—— 承受能力：

柔性管道在受外部荷载时，会发生较大的变形，但通过土壤的弹性抵抗来平衡垂直荷载，主要依赖土壤对管道的支持力。

—— 抗震性能：

柔性管道具有 较好的抗震性能 ，能够在地震等灾害中保持管道系统的稳定性。

● 常见柔性管道类型：

—— 钢管

主要包括不锈钢管、焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管、以及合金钢管、涂塑钢管等。

—— 化学建材管

根据GB 50268-2008规范，化学建材管指玻璃纤维管或玻璃纤维增强热固性塑料管（简称玻璃钢管）、硬聚氯乙烯管（UPVC）、聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）及其钢塑复合管的统称。

—— 柔性接口的球墨铸铁管

指采用球墨铸铁材料制成，并通过 柔性连接件（如橡胶圈、柔性接头）连接 的管道。球墨铸铁具有优良的机械性能和耐腐蚀性，柔性连接则使管道能在地基变动或震动时适应一定的位移，减少因刚性连接可能造成的损坏。

三、 刚性管道与柔性管道的综合对比

最后，通过表格的形式，将刚性管道与柔性管道进行一个综合比较

特性	刚性管道	柔性管道
材料与结构	由强度高且刚性的材料(如混凝土管)制成，结构稳定	由柔韧性材料 (如PE、PVC管、柔性连接的球墨铸铁管)制成，具有一定的弯曲能力
变形能力	变形能力有限，结构保持相对固定	能够适应一定程度的变形和弯曲。
承载机制	主要依赖管道自身的强度来承受荷载，失效由管壁破裂或变形引起	依赖周围土壤或环境的弹性来分担荷载，失效通常由于过度的变形。
抗震性能	抗震性能较差，可能在地震等动态荷载下出现破坏	抗震性能较好，能够在地震等动态荷载下保持稳定
施工要求	对基础要求较高，需要精确支撑和固定	施工对基础要求较低，适应地基变化和复杂地形
应用场景	高强度和高稳定性要求的场合，如高压输水管道	适用于复杂地形和需要适应地基变化的场合，如给水和排水系统

有个问题就是按照这个规范，钢管被归类为柔性管道，而不是我们通常所认为的刚性管道，原因的话貌似是这个规范主要基于其在 外荷载作用下的受力行为和变形特性 ，而不是传统意义的材料特性，有明白的朋友可以评论区聊聊。

来源：管道直通车化工365编辑整理

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