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专论综述

超过A点转角，脱落的管体残片做刚体弹射运
动形成爆管，A、C两点转角基本相同。

根据本次爆管事件现场实际发生过程

可知，供水管道从管体开裂漏水、道面突发涌
水、道面发生区域破坏、管道管片脱落形成

爆管事件，通过有限元模拟再现了整个爆管

物理过程。并且通过数值模拟可知，脱落的
管体在管内水压作用下将形成向外侧弹射效

图 13 管道破口裂缝A点和C点平动位移时程图 应，从而导致道路区域发生损坏，进而可能
对周边人员、建构筑物或设施造成破坏，其

弹射的突发物理荷载作用不容忽视。同时，由

图2可知，由于供水管道与上部跨越的两根燃
气管道形成垂直交叉，两根燃气管道之间的

空隙约有2.7m，爆管脱落的碎片最大宽度约
为800mm，爆管中脱落的管体正好沿着平行

于上述两根燃气管道方向弹射，恰好没有对

上方两根跨越的燃气管道造成安全影响或破
图14 管道破口裂缝C端点转动位移时程图 坏，因此，本次爆管仅造成了大量涌水、地面

较为稳定，在形成贯通裂缝后突然增大，从而 塌陷与积水、道路交通中断等社会影响，如
ABC段管片完整脱离管体形成爆管。同时，由 果弹射碎片击中燃气管道，将引发严重的次

图14可知，在管体发生开裂破坏初始阶段，由 生事故。

于裂缝的进一步发展并形成贯通裂缝，在残片
4 结论
脱落前，A点的转角逐步增大，C点则在增大过

程中发生陡增超过A点转角，则说明ABC段形 本文结合上海11•16溧阳路四平路爆管
成碎片完全脱离管体，从而形成了爆管事件。 事件对其过程进行了分析，同时利用有限元

综合对比图13和图14可知，在管道管体初期裂 方法结合爆管管道几何物理参数和现场情

缝开裂发展时，A点位移与转角远大于C点，管 况开展了数值模拟分析，重点研究了管道在
段碎片绕C点向靠近管顶方向转动。一旦管道 多种荷载作用下裂缝发展及爆管形成物理过

管体形成贯通裂缝后，残片将脱离管体在内水 程，其中主要研究结论如下：

压作用下形成崩裂脱落，即A和C两点转角基 （1）对于存在先期开裂并形成初期裂
本相同，随后继续发展水平和转动，C点转角 缝的大口径管道（≥DN800），在内外荷载的

20 地下管线管理