压力钢管明管结构计算书范本
水电站(压力钢管分岔管结构设计专题)计算书
目录目录 (1)第1章枢纽布置、挡水及泄水建筑物 (5)1.1混凝土非溢流坝 (5)1.1.1 剖面设计 (5)1.1.2 稳定与应力校核 (9)1.2 混凝土溢流坝 (34)1.2.1 溢流坝孔口尺寸的确定 (34)1.2.2 溢流坝堰顶高程的确定 (35)1.2.3 闸门的选择 (36)1.2.4 溢流坝剖面 (37)1.2.5 溢流坝稳定验算 (39)1.2.6 溢流坝的结构布置 (48)1.2.7 消能与防冲 (48)第2章水电站厂房 (51)2.1 水轮机的选择 (51)2.1.1 特征水头的选择 (51)1 / 1082.1.2 水轮机型号选择 (55)2.1.3 水轮机安装高程 (61)2.2 厂房内部结构 (62)2.2.1 电机外形尺寸估算 (62)2.2.2 发电机重量估算 (64)2.2.3 水轮机蜗壳及尾水管 (65)2.2.4 调速系统，调速设备选择 (66)2.2.5 水轮机阀门及其附件 (69)2.2.6 起重机设备选择 (70)2.3 主厂房尺寸及布置 (70)2.3.1 长度 (70)2.3.2 宽度 (72)2.3.3 厂房各层高程确定 (72)第3章引水建筑物 (77)3.1 细部构造 (77)3.1.1 隧洞洞径 (77)3.1.2 隧洞进口段 (77)3.2 调压室 (80)3.2.1 设置调压室的条件 (80)3.2.2 压力管道设计 (80)3.2.3 计算托马断面 (81)3.2.4 计算最高涌波引水道水头损失 (86)3.2.5 计算最低涌波引水道水头损失 (89)3.2.6 调压室方案比较 (91)第四章岔管专题设计 (100)4.1结构设计 (100)4.1.1 管壁厚度的计算 (100)4.1.2 岔管体形设计 (101)4.1.3 肋板计算 (103)3 / 108第1章枢纽布置、挡水及泄水建筑物1.1混凝土非溢流坝1.1.1剖面设计1.1.1.1差不多剖面5 / 1081.1.1.1.1坝高的确定（1）按差不多组合（正常情况）计算：m H 235.5112123.5m =∇-∇=-=设计底220gD 9.81220042.63v 22.5⨯== 由（1）得5%h 1.057m = 由（2）得m L 10.92m =由《水工建筑物》表2—12 查得5%mh 1.95h = m h 0.542m ∴= 1%mh 2.42h = 1%h 2.420.542 1.31m ∴=⨯= 221%m z m m h 2H 1.312123.5h cth cth 0.49m L L 10.9210.92πππ⨯π⨯∴=== 大坝级不1级 正常情况c h 0.7m =1%z c h 2h h h 2 1.310.490.7 3.81m ∆=++=⨯++=设坝顶高程=设计洪水位+h ∆设235.5 3.81239.31m =+=(2)按专门组合（校核情况）计算：m H 238112126m =∇-∇=-=校核底220gD 9.81222597.01v 15⨯== 由（1）得5%h 0.64m = 由（2）得m L 7.30m =7 / 108由《水工建筑物》表2—12 查得5%mh 1.95h = m h 0.328m ∴= 1%mh 2.42h = 1%h 2.420.3280.79m ∴=⨯= 221%m z m m h 2H 0.792126h cth cth 0.27m L L 7.37.3πππ⨯π⨯∴=== 大坝级不1级 非正常情况c h 0.5m =1%z c h 2h h h 20.790.270.5 2.35m ∆=++=⨯++=设坝顶高程=校核洪水位+h ∆校238 2.35240.35m =+=综上：坝顶高程取为240.35 m 。
管道计算书模板
管道计算书模板一、基本信息
工程名：PROJECT
设备位号：ITEM
设备名称：EQUIPMENT
设计单位：DESIGNER
日期：DATE
二、工艺设计参数
1. 设计压力：XXX MPa
2. 设计温度：XXX ℃
3. 管材：XXX
4. D=XXX mm
三、计算
1. 材料厚度负偏差（C1）
2. 管道壁厚（T）
3. 管道外径（D1）
4. 管道内径（D0）
5. 余量（E）
6. 压力等级（P）
7. 压力管道设计计算书（根据实际需要填写）
四、其他参数
1. 夏季主导风向：XXXX风
2. 设计暴雨强度公式及其参数如下：重现期为XXX年，地面集水时间
t1=XX min。
3. 地质资料：土壤性质、冰冻深度、地震基本烈度等。
4. 受纳水体水文与水质资料：流速、水位标高、水温等。
5. 设计内容：根据所给的城市地形图和资料，进行城市污水管道工程的扩初设计和城市雨水管道工程的扩初设计。
五、结论与建议
1. 根据计算结果，提出管道设计的结论性意见。
2. 根据实际情况，提出优化建议和改进措施。
钢管支撑结构计算
验算 N/ψ yA+0.7Mx/W ≤ φ f
数据输入
钢管外径d (mm) 管壁厚度t (mm) 钢材抗压强度设计值f (N/mm2) 钢材屈服强度值fy (N/mm2) 钢材弹性模量E (N/mm2) 600 12.0 315 345 2.06E+05 轴心压力N (KN) 最大弯矩Mx (KN· m) 计算长度l0x (mm) 计算长度l0y (mm) 等效弯矩系数β m 1402.00 0.00 25000 25000 1.0
二、径厚比验算
验算 d/t ≤ 100*(235/fy) 满足
三、刚度验算
构件容许长细比[λ ] 150 刚度验算 Max[λ x,λ y]<[λ ] 满足
四、强度验算
N/A+M/γ W (N/mm2)
63.25
验算 N/A+M/γ W ≤ f
满足
ห้องสมุดไป่ตู้
五、稳定性验算
⒈弯矩平面内 1.566 构件所属的截面类型 λ x'=(fy/E)1/2*λ x/π 系数α 1 系数α 2 0.600 系数α 3 0.300 欧拉临界力NEx=π 2EA/λ x2 (KN) 当λ x'＞0.215时，稳定系数ψ x={(α 2+α 3λ x'+λ x'2)-[(α 2+α 3λ x'+λ x'2)2-4λ x'2]1/2}/2λ x'2 2 当λ x'≤0.215时，稳定系数ψ x=1-α 1λ x' 局部稳定系数φ =1 （d/t≤60时）；φ =1.64-0.23*(d/t)1/4 （d/t>60时） N/ψ xA+β mMx/γ W(1-0.8N/NEx) (N/mm2) 验算 N/ψ xA+β mMx/γ W(1-0.8N/NEx) ≤ φ f ⒉弯矩平面外 不需验算 λ y'=(fy/E)1/2*λ y/π 当λ y'〉0.215时，稳定系数ψ y={(α 2+α 3λ y'+λ y'2)-[(α 2+α 3λ y'+λ y'2)2-4λ y'2]1/2}/2λ y'2 当λ y'≤0.215时，稳定系数ψ y=1-α 1λ y'2 N/ψ yA+0.7Mx/W (N/mm2) b类 0.965 3.1E+03 0.323 1.0000 195.77 满足
压力钢管计算
压力钢管计算一、压力钢管简介压力钢管是一种用于输送流体的管道，广泛应用于石油、天然气、水力等领域。
它承受着内部流体的压力，以及外部环境的作用力，因此对其进行合理的计算和设计至关重要。
压力钢管的计算主要包括强度、稳定性和疲劳寿命等方面。
二、压力钢管计算方法1.强度计算压力钢管的强度计算主要依据材料的屈服强度、抗拉强度等性能参数。
计算公式为：σ= P/A其中，σ表示钢管的应力，P表示管道内流体的压力，A表示管道的横截面积。
2.稳定性计算压力钢管的稳定性计算主要考虑管道的弯曲、压缩和拉伸等失稳形式。
稳定性计算公式为：λ= 2π/ω其中，λ表示失稳波长，ω表示钢管的振动频率。
3.疲劳寿命计算压力钢管的疲劳寿命计算主要依据循环应力、疲劳极限等参数。
计算公式为：= Δσ/σ_0其中，N表示疲劳寿命，Δσ表示循环应力变化幅值，σ_0表示钢管的屈服强度。
三、计算实例以一个直径为0.5米、长度为100米的压力钢管为例，材料为Q345，流体压力为10MPa。
1.强度计算σ= 10MPa / (π * (0.5m)^2) = 100000000Pa2.稳定性计算ω= 1 / 2π * f = 1 / 2π * 10Hz = 1.59m/sλ= 2π / ω = 2π / 1.59m/s = 41.4m3.疲劳寿命计算Δσ= 0.5 * σ_0 = 0.5 * 345MPa = 172.5MPa= Δσ / σ_0 = 172.5MPa / 345MPa = 0.5四、注意事项1.压力钢管计算时，应充分考虑管道的材料、尺寸、流体压力等因素。
2.计算过程中，应注意单位的统一。
3.对于复杂工况，可采用数值模拟等方法进行计算。
五、总结压力钢管计算是管道设计的重要环节，通过对强度、稳定性和疲劳寿命的计算，可以确保管道的安全运行。
在实际工程中，应根据具体情况选择合适的计算方法，并结合实际工况进行调整。
压力钢管结构计算和抗外压稳定校核
压力钢管结构计算和抗外压稳定校核1.计算原则：① 钢管结构在弹性状态下工作；② 除对钢管结构进行强度计算外，还要对钢管进行抗外压稳定校核； ③ 计算中不计地震力及弯段水流的离心力； ④ 钢材为普通碳素钢，即主炉3号镇定钢（A 3）； ⑤ 焊接系数采用0.9，超声波检查率为100%； ⑥ 管壁厚度计算中，钢管允许应力为0.55σs ×75%。
2. 计算工况： （1）计算荷载：① 2180.0m 正常蓄水位时静水压力；② 2180.0m 正常蓄水位时机组丢弃全部负荷的正水锤压力; ③ 钢管的自重; ④ 管内的水重; ⑤ 温度荷载;⑥ 管道放空时通气设备造成的负压。
（2）荷载组合：工况一：①＋②＋③＋④＋⑤ 工况二：⑥3. 钢管管壁厚度的计算 ① 管壁厚度按锅炉公式计算：式中 δ—管壁厚度（mm ）H —包括水击压力值的设计水头 （m ）；[]ϕσδHD50=D —钢管内径（m）；[σ] —钢材允许应力，[σ]=0.55σs×75% （kg/cm2）,σs=2400kg/cm2;φ—接缝坚固系数，φ取0.9。
②由上式计算得到的管壁计算厚度，在满足钢管抗外压稳定的条件下，再加上2mm的锈蚀及磨损厚度，即为钢管管壁选用厚度。
计算成果见表1.3.2。
钢管管壁厚度计算成果表表1.3.2项目管段设计水头（m）钢管内径（mm）计算壁厚（mm）选用壁厚（mm）取水口~M段53.088 1500 4.5 14M~M1段87.287 1500 7.3 14M1~N1段119.434 1500 10.05 14 N1~机组导叶前120.752 1250 8.5 12 4．管壁抗外压稳定校核钢管管壁厚度除应满足强度要求外，还需满足稳定性要求，管壁维持稳定的最小厚度为：对于φ1500管径对于φ1250管径130D≥δ54.11130150014=≥=δ62.9130125012=≥=δ故壁厚均满足抗外压稳定要求，即钢管在外部压力作用，若管内出现负压也不会失稳。
压力管道强度计算书
强度计算书工程名称：XXXXXXXXXX 项目号：XXXX版次：0设计单位：XXXXXXXXXX项目负责：设计：校核：审核：工业及热力管道壁厚计算书1直管壁厚校核1.1计算公式：根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）6.2中规定，当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时，承受内压直管的计算厚度不应小于式（1）计算的值。
设计厚度t sd 应按式（2）计算。
[]()PYE PD t j tos +=σ2 （1）C t t s sd += （2）21C C C += （3）式中 s t —直管计算厚度（mm ）；P —设计压力（MPa ）； o D —管子外径（mm ）；[]t σ—在设计温度下材料的许用应力（MPa ）；j E —焊接接头系数；sd t —直管设计厚度（mm ）；C —厚度附加量之和（mm ）； 1C —厚度减薄附加量（mm ） 2C —腐蚀或腐蚀附加量（mm ）Y—计算系数式中设计温度为常温，一般取100℃，[]tσ根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取，故20#为130MPa，S30408为137MPa。
E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分：材料》j（GB/T20801.2-2006）表A.3，故20#和S30408的取值都为1。
Y根据《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）（2008年版）表6.2.1进行选取，故20#和S30408的取值都为0.4。
1.2管道计算厚度1.3厚度附加量(1).C1厚度减薄附加量（mm），取钢管允许厚度负偏差。
根据《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-2012）规定：热轧（挤、扩）钢管壁厚＜15mm时，普通级允许厚度负偏差（12.5%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；热轧（挤、扩）钢管壁厚≥15mm时，普通级允许厚度负偏差（15%δ）高级允许厚度负偏差（12.5%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚≤3mm时，普通级允许厚度负偏差（14%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）；冷拔（轧）钢管壁厚＞3mm时，普通级允许厚度负偏差（10%δ）高级允许厚度负偏差（10%δ）。
压力钢管明管结构计算书范本
4500
3.021
9626
② 钢管中水重分力Ｑw
计算公式： Q w q w L cos
（每跨管内水重）
qw 0.25 D 2 w （单位管长管内水重）
钢管中水重分力Ｑw计算表
D
γw
α
L
qw(N/mm)
Qw(N)
1400 0.0000098 44.920 °
4500
15.086
48070
25％）
钢管管壁厚度 t 初估计算表
γw
H
D
σs
φ
［σ］
0.0000098 77378
1400
325
0.95
178.75
t(mm) 3.7
取计算管壁厚度 t= 8mm
再考虑 2mm的锈蚀裕量，管壁结构厚度初定 t= 7mm
（2）复核管壁结构厚度是否满足考虑制造工艺、安装、运输等要求，保证必须的刚度的最小厚度要求：
每跨钢管自重单位管长钢管自重考虑刚性环等附件的附加重量约为钢管自重的25钢管自重分力q钢管中水重分力qw2垂直管轴方向的力法向力钢管应力分析58mm实际选用管壁厚度满足要求
1 设计依据及参考资料
压力钢管（明管）结构计算书
（ 1）设计依据：《水电站压力钢管设计规范》（ SL281—2003）
（ 2）参考资料：《水电站建筑物》（王树人 董毓新主编）、《水电站》（成都水力发电学校主编）
H= 77378mm
（2）垂直管轴方向的力（法向力）
① 钢管自重分力Ｑs
计算公式： Q s q sL co s
（每跨钢管自重）
qs 1.25 Dt s （单位管长钢管自重，考虑刚性环等附件的附加重量约为钢管自重的
钢管结构支管承载力计算表格
钢管结构支管承载力计算一：X 型连接主管外径d=55主管壁厚t=5支管外径ds=40支管外径与主管外径比β=0.727273主管轴力（kN)N=-100(拉力为正，压力为负)主管轴向应力σ=-127.324MPa主管材料屈服强度fy=235主管材料设计强度f=215参数ψn=0.543907主管与支管夹角θ=45°受压支管在管节点处承载力设计值N c pj54.83641kN 受拉支管在管节点处承载力设计值N tpj N t pj =1.5N c pj =82.254608kN()=·-=f t N n pj c 2sin 81.0145.5y qb二：T 型和Y 型连接主管外径d=55主管壁厚t=5支管外径ds=40支管外径与主管外径比β=0.727273主管轴力（kN)N=-100(拉力为正，压力为负)主管轴向应力σ=-127.324MPa主管材料屈服强度fy=235主管材料设计强度f=215参数ψn=0.543907参数ψd=0.774545主管与支管夹角θ=45°受压支管在管节点处承载力设计值N c pj62.69693kN 受拉支管在管节点处承载力设计值N t pj当β≤0.6时，N t pj =1.4N c pj =87.77571kN 当β>0.6时，N t pj =(2-β)N c pj =79.7961kN 12=÷øöçèæ=f t t d N d n pj c 22.0sin 12.y yq三：K 型连接主管外径d=55主管壁厚t=5支管外径ds=40支管外径与主管外径比β=0.727273主管轴力（kN)N=-100(拉力为正，压力为负)主管轴向应力σ=-127.324MPa主管材料屈服强度fy=235主管材料设计强度f=215参数ψn=0.543907参数ψd=0.774545支管间隙a=10(a<0时，取a=0）参数ψa=0.942091主管与受压支管夹角θc=45°主管与受压支管夹角θt=45°受压支管在管节点处承载力设计值N c pj59.06624kN 受拉支管在管节点处承载力设计值N t pjN t pj =(sin θc/sin θt)*N c pj =59.06624kN 注：①0.2≤β≤1.0，ds/ts ≤50,θ≥30°②当d/t>50时，取d/t=50=÷øöçèæ=f t t d N a d n pj c 22.0sin 12.12y y yq。
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钢管管壁厚度 t 初估计算表
γw
H
D
σs
φ
［σ］
0.0000098 77378
1400
325
0.95
178.75
t(mm) 3.7
取计算管壁厚度 t= 8mm
再考虑 2mm的锈蚀裕量，管壁结构厚度初定 t= 7mm
（2）复核管壁结构厚度是否满足考虑制造工艺、安装、运输等要求，保证必须的刚度的最小厚度要求：
6
3.021
15.086
4500
0.5
44.920 ° 173090
⑤ 轴向力的合力∑Ａ
计算公式： A A 1 A5 A6 A7
轴向力合力∑ A计算表
A1
A5
A6
A7
∑A(N)
72528
73216
198402
173090
517236
4.1.2 跨中管壁断面应力计算
（1）径向内水压力 P在管壁中产生的环向应力σ θ１
2003年10月13日
-16.8
0
-16.8
管底点
180°
76.316
-16.8
2.409
-14.391
σr -0.753 -0.758 -0.763
σ 86.81 85.742 84.719
φ［σ］ 122.7875 122.7875 122.7875
编制
套筒式伸缩节端部的内水压力Ａ 5计算表
D1
D2
γw
H′
P′(N/mm2)
A5（ N）
1468
1400 0.0000098 48818
0.478
73216
③ 温升时套筒式伸缩节止水填料的摩擦力Ａ 6
计算公式： A6 D 1b 1 1 P
温升时套筒式伸缩节止水填料的摩擦力Ａ 6计算表
D1
b1
μ1
跨中径向应力 σ r 计算表
θ
γw
H
r
α
0°
0.0000098 77378
700
44.920 °
90°
0.0000098 77378
700
44.920 °
180° 0.0000098 77378
700
44.920 °
σr (N/mm2) -0.753 -0.758 -0.763
4.1.3 跨中管壁断面各计算点应力条件复核
H= 77378mm
（2）垂直管轴方向的力（法向力）
① 钢管自重分力Ｑs
计算公式： Q s q sL co s
（每跨钢管自重）
qs 1.25 Dt s （单位管长钢管自重，考虑刚性环等附件的附加重量约为钢管自重的
钢管自重分力Ｑs计算表
D
t
γs
α
L
qs(N/mm)
Qs(N)
1400
7
0.0000785 44.920 °
4500
3.021
9626
② 钢管中水重分力Ｑw
计算公式： Q w q w L cos
（每跨管内水重）
qw 0.25 D 2 w （单位管长管内水重）
钢管中水重分力Ｑw计算表
D
γw
α
L
qw(N/mm)
Qw(N)
1400 0.0000098 44.920 °
4500
15.086
48070
25％）
3 初估管壁厚度ｔ
（1）根据末跨的主要荷载（内水压力）并考虑将钢材的允许应力降低
计算公式：
t 2
w HD 1 0.15
15%，按锅炉公式初估管壁厚度 t ：
式中：
0.55 s
钢管管壁钢材屈服点…………………………………… σ s= 325.000N/mm2
末跨跨中截面管道中心内水压力………………………… H= 77378mm
复核公式：
2
2
2
x
r
x
r
xr
1
式中：
x
x1
x2
相应计算工况的允许应力：［ σ ］=0.55 σs= 129.250N/mm2
跨中断面应力条件复核计算成果表
部位
θ
σθ=σθ1
σ x1
σ x2
σx
管顶点
0°
75.345
-16.8
-2.409
-19.209
管水平轴线
90°
75.83
7
77378 44.920 °
75.345
90°
1400
700
0.758
7
77378 44.920 °
75.83
180°
1400
700
0.758
7
77378 44.920 °
76.316
（2）轴向力∑ A在横断面上产生的轴向应力σ x1（以拉力为 +）
计算公式： A x1 2 rt
跨
517236
700
7
σ x1(N/mm2) -16.8
（3）法向力在横断面上产生的轴向应力σ x2
计算公式： M
x2
r 2t cos
M
1 (qs
q w ) L2 cos
10
θ 0° 90° 180°
qs 3.021 3.021 3.021
qw 15.086 15.086 15.086
（3）轴向力∑Ａ ① 钢管自重轴向分力Ａ 1
计算公式： A1 q sL 3 sin
式中：
伸缩节至计算截面处的钢管长度…………………………Ｌ 3= 34000mm
钢管自重轴向分力Ａ 1计算表
α
qs
L3
A1（ N）
44.920 °
3.021
② 套筒式伸缩节端部的内水压力Ａ 5
34000
计算公式： P r r
1
1 cos cos
t
H
D r
2
式中： θ 为计算点半径与管中心铅垂线的夹角： θ=0°为管顶点； θ=90°为管水平轴线处； θ =180°
为管底处。
θ
D
r
跨中环向应力 σθ 1计算表
P
t
H
α
2
σ θ 1(N/mm )
0°
1400
700
0.758
跨中轴向应力 σ x2计算表
L
α
M
r
4500
44.920 ° 25963431
700
4500
44.920 ° 25963431
700
4500
44.920 ° 25963431
700
t
σ x2(N/mm2)
7
-2.409
7
0
7
2.409
（4）内水压力 P在管壁产生的径向应力σ r
计算公式： r P w (H r cos cos )
1 设计依据及参考资料
压力钢管（明管）结构计算书
（ 1）设计依据：《水电站压力钢管设计规范》（ SL281—2003）
（ 2）参考资料：《水电站建筑物》（王树人 董毓新主编）、《水电站》（成都水力发电学校主编）
2 设计基本资料
设计引用流量……………………………………………… Q= 3.860m3/s 钢材的弹性模量…………………………………………… E= 206000N/mm2 钢材的泊松比……………………………………………… μ=0.3 钢材的重度……………………………………………… γ s= 0.0000785N/mm3 水的重度………………………………………………… γ w= 0.0000098N/mm3 钢管内径…………………………………………………… D= 1400mm 钢管轴线倾角……………………………………………… α=44.920 ° 镇墩间距……………………………………………………Ｌ 1= 27600mm 支墩间距…………………………………………………… L= 4500mm 加径环间距………………………………………………… l= 2000mm 伸缩节与上镇墩的距离……………………………………Ｌ 2= 2000mm 伸缩节止水盘根沿管轴向长度……………………………ｂ 1= 300mm 伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数…………………… μ 1= 0.3 支座对管壁的摩擦系数…………………………………… f= 0.5 焊缝系数…………………………………………………… φ=0.95
计算公式：
t D / 800 4
则 t 应满足： t ≥ 5.8mm
实际选用管壁厚度 t=
7mm ，满足要求。
4 钢管应力分析
4.1 跨中管壁断面应力分析 4.1.1 荷载计算 （1）径向内水压力Ｐ 计算公式： P H w 式中： 计算截面管道中心内水压力……………………………… 则： P H w 0.758N/mm2
P′
A6（ N）
1468
300
0.3
0.478
198402
④ 温升时支座对钢管的摩擦力Ａ 7
计算公式： A7 q L f cos
n qs qw Lf cos
式中：
计算截面以上支座的个数………………………………… n=6 个
温升时支座对钢管的摩擦力Ａ 7计算表
n
qs
qw
L
f
α
A7(N)
72528
计算公式：
2
A5
D1
4
P Hw
式中：
2
D2 P
伸缩节端部管道中心内水压力…………………………… H′＝48818mm
伸缩节内套管外径…………………………………………Ｄ 1= 1468mm
伸缩节内套管内径…………………………………………Ｄ 2= 1400mm