直埋管道固定墩设置探究

直埋管道固定墩设置探究

1 概述

当管道因温度变化发生热胀冷缩是，若管线受到约束，管线内便产生热应力。为保护管道与管接头、管道弯头、及其他一些附件正常安全工作，就必须在管道上设置固定墩以限制管段的位移在允许的范围之内。管道固定墩计算结果通常非常惊人，管线固定墩的推力动辄几十吨，固定墩的尺寸也到了数米的程度。如此巨大的固定墩消耗了相当多的混凝土，并且增加了巨大的施工难度。如何的计算固定墩的实际所需推力，并减少固定墩的尺寸及安装空间，无疑是一个需要探讨的课题。

2 工程实例

在直罗~富县原油插输工程中，输油管道规格为Φ163×5.6（6.3）PSL2 B级钢管，40mm厚泡沫黄夹克保温，总长度92.88km，沿线多为山地、河谷等。管道共设有80余个固定墩，分别设于管道出土段、穿跨越等处。管道运行温度为60℃，安装温度为20℃，温差为40℃。固定墩设计推力为5t，单个固定墩尺寸为1.4m×1.5m×1.2m，消耗混凝土约2.5m3。

通常，固定墩的计算公式为：

N=FEαΔT

式中F——管壁截面积（m2）；

E——管材弹性模量（Pa），一般取2.06×1011Pa；

α——管材线膨胀系数（cm/cm·℃），钢管为1.2×10-5/℃；

ΔT——安装温度和运行温度差（℃）。

此计算结果仅考虑限制管线变形产生的应力，论计算推力很大。一般对固定支墩的推力为公式计算值乘一个折减系数。折减系数取1/2～1/3。

直罗~富县原油插输工程中，管道最高运行温度为60℃，安装温度为20℃，计算推力为30t。

实际需要的推力可能要远小于计算推力，是因为：

（1）固定支墩不能绝对固定，稍有位移将使推力减小。

（2）埋地弯头或管道的出土段的弯头处都有土壤反力的作用，它与推力方向相反，因此使推力减小。土壤对弯头的推力与弯头位移、土壤性质和夯实程度等有关，难以精确计算。

3 管道的伸长量

管道埋于土壤中，伸长或者收缩受到土壤摩擦力的作用。摩擦的阻力的大小与管线的长度成正比，当管线达到一定长度是，摩擦阻力将平衡温度应力引起的轴向力，管

线不能伸缩。土壤中管线不能伸缩的最小长度ls（m）为[1]

ls=αEΔTπDaδ/f[2(Pv+Ps)D+q]

式中Da——管线的平均直径，m；

δ——管线壁厚，m；

f——管线与土壤的摩擦系数，一般f=0.3~0.6；

q——单位长管线（包括管内介质）的重量，N/m；

Pv——管线顶部埋土压力，N/m；

Ps——管线两侧所受的被动土压力，N/m。

式中q的取值一般占分母的3%~10%，实际计算可将q忽略。通过简化可能到：

ls=αEΔTδ/0.847ρt ghf

式中ρt——土壤的密度，kg/m3；

h——管线埋深，m。

管线出土端的长度超过ls以上的部分不能伸缩，而在ls范围内管线向出土段一端伸长（或收缩）量将因为土壤摩擦力的影响而减少一半，及出土端伸长量为：

Δls=0.5αΔT ls

直罗~富县原油插输工程中，管道管顶埋深为 1.2m，计算管道在土壤中不能伸缩的最小长度ls=51.47m；出土端伸长量为0.012m。

0.012m的变形量会产生多大影响呢？

在埋地管道中的弯头相当一个自由端或半自由端，与弯头两端相连的部分为过渡段。当弯头曲率半径由于位置的限制而取得较小时(如进出站或穿跨越处) ，其吸收变形的能力很小，两个过渡段的变形将集中在弯头上，这样可能使弯头的断面变扁、屈曲而破坏。

弯头允许有一定的变形。弯头允许变形的限度以不产生永久变形和不产生屈曲为原则，求出弯头两端允许的位移量。其位移的具体数值与弯头的几何尺寸(直径、壁厚) 有关，与弯头的角度、方向等有关，应对此进行理论分析和实际的测定。

考虑到一定的安全度以后，弯头两端允许多少位移就给予多少位移，亦即允许固定墩有多少位移。固定墩有位移以后，两端由嵌固变成了某些放松，这样固定墩所需承受的推力大为降低。如果弯头可以吸收全部由过渡段传来的位移量，则弯头不必加以保护。因此可以通过增加弯头或弯管的曲率半径来增加过渡段变形量吸收能力，减小固定墩推力或者不设固定墩。

4 考虑位移的固定墩计算

固定墩的计算是一般是按照锚固死计算的，但是实际中土壤再夯实也不会是刚性体。大直径管道如果按照锚固死计算产生的推力高达几十吨甚至几百吨，固定墩尺寸不可避免的要很大。但是当管线自由端稍微产生位移之后，推力迅速减小。固定墩微量变

形后推力的变化。

由嵌固段最大轴向力公式[2]：

F max=（α EΔ?υσtan）A

根据推导，如果该管段允许端部固定墩产生微量变形△L，则此时：

F maxΔ=（α EΔ?υσtan-EΔL/L）A

σtan——环向应力（kg/cm2）；

Δt——工作温度与安装温度的温差（℃）；

υ——泊松系数（0.3）；

E——管材的弹性模量（E=2.1×10-6m/m/℃）；

L——实际安装长度（m）；

A——管材截面积（cm）。

在工艺条件允许的条件下，加入管线位移进行计算，可有效减少固定墩推力的大小，进而减小固定墩的尺寸。

在直罗~原油插输工程中，经上述计算，管线自由端位移为0.012m。假设工艺允许位移量为0.006m，计算出的推力则减小至原来的一半。若工艺管线允许自由端位移

0.012m的话，可不设置固定墩。

固定墩上土压力的大小及分布规律受到固定墩可能的移动方向、周围填土多少、填土面形式、固定墩的截面刚度和地基变形等一系列因素的影响。土压力一般可分为三种：主动土压力Ea，即固定墩向离开土体方向偏移，达到极限平衡状态作用在固定墩上的土压力，与管道推力方向相同；被动土压力Ep，即固定墩向土体方向偏移，达到极限平衡状态作用在固定墩上的土压力；静止土压力Eo，当固定墩静止不动，土体处于弹性平衡状态，作用在固定墩上的土压力. 三者的关系Ea

固定墩的推力与固定墩在土中的摩擦力及墩的后背土反力形成一种平衡。这是一种有条件的平衡，即在满足管道允许产生最大位移范围内的平衡。在具体设计中我们发现由管道产生的对固定墩的推力如完全用墩与土的摩擦力来平衡，那么混凝土的用量很大，造成浪费；若过大地利用墩后背土反力则在达到最大被动土压力来满足平衡时，固定墩位移量过大，管道运行不安全，所以只能在满足固定墩最大允许位移的条件下，由土反力平衡后，剩余的推力由固定墩与土的摩擦力来平衡，这时固定墩的混凝土用量才是经济的，管道运行也是安全的。

所以在做固定墩设计的时候，可以由工艺允许最大位移量下计算固定墩尺寸。同时可通过增加固定墩周围土壤换填、土壤夯实程度、增加固定墩迎土面面积的方式，来增加固定墩被动土压力，减小固定墩尺寸。

5 考虑土壤推力的固定墩计算

固定墩通常设置于管线出土端或者管线穿跨越时，用以保护弯头及管线连接设备。管道伸长时，除了受到土壤的摩擦力及固定墩的推力外，弯头还受到土壤的推力，力的方向与管线的轴向应力相反。所以固定墩用于保护弯头时，受到的管道总推力P总是小于锚死直管自由端时所需承受的推力Q，小的程度和弯头夹角及固定墩位移有较大关系。两者的管线如下公式[3]：

.

应用上述方法计算固定墩发生微量位移时受到的管道推力较繁琐，为方便设计人员应用固定墩微量位移法设计固定支墩，文献[4]总结出总推力P与锚死直管自由端时的推力Q的比值i、位移μA及夹角θ的特性曲线图，如图1-1所示。

此图清晰表明：θ值越小则P值越小，而且当μA增加时，P值迅速降低。但μA的增加是有限的，随着μA的增加，土壤逐步达到最大压缩极限，如果μA再增加，则土壤开始破裂，固定支墩受损，或者达到工艺管线承受极限，损坏弯头及设备。因此，土壤许可的固定墩轴向位移是有限的。可由图1-1用于设计固定墩保护弯头时的推力计算。首先根据管道弯头情况及固定墩埋深情况确定容许的μA值，按照θ和μA值可由图表迅速查出i值，根据i =P/Q，计算出总推力P。

根据上述公式对直罗~富县输油管线进行复核：由下图可见，当μA=10mm时，i值约为0.5。即弯头处土壤产生的推理能抵消掉约一半的管线应力。

6 复核结果

综上所述，直罗~富县原油管道，如果按锚固死计算，固定墩推理为30t。管道出土段伸长率为0.012m。按照位移量μA=10mm计算，管线的实际应力为5t。同时，弯头处土壤产生的推理能抵消掉约一半的管线应力，约2.5t。即管道在运行伸长10mm的情况下，固定墩的推力为2.5t。

此计算结果还忽略了因为管道产生位移，土壤对固定墩迎土面增加了被动土压Ep 产生的影响。实际值应该比2.5t更小。据此推算，取推力为5t进行固定墩设计，结果仍然是偏大的。

图1-1 推力比值i，位移μA及弯头夹角θ的特征曲线图

7 结论

通过增加弯头半径来增加过渡段变形量吸收能力，可减小固定墩推力或者不设固定墩；

通过允许少量位移的固定墩计算，来减少固定墩推力，减小固定墩尺寸；

可通过增加固定墩周围土壤换填、土壤夯实程度、增加固定墩迎土面面积的方式，来增加固定墩被动土压力，减小固定墩尺寸。

直埋供热管道设计

热水直埋供热管网的设计 天津市热电设计院 李春庆 1 概述： 国内外直埋技术的发展已有60余年的历史，由于直埋管道具有不影响环境美化、施工简便、工期短、维修工作量少的特点，因此特别是近三十年来热水供热管道直埋敷设发展迅速，相应形成了一整套直埋敷设的设计原理和计算方法。80年代初，我国首次在一些城市的热网工程中采用从北欧国家引进的直埋保温管进行直埋敷设，经历了二十年的发展，无论在预制保温管的生产和安装技术上，还是在直埋供热管网的设计理论和方法上，我国的供热管道直埋技术都得到了飞速发展，直埋敷设现已成为我国城市热网的主要敷设方式。 早在70年代，北京煤气热力设计研究院就将当时已应用于火力发电厂汽水管道上的应力分类法推广到直埋供热管网上，其最显著的特点是对温度应力采用安定性分析，这样，直管段通常可采用既不预热也不补偿的无补偿冷安装方式。然而，在80年代中，我国很多的直埋供热管网使用的都是从北欧引进的预制保温管，这样，很多设计单位也相应地采用了北欧的弹性分析法进行直埋管网设计。采用弹性分析时，为保证管道始终处于弹性状态，直管段通常要采用设置补偿装置、预热或设置一次性补偿器的安装方式。进入90年代，多年的直埋热网运行经验，让我国大多数设计人员认识到，在直管段对温度应力采用弹性分析的确过于保守，越来越多的设计人员开始应力分类法进行直埋管道的强度设计。此时，北欧也已意识到这一点，1993年版的《ABB供热手册》中介绍了一种管道应力已超过弹性范围的冷安装方式，接着在1996年版的欧洲标准《区域供热整体式预制保温管的设计、计算和安装》和1997年为解释该标准而出版的《集中供热手册》中则明确地提出应力分类法。 1999年，在唐山市热力公司、北京市煤气热力设计研究院、哈尔滨建筑大学和沈阳市热力设计研究院等单位的努力下，历经六年的国家行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T81-98）颁布实施，标准明确规定了采用应力分类法进行直埋热力管道的强度设计，标准的颁布也标志着我国直埋管道设计理论进入了国际先进水平。但目前国内《规程》中所给定的管道受力等计算图表中数据均限制管径在DN500以下。然而随着我国供热事业的飞速发展，规程适用范围已不能满足实际热网的需要，城市热网

管道工程案例题

习题精练 1.采用电熔连接、热熔连接接口时，宜在当日温度（）时进行。 A.较低或接近最低 B.较高或接近最高 C.≥10℃ D.温度不限 【答案】A 【解析】采用电熔连接、热熔连接接口时，应选择在当日温度较低或接近最低时进行参见教材P110。 讲义编号NODE95095700050100000112：针对本讲义提问] 2.不适用于砂卵石及含水地层的不开槽施工方法是（）。 A.顶管 B.盾构 C.浅埋暗挖 D.定向钻 【答案】D 【解析】砂卵石及含水地层不适用。参见教材P111。 讲义编号NODE95095700050100000113：针对本讲义提问] 3.施工速度快、成本较低的不开槽管道施工方法是（）。

A.盾构法 B.夯管法 C.定向钻法 D.浅埋暗挖法 【答案】B 【解析】夯管施工速度快、成本较低。参见教材P111。 讲义编号NODE95095700050100000114：针对本讲义提问] 4.关于给排水工程中圆井砌筑表述错误的是（）。 A.排水管道检查井内的流槽，宜与井壁同时进行砌筑 B.砌块应垂直砌筑 C.砌筑后钻孔安装踏步 D.内外井壁应采用水泥砂浆勾缝 【答案】C 【解析】砌筑时应同时安装踏步。参见教材P114。 讲义编号NODE95095700050100000115：针对本讲义提问] 5.给水排水管道功能性试验时，试验段的划分应符合的要求中不正确的是（）。 A.无压力管道的闭水试验宜带井试验 B.当管道采用两种（或两种以上）管材时，不必按管材分别进行试验

C.无压力管道的闭水试验一次试验不可超过5个连续井段 D.压力管道水压试验的管段长度不宜大于1.0km 【答案】B 【解析】管道采用两种（或两种以上）管材时，宜按不同管材分别进行试验。参见教材P115。 讲义编号NODE95095700050100000116：针对本讲义提问] 6.关于破管顶进优缺点表述错误的（）。 A.对地表和土层无干扰 B.可在复杂的土层中施工，尤其是含水层 C.不需开挖工作井即可施工 D.能够更换管线的走向和坡度已偏离的管道 【答案】C 【解析】需要开挖两个工作井。参见教材P119。 讲义编号NODE95095700050100000117：针对本讲义提问] 7.直埋蒸汽管道必须设置（）。 A.放散管 B.排污管 C.排潮管 D.检漏管

采暖固定支架及补偿器

快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器 简介：对设计中经常遇到的热水(95/70℃)采暖系统的固定支架和管道补偿器的设计计算和设置问题进行了 归纳总结,给出了具体设计方法和实例。 关键字：热水采暖固定支架补偿器 1 引言 固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之 处，望各位指正。 2 设计计算 系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径 已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 (2 ) 2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补

热力管道设计中的应力分析

热力管道设计中的应力分析 2009年第7期（总第128期） 【摘要】在指出对热力管道进行应力分析重要性的基础上，提出了热力管道应力分析的一般模式以及对管道应力分析中可能遇到的问题进行了归纳，并对解决这些问题的方法进行了讨论。 【关键词】热力管道；应力分析；荷载 1 引言 随着火力发电机组容量的增大，主蒸汽管道、再热蒸汽管道、主给水管道等热力管道的设计参数不断提高，管径及壁厚也随之加大，管道应力分析也受到越来越多的重视，有些投资方对设计单位的应力计算提出明确要求。热力管道的应力,主要是由管道承受的内压、外部荷载、偶然荷载以及热膨胀等因素引起的,管道在这些荷载作用下的应力状态十分复杂。进行应力分析与计算,是研究管道在各种荷载作用下产生的力、力矩和应力,从而判断管道的安全性,且满足所连接的设备对管道推力(矩) 的限定,同时使管道设计尽可能经济合理。管道应力分析是热力发电厂管道工程设计的基础，对整个工程而言，通过应力分析可以优化配管、合理布置管道支吊架，以使土建投资及弹簧、补偿器等管道配件方面的投资更加合理化。 2 管道应力分析 一般而言，热力管道管系多为三维空间走向，由一条或多条主管及数条支管组成，有些管系甚至会含有一个或多个环行结构。在进行应力分析之前需根据管道走向建立管道应力分析的三维立体图，确定应力分析的结构参数。 2.1 管系荷载的确定 管系所承受的荷载大致可以分为四类： （1）压力及温度荷载：热力管道可能在几种不同的压力和温度条件下运行，在计算时应根据实际情况确定最不利的一组压力和温度条件，以便计算管道在

最危险工况下的能否满足条件。 （2）持续外载: 包括管道基本载荷(管子及其附件的重量、管内介质重量、管外保温的重量等) 、支吊架的反力、以及其它集中和均布的持续外载。 （3）热胀及端点附加位移: 管道由安装状态过渡到运行状态, 由于管内介质的温度变化,热胀冷缩使管道发生形变；与设备相连接的管道, 由于设备的温度变化而出现端点附加位移, 从而对管道产生约束，使管道发生形变。 （4）偶然荷载: 包括风雪荷载、地震荷载、流体冲击以及安全阀动作等而产生的冲击荷载。这些载荷都是偶然发生的临时性荷载, 而且不会同时发生, 在一般静力分析中, 可不考虑这些荷载。 2.2 荷载工况 一般情况下，管道应力计算主要考虑安装和运行两种工况。安装工况是指管道在常温下，考虑内压、持续外载条件下管道的受力情况；运行工况是指管道在 运行条件下考虑内压、自重及运行温度情况下的荷载工况。 2.3 计算软件的选择 由于计算机的不断普及，国际上出现了一批管道应力分析专用的计算机程序。其中一些程序经过不断升级和完善，软件的功能和使用的方便程度都达到了相当高的水平，已成为国际公认和通行的管道应力分析软件。国内也出现了一些自行编制的管道应力分析程序，这些程序往往针对性和目的性较强，效率较高但功能比较单一，与国外软件相比还有一定差距，算不上真正商业化的软件。目前,使用较多的管道应力分析软件有:美国COADE 公司的Caesar II、美国AEC Croup 公司的CAD pipe，美国AAA 公司的Triflex等。其中Caesar II软件是进行管道静力分析和动力分析的专用程序,功能比较齐全,可考虑管 道的非线性约束,如管道与支架间的摩擦力、限位支架的间隙等,通过计算可得出设备管口受力、管架受力、管道一和二次应力、法兰受力、弹簧规格(如有弹簧支架) 、管道各节点位移以及管道振动频率等。 2.4 边界条件及约束处理 施加的边界条件和约束对管道的计算至关重要，其作用与影响有时远远大于压力载荷, 因而必须仔细考虑现场参数，力求给出的边界条件和约束与现场情况一致。一般热力管道的管系中有多种形式的约束: 滑动支架、导向支架和固定支架等。计算模型中对上述支架对管道的约束可分别进行简化。滑动支架约束处受约束的方向(与管道轴线垂直的方向) 位移定为零,不受约束的方向(轴向) 位移自由, 另外三个转角自由；固定支架约束处, 三个方向位移均限定为零，另外三个转角也限定为零。

一定要真正理解供热管道直埋敷设方式分为有补偿直埋敷设

一、在设计和施工中，一定要真正理解供热管道直埋敷设方式分为有补偿直埋敷设 及无补偿直埋敷设两种方式，确实掌握两种方式各自的工作原理，特点及其应用场合，以便在设计上合理选用，施工上安全、可靠、经济。 1、首先要掌握概念：有补偿直埋敷设方式，是通过管线自然补偿和补偿器（如方形和波纹管补偿器）来解决管道热伸长量的，从而使热应力为最小；无补偿直埋敷设，简单地说就是管道在受热时没有任何补偿措施，而是靠管材本身强度来吸收热应力。 2 无补偿敷设方式的基本原理：在安装管道时，首先给管道加热到一定温度，然后将管道焊接固定，当管道恢复到安装温度时（温度降低），管道预先承受了一定的拉应力。当管道通热工作时，随着温度的升高，管道应力为零，当继续升温时，管道的压应力增加，当温度升到工作温度时，管道的压应力 （热应力）仍小于许用应力。这样，管道可以不用补偿装置而正常工作了。这种无补偿方式应用第四强度理论，施工时需要对管道预热，施工比较麻烦，但国内外已有大量工程实践，理论计算可靠，能确保安全。另一种无补偿方式是近几年由中国北京煤气热力设计院提出的计算方法和应力分类采用安定性分 析，应用第三强度理论。这种方式充分发挥钢材塑性潜力，施工方便，无需预热。 3 两种敷设埋设深度考虑不同因素。高密度聚乙烯外套管一是当确定采用有补偿直埋敷设方式时，埋设深度只考虑由于地面荷载的作用不会破坏管道的稳定便可，从经济、施工方便等方面考虑。当采用有补偿直埋敷设方式时，尽量浅埋，一般覆土厚度大于0．6米即可，且与管径大小无关。二是当采用无补偿直埋敷设方式时，埋设深度要考虑管道的稳定要求，稳定性当采用不预热的无补偿直埋敷设管道时，主要与覆土厚度有关，一般比有补偿埋得深， 行，覆土厚度应与管径大小成正比。 4 设计中究竟采用无补偿敷设还是有补偿敷设方式，原则是直管道较长，中间分支较少，供热介质不超过100℃时，应优先选用无补偿敷设方式，否则，应考虑有补偿敷设方式。具体的热网主干线应采用无补偿敷设方式，而分支庭院管网则应采用有补偿敷设方式，但目前有的设计者偏爱有补偿敷设，应提倡优化设计。二、施工前必须对生产高温预制直埋保温管的厂家进行调研，进场后认真进行检验，对不合格的保温管拒绝使用。三、在直埋管道施工中，焊接是一项保证工程质量的关键工作。管道施 工 1 必须是取得合格证书的焊工，方可在合格证书准许的范围内施焊，没有合格证书的焊工绝对不能参加焊接施工。 2 焊接管接头时，应做好工作坑，且应注意接头打坡口及接头焊接质量。四、固定支架，各种井室的施工质量直接影响工程质量和管道的使用寿命，如井室防水不好，将使部件因浸水遭到破坏。 因此，应认真施工，确保施工质量。五、必须重视直埋管管道的打压，在满足打压条件下，首先进行灌水排净空气，然后分两步做： 1 强度试验：把管道内的压力升至工作压力的1．5倍后，在稳压10分内无渗漏。 2 严密性试验：把管内的压力降至工作压力时，用1kg的小锤在焊缝周围对焊缝逐个进行敲打检

供热管道

城镇燃气管道工程施工 燃气管道施工与安装要求 一、燃气管道材料选用 高压和中压A燃气管道，应采用钢管；中压B和低压燃气管道，宜采用钢管或机械接口铸铁管。中、低压燃气管道采用聚乙烯管材时，应符合有关标准的规定。 由于燃气管道要承受很大压力并输送大量有毒、易燃、易爆的气体，任何程度的泄漏和管道断裂将会导致爆炸、火灾、人身伤亡和环境污染，造成重大的经济损失。所以，要求燃气管道有足够的机械强度，可焊性好，而且要有不透气性及耐腐蚀性能。 二、室外钢质燃气管道安装 （-）管道安装基本要求 （1）地下燃气管道不得从建筑物和大型构筑物（不含架空的建筑物和大型构筑物）的下面穿越。地下燃气管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的水平和垂直净距，不应小于规范规定。 （2）地下燃气管道埋设的最小覆土厚度（路面至管顶）应符合下列要求：埋设在机动车道下时，不得小于0.9m;埋设在非机动车车道（含人行道）下时，不得小于0.6m;埋设在机动车不可能到达的地方时，不得小于0.3m;埋设在水田下时，不得小于0.8m。当不能满足上述要求时，应釆取有效的安全防护措施。 （3）地下燃气管道不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越，并不宜与其他管道或电缆同沟敷设。当需要同沟敷设时，必须采取有效的安全防护措施。 （4）地下燃气管道穿过排水管（沟）、热力管沟、综合管廊、隧道及其他各种用途沟槽时，应将燃气管道敷设于套管内。套管伸出构筑物外壁不应小于规范规定的燃气管道与该构筑物的水平净距。套管两端应采用柔性的防腐、防

水材料密封。 （5）燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道或城镇主要干道时应符合下列要求： 1）穿越铁路或高速公路的燃气管道，其外应加套管，并提高绝缘防腐等级。 2）穿越铁路的燃气管道的套管，应符合下列要求： ①套管埋设的深度：铁路轨底至套管顶不应小于1.20m,并应符合铁路管理部门的要求。 ②套管宜采用钢管或钢筋混凝土管。 ③套管内径应比燃气管道外径大100mm以上。 ④套管两端与燃气管的间隙应釆用柔性的防腐、防水材料密封，其一端应装设检漏管。 ⑤套管端部距路堤坡脚外的距离不应小于2.0m。 燃气管道穿越电车轨道或城镇主要干道时宜敷设在套管或管沟内；穿越高速公路的燃气管道的套管、穿越电车轨道或城镇主要干道的燃气管道的套管或管沟，应符合下列要求： ①套管内径应比燃气管道外径大100mm以上，套管或管沟两端应密封，在重要地段的套管或管沟端部宜安装检漏管。 ②套管或管沟端部距电车道边轨不应小于2.0m;距道路边缘不应小于1.0m。 （6）燃气管道宜垂直穿越铁路、高速公路、电车轨道或城镇主要干道。 （7）燃气管道通过河流时，可采用穿越河底或采用管桥跨越的形式。当条件许可时，也可利用道路桥梁跨越河流，但应符合下列要求： 1）随桥梁跨越河流的燃气管道，其输气压力不应大于0.4MPa。 2）当燃气管道随桥梁敷设或采用管桥跨越河流时，必须采取安全防护措施。 3）燃气管道随桥梁敷设，宜采取如下安全防护措施： ①敷设于桥梁上的燃气管道应釆用加厚的无缝钢管或焊接钢管，尽量减少焊缝，对焊缝进行100%无损探伤。 ②跨越通航河流的燃气管道管底高程，应符合通航净空的要求，管架外侧

直埋管道固定墩设置探究

直埋管道固定墩设置探究 摘要： 管道固定墩计算结果通常非常惊人，管线固定墩的推力动辄几十吨，固定墩的尺寸也到了数米的程度。如此巨大的固定墩消耗了相当多的混凝土，并且增加了巨大的施工难度。如何更准确的计算固定墩的实际所需推力，并减少固定墩的尺寸及安装空间，无疑是一个需要探讨的课题。 关键词：固定墩；推力；伸长量；少量位移 1 概述 当管道因温度变化发生热胀冷缩是，若管线受到约束，管线内便产生热应力。为保护管道与管接头、管道弯头、及其他一些附件正常安全工作，就必须在管道上设置固定墩以限制管段的位移在允许的范围之内。管道固定墩计算结果通常非常惊人，管线固定墩的推力动辄几十吨，固定墩的尺寸也到了数米的程度。如此巨大的固定墩消耗了相当多的混凝土，并且增加了巨大的施工难度。如何的计算固定墩的实际所需推力，并减少固定墩的尺寸及安装空间，无疑是一个需要探讨的课题。 2 工程实例 在直罗~富县原油插输工程中，输油管道规格为Φ163×5.6（6.3）PSL2 B级钢管，40mm厚泡沫黄夹克保温，总长度92.88km，沿线多为山地、河谷等。管道共设有80余个固定墩，分别设于管道出土段、穿跨越等处。管道运行温度为60℃，安装温度为20℃，温差为40℃。固定墩设计推力为5t，单个固定墩尺寸为1.4m×1.5m×1.2m，消耗混凝土约2.5m3。 通常，固定墩的计算公式为： N=FEαΔT 式中F——管壁截面积（m2）； E——管材弹性模量（Pa），一般取2.06×1011Pa； α——管材线膨胀系数（cm/cm·℃），钢管为1.2×10-5/℃； ΔT——安装温度和运行温度差（℃）。 此计算结果仅考虑限制管线变形产生的应力，论计算推力很大。一般对固定支墩的推力为公式计算值乘一个折减系数。折减系数取1/2～1/3。 直罗~富县原油插输工程中，管道最高运行温度为60℃，安装温度为20℃，计算推力为30t。

热力管道支架间距与安装方式

1、热力管道固定支架的间距: 热力管道固定支架的最大允许跨距可按下表执行<地沟或架空敷设>： 注：上述形式支架中未规定的及其它形式的支架请按国家相关规范执行; 热力管道支架及波纹膨胀器 为了保证工程质量，规范热力管道支架及膨胀器的制作、安装，特对本公司热力管道中常用的管道支架和膨胀器的制作、安装作如下规定: 一、滑动导向支架: 滑动导向支架用于只允许有轴向位移的场合，其对水平摩擦力无严格限制。安装参考图如下：

1、当管道DN＜100时，钢板A=6mm<厚>; B=8mm<厚>; C:角钢L40X40X5; 2、当管道200≥DN≥100时,钢板A=8～10mm<厚>; B=8～10mm<厚>; C:角钢L50X50X6; 3、当管道300≥DN＞200时，钢板A=10～12mm<厚>; B=10～12mm<厚>; C:角钢L63X63X8 4、当管道400≥DN＞300时，钢板A=10～12mm<厚>;B=12～14mm<厚>;C:角钢L63X63X10 5、H视管道保温厚度定为:50～150mm; 6、E视管道膨胀量定为:200～300mm;

7、热力管道滑动导向支架安装时，管托中心应向管道膨胀方向相反的方向偏移1/2位移量<与管架中心距>;见附图 8、支架采用焊接制作，其中：管托与管道间满焊<注意：管托与管架间不许点焊>级指示 9、支架在管道中安装时应严禁在距离支架50mm以内的管道上设置焊口。 10、管架制作安装完后，涂二道防锈底漆，二道面漆； 二、滑动支架： 滑动支架属活动支架中的一种，用于承受管道垂直荷载并允许有水平位 移，其对水平摩擦力无严格限制。 1、各材料规格、要求可按照上述滑动导向支架中的规定。 2、其安装参考图与上述滑动导向支架相同，仅没有其中的导向角钢C。 三、固定支架： 固定支架用于管道不允许有任何位移的的场合;

热力采暖管道工程中的直埋敷设施工方法

【tips】本文由李雪梅老师精心收编，值得借鉴。此处文字可以修改。 热力采暖管道工程中的直埋敷设施工方法 [摘要]热力采暖管道工程是市政工程中的重要组成部分，不但能够为市民的日常生活提供相应的暖气资源，同时在一定程度上也促进了城市现代化的不断深入，其中，热力采暖管道工程的具体施工方法直接决定了工程的整体质量，本文结合具体的热力采暖管道工程实例，来对直埋敷设施工方法的优势进行阐述，并且对其具体的施工流程进行分析。 [关键词]热力采暖管道工程直埋敷设施工方法 前言：直埋敷设施工方法目前广泛的应用在管道工程当中，并且在一定程度上取得了良好较好的应用效果，针对目前我国传统的地沟敷设方法，具有较大的优势，在实际的施工过程中，需要按照其具体的施工方法来进行，以此来保证施工环节的连贯性和整体质量。 一、直埋敷设法的优势和分类 本次的热力采暖管道工程位于高新技术产业基地，目前这样的基地正在建设当中，其中的各个地方都处于正在开挖的状况，对于热力管道的敷设来说，只需要穿越较少的道路就能够完成，根据本次工程的实际情况和主要特点，本次工程所采用的施工方法为直埋敷设法。传统的地沟敷设法在实际的应用过程中出现了较多的问题，比如在施工当中所使用的岩棉和矿棉等保温材料不具备较好的防水功能，在这样的情况下，其主要的保温性能就会下降，同时也需要花费大量的人力物力来对其进行和维修和保养；另外从施工的工序上来看，采用地沟敷设法需要进行挖沟、砌沟和回填土等，沟的具体尺寸需要视管道的实际情况来进行确定，这样就会在一定程度上增加了施工的难度，从现在的角度来看，这样的施工方法并不适合目前工程的施工模式，所以说，为了降低施工成本，减少施工难度，需要在热力采暖管道工程中采用直埋敷设方法来进行施工。一般情况下，在对直埋供

热力管道焊接监理细则

A.0.4运河西路（惠澄大道-凤翔路）热网工程监理实施细则 （焊接工程） 内容提要： 专业工程特点 监理工作流程 监理工作要点 监理工作方法及措施 项目监理机构（章）： 专业监理工程师： 总监理工程师（签字）：（执业印章） 日期： 江苏省住房和城乡建设厅监制

热力管道焊接工程监理细则 一、专业工程特点 本工程蒸汽管道约5.3km（其中主要为地埋管，部分为架空管）。架空部分为低支架，其中约500米为随桥敷设，实际地埋管和架空数量以实 际工程需要为准。蒸汽管道从西区燃气热电厂接出，敷设一1根内径为DN700的管道至双河尖热电厂和无锡市热电厂。 本工程的蒸汽管网为无锡市运河西路（惠澄大道-凤翔路）热网工程项目，热源为西区燃气热电厂的高温蒸汽，热源的参数为：工作压力1.3MP,工作温度为310度，将无锡市西区燃气热电厂的高温蒸汽通过管道输送至工业用户，设计蒸汽流量为128T/h，。本蒸汽官网的设计压力1.6MP,设计温度为350度，敷设方式主要采用直埋，直埋蒸汽管道刚套管内固定外滑 动结构保温管，保温后要求外套钢管表面温度小于50度。 本工程热力管道沿运河西路铺设，大部分为新建道路，靠近厂区道路市政管线已经埋设到位，污水管道埋设深度较深，蒸汽管道从污水管道下面穿越，局部基坑开挖深度达到4米，部分路段土质较差，存在较多的淤泥，除探明的构造物和地下管线外，肯定还存在没探测不到的地下管线，为杜绝对通信及沿线厂矿企业生产造成影响，在土方开挖前采用挖探测沟的办法进行探测挖掘。 本工程土方开挖量大，由于管道安装敷设的主要方式是埋地敷设，这就给现场土方堆放带来了难度，全部外运将带来费用的增加。要求承包 单位合理划分施工段，外运部分土方，将下一施工段的土方用于前一施工 段的沟槽回填。这样既可解决现在土方无处堆放，也可减少土方外运工程 量。 地埋管道连接焊接工程量大，主要管道采用埋地敷设，除了工作管要进行焊接外，外保护管也需进行焊接，焊接工作量几乎相当于相同长度架 空管道焊接量的两倍，同时X光和超声波检测的工作量也大大增加。

直埋管道固定墩设置探究

直埋管道固定墩设置探究 1 概述 当管道因温度变化发生热胀冷缩是，若管线受到约束，管线内便产生热应力。为保护管道与管接头、管道弯头、及其他一些附件正常安全工作，就必须在管道上设置固定墩以限制管段的位移在允许的范围之内。管道固定墩计算结果通常非常惊人，管线固定墩的推力动辄几十吨，固定墩的尺寸也到了数米的程度。如此巨大的固定墩消耗了相当多的混凝土，并且增加了巨大的施工难度。如何的计算固定墩的实际所需推力，并减少固定墩的尺寸及安装空间，无疑是一个需要探讨的课题。 2 工程实例 在直罗~富县原油插输工程中，输油管道规格为Φ163×5.6（6.3）PSL2 B级钢管，40mm厚泡沫黄夹克保温，总长度92.88km，沿线多为山地、河谷等。管道共设有80余个固定墩，分别设于管道出土段、穿跨越等处。管道运行温度为60℃，安装温度为20℃，温差为40℃。固定墩设计推力为5t，单个固定墩尺寸为1.4m×1.5m×1.2m，消耗混凝土约2.5m3。 通常，固定墩的计算公式为： N=FEαΔT 式中F——管壁截面积（m2）； E——管材弹性模量（Pa），一般取2.06×1011Pa； α——管材线膨胀系数（cm/cm·℃），钢管为1.2×10-5/℃； ΔT——安装温度和运行温度差（℃）。 此计算结果仅考虑限制管线变形产生的应力，论计算推力很大。一般对固定支墩的推力为公式计算值乘一个折减系数。折减系数取1/2～1/3。 直罗~富县原油插输工程中，管道最高运行温度为60℃，安装温度为20℃，计算推力为30t。 实际需要的推力可能要远小于计算推力，是因为： （1）固定支墩不能绝对固定，稍有位移将使推力减小。 （2）埋地弯头或管道的出土段的弯头处都有土壤反力的作用，它与推力方向相反，因此使推力减小。土壤对弯头的推力与弯头位移、土壤性质和夯实程度等有关，难以精确计算。 3 管道的伸长量 管道埋于土壤中，伸长或者收缩受到土壤摩擦力的作用。摩擦的阻力的大小与管线的长度成正比，当管线达到一定长度是，摩擦阻力将平衡温度应力引起的轴向力，管

城市热力管道固定支架的设计

快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器 本站收集2007-07-20 17:28:46 相关网站 快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器1 引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。 2 设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △ X=0.012(t1-t2)L △ X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 [img]/jzlt/UploadFiles_9990/200610/200610816595942.gif[/img](2 ) 2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径关系见表1。“Z” 型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 补偿器形式敷设方式 管径DN（mm） 25 32 40 50 70 80 100 125 150 г型 长边最大间距L2（m）15 18 20 24 24 30 30 30 30 短边最小间距L1（m）2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 6 2.3 确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器 能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置；并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部；波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架；方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。 3 例题[已知] 如图1所示，某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m，b-c段长度为24m，c-d段长度为63m，d-e段长度为48m，管径如图所示。 [求] 计算管道热伸长量，设置补偿器和固定支架。 [解] 首先按照公式(2)计算可得 a-b段管道热伸长量=38.4mm b-c段管道热伸长量=28.8mm c-d段管道热伸长量=75.6mm d-e段管道热伸长量=57.6mm

热力管道设计技术规定

1 目的 为规范公司内部城市热力管网设计，特制定本规定。 2 范围 本规定适用于城市热力网设计。本次规定暂以蒸汽作为主要供热介质编制，今后将补充热水热力网设计的有关规定。 3 职责 3.1 由设计部负责组织实施本规定。 4 工程设计基础数据 基础数据应为项目所在地资料，以下为镇海炼化所在地资料。 4.1 自然条件 4.1.1 气温 年平均气温： 16.3℃ 极限最高气温： 38.5℃ (1988年7月20日) 极端最低气温：－6.6℃ (1977年1月31日) 最热月平均气温： 27.8℃ (7月) 最冷月平均气温： 5.2℃ 防冻温度： 1.4℃ 4.1.2 湿度 年平均相对湿度： 79% 月平均最大相对湿度： 89% (84年6月) 月平均最小相对湿度： 60% (73年12月,80年12月,88年11月) 4.1.3 气压 年平均气压： 1014.0百帕 年极端最高气压： 1038.4百帕 (81年12月2日) 年极端最低气压： 972.2百帕 (81年9月1日) 夏季(7、8、9月)平均气压： 1005.5百帕

冬季(12、1、2月)平均气压： 1023.1百帕 冬季(12、1、2月)平均最高气压： 1026.2百帕(83年1月) 4.1.4 降雨量 多年平均降雨量： 1297.2 mm 年最大降雨量： 1578.7 mm(83年) 一小时最大降雨量： 81.2 mm(81年7月30日6时44分开始) 十分钟最大降雨量： 26.3 mm(81年7月30日7时22分开始) 一次最大暴雨量及持续时间： 161.2 mm (出现在81年9月22日14时16分至23日18时16分) 4.1.5 雪 历年最大积雪深度： 14 cm(77年1月30日) 4.1.6 风向 全年主导风向：东南偏东；西北；频率10% 夏季主导风向：以东南偏东为主 冬季主导风向：以西北为主 附风玫瑰图 4.1.7 风速、风压 4.1.7.1 风速 夏季风速(7、8、9月平均)： 4.8 m/s 冬季平均风速(12、1、2月平均)： 6.1 m/s 历年瞬间最大风速： >40m/s(1980年8月28日NNW、1988年8月7日N) 最大台风十分钟平均风速： 34.3 m/s(1988年8月8日E) 30年1遇10分钟平均最大风速： 31.0~32.4 m/s(十米高,省气象局) 4.1.7.2 基本风压 0.60～0.65kPa(按离海较远取小值,靠近海岸取大值) 4.1.8 最大冻土层深度及地温 4.1.8.1冻土层深度： 最大冻土层深度： 50mm

高温蒸汽直埋敷设管道

高温蒸汽直埋敷设管道 摘要:文章分析了高温蒸汽直埋敷设管道应采用有补偿安装方式的原因，重点介绍了保温材料的选择及保温层结构设计的相关内容，供工程设计参考。 关键词：高温；直埋；保温 随着国民经济的发展和环保要求的不断提高，热电联产集中供热因其效率高、环境污染小而得到广泛应用。供热管道的直埋敷设又由于其占地面积小、不影响市容景观和城市规划、建材用量和土建费用少、热损耗低等优点，在集中供热领域引起各规划、建设部门和工程界的广泛重视和应用。热水管道的直埋敷设技术在我国已得到广泛应用；但是高温（>150℃）蒸汽管道的直埋敷设技术在国内还处于起步探索阶段。 1管道安装方式的选用 直埋敷设的供热管道根据管系是否安装补偿器，可分为有补偿安装和无补偿安装，选择时主要根据管道中热媒温度的高低。由于蒸汽管道温度大多超过150℃，热伸长量、热胀应力、盲板力较大，采用无补偿安装方式，已不能满足管系的热膨胀性能及管材应力的安全性要求。按照《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T81-98）的要求，直埋热力管道的直管段的当量应力变化范围应满足式(1)： δj=(1-ν)δt-αE(t2-t1)≤3［δ］(1) 式中δj——当量应力变化范围，MPa ν——钢材的泊松系数 α——钢材的线性膨胀系数，m/m·℃ E——钢材的弹性模量 t1——管道工作循环最高温度，℃ t2——管道工作循环最低温度，℃

δt——管道内压引起的环向应力，MPa ［δ］——钢材的基本许用应力，MPa 按照式(1)，若循环最低温度按停运时的10℃计算，则管道工作循环最高温度t 1允许达到150℃,而大多直埋蒸汽管道的温度大于150℃,如河北省电力勘测设计研究院设计的正定热网工程的设计参数为：设计压力 1.27MPa，设计温度350℃，其直埋不能像直埋热水管道一样允许有锚固段的存在，其设计中必须考虑整个管系热应力释放措施，即采用分离式的保温结构和在管系上安装补偿器，允许管道产生热位移。 国内多例工程蒸汽直埋敷设都采用了有补偿的安装方式，投产后运行状况良好，如：河南开封经济开发区供热工程(设计压力0.6MPa，设计温度265℃）;石家庄经济技术开发区蒸汽管道直埋集中供热工程(设计压力0.98MPa，设计温度280℃）;武汉东湖开发区热电公司集中供热工程(设计压力1.6MPa，设计温度320℃），临沂市集中供热工程（部分区段）(设计压力1.0 MPa，设计温度300℃），滦南热网工程(设计压力1.27MPa，设计温度300℃）。因此，在实际高温蒸汽直埋工程中应采用有补偿的安装方式，以确保管系的安全和稳定运行。 2保温层结构的设计 2．1保温材料的选用 高温蒸汽管道的直埋敷设对保温材料及结构都。提出了较高要求。在实际工程设计中，应根据不同条件（如介质温度、运行工况、地下水位、土壤特性等）进行认真比较。据了解，高温直埋敷设蒸汽管道事故起因多是保温问题。如果保温材料不耐水煮沸，进入保温层的水在被蒸汽加热到沸腾状态后，将沿管道迅速蔓延，造成无机保温层材料热软化和有机保温层材料聚氨酯破孔软化，从而引起大范围保温材料破坏，导热系数急剧增大，严重时地面会出现冒汽现象。由此可见，保温材料的耐煮沸及防水性能对高温蒸汽管道直埋敷设的安全性和可靠性有很大影响，是保证蒸汽管道安全工作的关键问题之一。直埋敷设的热水管道常用的保温材料聚氨酯（使用温度t≤120℃）和脲酸脂（使用温度t≤150℃）及沥青珍珠岩等材料都不能直接使用在直埋蒸汽管道上。实践证明，普通的直埋保温材料（如硅酸铝纤维毡、岩棉、膨胀珍珠岩、普通的微孔硅酸钙制品等）是不耐热水及沸水的，有的遇水板结，有的浸水松散。另外，聚氨酯泡沫塑料在55℃左右的热水中即破孔软化，减少或失去保温能力。所以，在蒸汽管道直埋工程的保温材料选择时应注意选择耐煮沸及防水性能好的材料。关于此类材料目前国内有多种产品，如采用新工艺生产的防水型硅酸钙瓦和高密度无碱玻璃棉，再如河南某公司的耐煮沸不吸水硅酸镁机制品，而耐煮沸不吸水改性的聚氨酯泡沫塑料在多个工程的应用效果也都比较理想。其每km温降在10%左右，管沟地表温度接近环境温度，地面作物、植物生长正常。 2．2保温层结构 由于高温直埋敷设的蒸汽管道所产生的热伸长量大，保温材料（如耐高温的聚氨酯）无法承受，所以管道热胀冷缩保温结构在土壤压力下固定不动时，管道应能在保温层内自由移动，以释放热应力，保证管系的安全性，即工作钢管与保温材料外壳不像热水直埋管道一

南水北调随桥敷设施工方案

邢台县晏家屯镇、会宁镇、黄寺镇、西黄村镇天然气供气工程兰羊村西面南水北调桥民用天然气管道附桥跨越工程 随桥敷设施工方案 2016年12月

一、工程概况 二、随桥敷设可行性和依据 三、安全性分析 四、施工程序 五、施工示意图 六、施工方法及技术措施 七、安全要求及有关注意事项 一、工程概况 根据邢台县住房和城乡建设局与邢台县川北四磊天然气有限公司签署的管道燃气特许经营协议，邢台县川北四磊天然气有限公司依法取得了邢台县晏家屯镇、会宁镇、皇寺镇等的管道燃气特许经营权，同时也承担了各乡镇的“煤改气”工作。由于今年邢台县“煤改气” 工作的时间紧任务重，邢台县川北四磊天然气有限公司按照特许经营协议相关条款的规定和县政府的相关要求，积极推进邢台县的“煤改气”工作，此工程天然气输气管道急需附桥跨越兰羊村西面南水北调桥一处才能连通兰羊村与口头

村、东沙窝村、兴华村的天然气供气，各村村民期盼早日用上天然气。 新建天然气输送管道流向从南良舍村至北良舍村-- 武支江村一 —毕支江村——兰羊村——口头村——东沙窩村——兴华村；穿越方 式采用附跨越；穿越位置：毕支江村与兰羊村的南水北调桥坐标位置： 经度114.4855° 纬度37.1642° ;设计压力：0.4MPa、工作压力 0.2~0.3MPa;输送介质：天然气；采用主管GB-8163 D108x6无缝钢管。跨越点位置图 二、随桥敷设可行性和依据 2.1?国内燃气管道随桥敷设现状 天然气管道通过河流时，目前采用有穿越河底、随桥敷设、管桥跨越三种形式，利用桥梁敷设形式的有点是费用低、便于检查和维修。其它两种形式施工风险难度大都不适用于南水北调桥跨越。 2.2?现行燃气管道随桥敷设规范和依据 GB50028-2006第6310，燃气管道过河流时，可采用穿越河低或采用管桥跨越，当条件允许时，利用道路桥梁跨越河流，并应符合下列要求（1）随桥梁跨越回来的燃气管道，其管道的输送压力不应大于 0.4MPa。

热力管道工程施工组织设计方案

济南市武家庄旧村改造工程（一期室外综合管线） 热力工程施工方案 编制单位：中国新兴建设开发总公司 济南武家庄旧村改工程项目部 编制日期：二0一二年九月二十二日

热力工程施工方案 一、工程概况 1、工程简介 武家庄旧村安置小区工程位于济南市高新技术开发区孙村片区西北部。规划面积43.2公顷，为新建小区。 本工程为武家庄旧村安置一期室外综合管线工程，包括给水系统、排水系统、热力系统及毛石挡土墙工程。 2、主要工程量 热力系统供回水温度80/60℃，采暖系统分为高、低两个区。热力管道采用直埋敷设，直埋管道为高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管，弯头、三通管件使用加强型。管径有DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300。总长约5389m，放气井4座，排气井8座，检查井8座。 二、施工部署 1、施工阶段划分 施工阶段原则上划分施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段。 ⑴、施工准备阶段 从接到中标通知书后至开工前进行，编制施工准备计划，按计划进行各种施工前准备。 ⑵、施工阶段

在这期间需合理组织、精心施工，完成工程各项指标。 ⑶、竣工验收阶段 在工程完工后进行，期间需进行大量资料准备工作，整理各项原始数据，按业主要求提供项目竣工验收各项资料，配合业主进行项目各种检测和评定。 2、施工区域划分 根据现场情况，施工区域分为5个区，一区为西南部，主要有3-3#、3-4#、3-5#、3-6#、3-11#；二区为东南部，主要有3-14#、3-15#、3-16#、3-17#、3-18#；三区为东北部，主要有3-19#、3-20#、3-21#、3-22#、3-23#、3-24#；四区为西北部，主要有2-14#、2-16#高层；五区为主路部分。 三、施工准备 1、现场调查： ⑴、开工前根据设计图纸和招标文件资料进行沿线踏勘和调查，将现场情况和问题逐一列出，集中研究处理方案。 ⑵、确定水准点标高、位置，以便施工放样时设置临时标志。对于施工范围内的测量标志，必须采取措施妥善保护，以免施工时由于不慎而受损。 ⑶、提前做好石灰、砂、石、水泥等材料供货单位的落实和砼配合比的试验及确定，确保工程的顺利实施。 ⑷、做好进场设备的维护保养，力争做到相应配套、性能完好，应用方便、器具齐全。 2、交底： 计划在开工前组织任务交底和技术交代，由工地技术负责人根据施工组织设计的要求，将工期安排、质量标准、安全要求、节约指标、文明施工、技术措

架空管道钢结构支架设计

架空管道钢结构支架设计 发表时间：2016-11-14T09:30:18.603Z 来源：《低碳地产》2016年13期作者：苗小磊孙莅[导读] 钢结构管道支架目前已经广泛应用于我国工业建筑中，也是当前管道工程设计中的重要内容之一。 1中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津 300381；2天津万科房地产有限公司天津 300221 【摘要】钢结构管道支架目前已经广泛应用于我国工业建筑中，也是当前管道工程设计中的重要内容之一。文章结合工程实例，就架空管道钢结构支架设计进行略述，以供参考。【关键词】架空管道；钢结构支架；设计架空管道在冶金、矿山、化工、港口码头等行业应用比较普遍。特别是现代的大型炼铁厂、炼钢厂中，燃气管道、热力管道、给排水管道较多，管线长度长，经过的场地地形地貌变化较大，如何设计出安全可靠的架空管道支架，给土建结构设计提出了课题。 一、钢结构管道支架设计的一般原则第一，管道支架设计使用年限为50年。安全等级取一级，结构重要性系数γ0取1.1。第二，所有结构构件均应进行承载力计算；有抗震设防要求的结构，尚应按规定进行结构构件抗震承载力验算。第三，管道支架横梁在垂直荷载及水平推力作用下，按照双向受弯构件计算。固定管道支架横梁的最大挠度不宜大于梁跨度的1/500；其他管道支架横梁的最大挠度不应大于梁跨度的1/250。竖向荷载（标准值） 作用下的挠度容许值不大于L/400；管道水平推力（标准值）作用下的挠度容许值不大于L/400。沿管道横向风荷载标准值作用下的柱顶位移不大于H/400；固定管道支架沿管道纵向在管道水平推力作用下的柱顶位移为H/400；H为支架高度。第四，地震基本烈度为8度及8度以上地区的活动管道支架应采用刚性活动管道支架。 二、支架的结构布置及形式管架是支持工艺及各设备专业管道的支承结构，其间距一般根据工艺专业提供的资料确定，且必须满足各设备专业对管道最大跨距的要求。当管道需要跨越河流、公路、铁路、建（构）筑物时，支架最大间距可达60m或以上；此时一般在支架间设置桁架实现跨越，桁架中间设置管道的竖向支承点。管道系统纵向一定间距应设置固定支架，以抵抗纵向水平荷载；其余位置设置单片支架，个别位置可设置单立柱的摇摆支架。 三、架空管道钢结构支架设计要点（一）管架分类及选型 管架是管道的支承结构，分为固定管架、单向活动管架、双向活动管架及组合式管架等。固定管道支架在纵向（沿管道方向）及横向均视为管道的不移动支点。因此，固定管道支架应有足够刚度，以保证管道系统的稳定。固定管架上的管道，一般采用固定管托（若有不固定的管托时，管托形式由工艺专业决定）。单向活动管道支架一般设计为沿管道纵向可伸缩变形，管道横向不可变形，纵向的变形量应根据设备专业资料的要求确定。单向活动管道支架可设计为刚性、柔性和半铰接的构造形式。双向活动管道支架允许管道沿平面内任意方向变形。双向活动管道支架可设计为摇摆管架、双向滑动管架和摇动吊梁管架。管道跨越河流、山谷、铁路、公路以及其他建筑物而跨距超过允许值时，或因管径较小设立的管架数量过多而不合理时，可设置桁架实现跨越。支架宽度根据工艺和设备专业资料的管道布置和计算确定，也可按照支架高度的1/8~1/12进行估算，还应注意避开地上、地下设备管线的位置。当支架高度不大于10m时，支架顶部和底部同宽；当支架高度大于10m时，可采用上小下大的梯形样式。当支架高度不大于10m时，其立柱截面优先采用热轧H型钢或热轧工字钢当支架高度大于10m时，宜采用焊接H型钢；支架的横梁优先采用热轧H型钢，也可采用焊接H型钢；支撑采用角钢制作，当立柱断面高度不大于300mm时，可设单片支撑，当大于300mm时，宜设置双片支撑。当固定支架（由两片单片支架和垂直支撑、横梁组成）高度大于10m 时，宜沿竖向不大于5m且不超过两个垂直支撑的节间高度设置一道水平支撑，以增强固定支架的整体性和抗扭转能力。（二）荷载 恒载：①管道重（包括管道、内衬、保温层、管道附件等）；②介质重；③管架重。活荷载：①检修平台上活荷载；②灰荷载；③管内沉积物；④试压水。水平推力：①管道补偿器的弹性力；②介质压力作用下的管道盲板力或鼓壁力；③活动管架的管道摩擦力或管架位移反弹力。风荷载：①管道上的风荷载；②管架上的风荷载。地震作用。特殊荷载：事故水。其他荷载：①冰雪荷载，在寒冷地区，当管壁温度在0℃以下时，应按具体情况考虑；②预留荷载。（三）支架结构内力分析 支架的计算应采用不完全铰接的平面杆系进行内力分析。结构计算可手算或采用PKPM的STS支架计算模块进行计算分析。根据支架所承受的竖向和水平力，按照密封试验时充满水和完全中空时两种极端计算状态，这两种状态下都应考虑下列两种组合：①垂直荷载+地震作用+风荷载。②垂直荷载+风。（四）计算简图 管道支架计算简图一般简化为平面结构体系；固定支架也可简化为两榀单片支架，再用纵向的横梁和垂直支撑连接为空间受力体系。单片支架的立柱计算长度可取立柱高度的1.25倍。固定支架的立柱计算长度可取垂直支撑所划分的长度。十字交叉支撑可假设为单拉杆计算，计算长度按照《钢结构设计规范》的相关规定计算。（五）节点构造 支架横梁与柱的铰接：此构造的优点是梁和柱的连接构造简单，横梁为一整根型钢，横梁下翼缘与柱头端钢板焊接，横梁可以很方便的左右悬挑；支架横梁与柱连接节点在STS计算分析时，应将柱顶点铰接，柱间交叉支撑设置为单拉杆。支架柱脚采用插入式柱脚构造时，计算可假定柱脚为刚接；当柱脚采用螺栓连接时，一般设计为铰接，计算时可假定柱脚为铰接。 三、某大型煤气管道支架优化设计实例分析（一）有限元模型建立 采用SAP2000有限元软件计算，建立有限元模型时，煤气管道支架可视为空间钢支架，模型和设计中，所有梁柱、立面斜撑节点均设置为铰接节点。计算不同高度、相同荷载工况下的固定支架和半铰接支架，两种支架形式分别采用型钢和钢管截面。（二）管道支架截面设计分析