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城镇燃气管道跨越河流设计方式的探讨
来源: 时间:2010-01-08 22:53:00点击:5612
摘要:城镇燃气跨越河流方式有多种形式,本文罗列了工程中常用一些跨越方式,并就最常用的随桥附设设计方式展开讨论,以工程实际为重点介绍方向,不侧重于理论计算。

    关键词:城镇燃气跨越随桥敷设

    一、前言。在城镇燃气管网的建设过程中,经常会碰到穿跨越河流的敷设方式,尤其在江南地区,河流星罗密布,穿跨越河流的燃气管道是城镇燃气管网的重要组成部分。在设计过程中,采用何种形式的过河方式,怎样做到过河燃气管道安全、经济、美观,是设计人员必须思考的问题。

    二、穿跨越的方式。在工程施工中,穿跨越方式有:随桥敷设、空中架设、定向钻穿越、江底隧道穿越、大开挖沟埋方式穿越等等。其中随桥敷设为燃气管道依附在桥梁上、依托桥梁作支托架的敷设方式,其具有节省成本、施工工艺成熟、美观、不影响通航、施工不受季节影响等优点,该方法也是城镇中最常用的跨越方式。本文将重点介绍随桥敷设的设计方式。

    三、随桥敷设的设计。随桥敷设的形式有架空敷设(明敷)及桥梁人行道板下管沟敷设(暗敷)。

    1、架空敷设。(1)对于桥管部分长度不大于60米的过桥管道,可采用如图1所示的方法进行设计。此设计采用管道自身的柔性进行热应力补偿,桥上支架均采用活动支架,做法如图3所示,支架的加工制作以及管道与支架之间均采用手工电弧焊焊接,所有焊接处均应满焊,焊缝高度与被焊件较小厚度相同。对于公称直径大于或等于DN100的中压钢管或公称直径大于或等于DN200的低压钢管,其埋地部分须采用阴极保护的腐蚀控制系统,则支架底版上应设置环氧树脂绝缘垫,以防止电流损失。为防止桥梁沉降的影响,桥两端采用管沟埋地敷设,沟内填沙处理,上加盖板,盖板与管道净空不小于25cm。根据支架跨度的计算公式及查阅有关设计手册,支架的跨距可选用。

    桥两端补偿弯管的长度、形式以及支架受力情况、支架处管道位移、过桥管末端的受力情况应根据应力计算确定,我们采用上海科元的STRESSV2.0应力计算软件进行计算,在输入基础资料并保证管道应力计算通过后,根据得出的计算结果进行支架间距、弯管长度等的调整,做出优化设计。

    (2)对于桥管部分长度大于60米的过桥管道或采用自然补偿方式应力过大的过桥管道,可采用如图2所示的方法进行设计。此设计采用补偿器进行热应力补偿。常用的补偿器有3种:∏型补偿器、波型补偿器、套管式补偿器。过桥燃气管上一般均采用波型补偿器进行补偿。补偿量可按下式计算:

    ΔL=α(Tmax-Tmin)L

    为使补偿器达到最大的补偿效果及减少对支架的作用力,安装前可对补偿器进行“预变形”,变形量ΔX可按下式计算:

    ΔX=ΔL[0.5-(T0-Tmin)/(Tmax-Tmin)]

    以上两式中:α——管道线性膨胀系数cm/(m.℃),

    Tmax——管道计算最高温度,

    Tmin——管道计算最低温度,

    L——管道计算长度(m),

    T0——管道的安装温度(℃)。

当ΔX为正值时,表示“预拉”;ΔX为负值时,表示“预压”。

    同样,对于埋地钢管须采用阴极保护的腐蚀控制系统的过桥管道,桥管的两端应设置绝缘接头,以防止电流损失。桥两端采用管沟敷设,以防止桥梁沉降的影响。

    2、桥梁人行道板下管沟敷设。如图4,当桥梁设计有燃气专用的管沟时,可将燃气管道设置在该管沟内,管沟内燃气管道做法同埋地管道做法,沟内填沙处理,管沟内燃气管道的防腐等级按埋地管道的要求进行,同时管沟内要有通畅的排水设施且保证管沟内填沙不流失。管沟内的管道可不考虑温度补偿,但必须考虑桥的沉降对燃气管道的影响,桥两端管沟埋地敷设长度不得小于6米。

    3、随桥敷设应遵循的原则。(1)根据《城镇燃气设计规范》的有关规定,随桥敷设管道设计压力不得大于0.4Mpa,且在桥梁的设计、建造过程中应积极与桥梁相关单位协调,尽量作到管位预留、支架预埋。(2)设于桥梁上、管沟里的燃气管道应采用加厚的无缝钢管或焊接钢管,尽量减少焊缝,并对焊缝进行100%无损探伤,Ⅱ级为合格。(3)跨越通航河流的燃气管道管底标高,应符合通航净空的要求。(4)确定管道位置时,与随桥敷设的其它管道的间距应符合现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB6222的有关规定。(5)跨越河流的燃气管道支座(架)应采用不燃烧的材料制作。(6)建设单位应加强对过桥燃气管道的日常管理,应至少每三个月对该燃气管道及支座检查维护一次,应定期观测桥台处不均匀沉降,当不均匀沉降达到8cm时,及时调整管沟盖板高度。

    四、结束语。城镇河流各不相同,桥梁形式也多种多样,设计人员应根据实际情况,充分考虑过河燃气管道与周边环境的协调,选择最合适的跨越的方式,尽量做到过河燃气管道安全、经济、美观。

    参考文献:

    1、《城镇燃气设计规范》GB50028-2006

    2、《城镇燃气埋地钢制管道腐蚀控制技术规程》CJJ95-2003