埋地管道弹性敷设曲线管段放线最新版.docx

埋地管道弹性敷设曲线管段放线最新版.docx

《埋地管道弹性敷设曲线管段放线最新版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《埋地管道弹性敷设曲线管段放线最新版.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

埋地管道弹性敷设曲线管段放线最新版

埋地管道弹性敷设曲线管段放线

弹性敷设是指管道依靠其自身可变形性直接敷设在管沟内。

在管道地形起伏和水平面内需要转弯时，在多数情况下管道可以采用水平或纵向弹性敷设。

弹性敷设管道的曲率半径应满足管道强度要求，且不得小于钢管外直径的1000倍。

垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径。

其曲率半径应按下式计算:

式中R--管道弹性弯曲曲率半径，m;

D--管道的外径，cm;

α--管道的转角，（°）。

管道弯曲时，曲线形式一般为圆弧。

设计曲线元素有转角α、切线长T、曲线长L、曲率半径R和外矢距E（见图3-2-7）。

这些参数之间的关系为:

图3-2-7弹性敷设示意图

式中T--切线长，m;

L--曲线长，m;

E--外矢距，m。

在管道的转角处，根据设计的不同弯曲形式可采用不同的放线方法，主要分为纵向弹性敷设曲线放线和水平弹性敷设曲线放线两种。

1.纵向弹性敷设曲线放线

当管道需要在纵向进行弯曲敷设时，可以按设计的纵断面图，在实地根据断面地形特点和里程，找到曲线上的起点H、终点K和中点C及其它控制点的实地位置（如图3-2-8所示），在这些点上打好桩，并在各桩上注明标高和挖深，然后进行管沟开挖，成沟后将沟底修成平滑圆弧段。

图3-2-8纵向弹性曲线放线示意

2.水平弹性敷设放线

水平弹性敷设放线方法包括交会法（工兵法）、坐标法和偏角法等，一般采用偏角法。

1）交会法

在没有测量仪器，且转角不大时采用交会法，如图3-2-9所示。

具体放线步骤为:

（1）找到线路的转角桩A点，然后根据切线长T和转角α实地确定曲线的起点H和终点K。

（2）确定加密桩的个数n，n=

再对n取整。

式中n为加密桩的个数。

l为加密桩间距:

曲率半径R≤500m，l≤10m;曲率半径R＞500m，l=10~20m。

图3-2-9交会法

（3）将HA、AK等分为（n+1）份，设临时木桩并依次编号。

（4）四人分别站在HA上1、2点和AK上1、2点，持花杆，调整第5人的位置，使其在1-1和2-2交会点处，该点即为曲线上一点;同理，2-2与3-3、3-3与4-4、…的交点也为曲线上的点。

（5）校核曲线误差。

要求实际外矢距与设计值之差小于10cm。

2）坐标法

利用曲线的X、Y坐标值放样（图3-2-10），适用于地形开阔平坦的地区。

把切线T=MO或T=NO作为X轴，过M点或N点的曲线半径R=MO′或R=NO′作为Y轴，计算出1，2，3，…，n各点的直角坐标（Xi、Yi）值，在现场用钢尺从切线起点M或N沿MO或NO方向量出各点的间距Xi（一般取整数，如10m、20m），插测钎做标记，再过此点做垂线量出Yi值，直到P点，然后用绳索连接M，1，2，…，n;P，n′…2′，1′，N各点成弧形曲线。

图3-2-10坐标法

为方便计算，纵坐标值可按下式计算:

当α较小时，可近似采用下式:

式中α--圆弧上i点对应的分弧段圆心角，i=1，2，…P。

3）偏角法

当地形比较复杂或曲线较长时，采用偏角法，如图3-2-11所示。

其原理为:

把曲线分成几份，得到曲线上各点B1，B2，B3，…，Bn，它们与HA的夹角为偏角，相应的直线长为弦长。

放线步骤为:

（1）选取放线弧段长l=5~20m，自曲线起点H起把曲线HK分为若干段，直至剩余段长度不足l为止。

段数为n=，剩余段长度lk=L-nl。

（2）计算各分弧段圆心角:

图3-2-11偏角法

（3）计算偏角和弦长:

（4）放线:

在实地找到H、A、K点，把经纬仪或全站仪放在H点，对准A点作为偏角0点。

然后将经纬仪转到偏角φ1，找出HB1的方向，量出弦长HB1得到B1点。

同理可以依次得到B2，B3，……，Bn，Bk点。

要求找出的K点和实际曲线终点K的误差在5cm以内。

上文节选自石油工业出版社《油气储运工程施工》

《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2014

附录A埋地管道弹性敷设的现场放线方法

A.1纵向弹性曲线放线

A.1.1纵向弹性曲线放线应按下列步骤执行:

1按设计的纵断面图，在实地根据断面地形特点和里程，找到曲线上的起点M、中点O和末点N及其他控制点的实地位置（图A.1.1）;

图A.1.1纵向弹性曲线的纵断而示意图

2这些点位上应打好桩，各桩上应注明标高、挖深;

3管沟开挖;

4成沟后应将沟底修成平缓圆弧段。

A.2水平弹性敷设放线

A.2.1“工兵法”放样（图A.2.1）应按下列步骤执行:

1在实地应确定切线T的端点M、O、N的位置;

2将切线T等分若干段，每段宜为10m或20m，依次编分点号1、2、3、4;

图A.2.1“工兵法”放样

3用4根花杆找出各相邻直线（如1-1、2-2）的交点（如A点）;

4宜用绳索经过M、A、B、C、N连成网弧曲线。

A.2.2“坐标法”放样（图A.2.2）应按下列步骤执行:

1利用曲线的X、Y坐标值放样，适用于地形开阔平坦的地区;

图A.2.2“坐标法”放样

2把切线T=MO或T=NO作为X轴，过M点或N点的曲线半径R=MO′或R=NO′作为Y轴，汁算出1、2、3…n各点的直角坐标（Xi、Yi）值，在现场用钢尺从切线起点M或N沿MO或NO方向量出各点的间距Xi（一般取整数，如10m、20m），插测钎做标记，再过此点做垂线量出Yi值，直到P点，然后用绳索连接M、1、2、…n、P、n’…2’、1’、N各点成弧形曲线;纵坐标值可按下式计算:

当α较小时，纵坐标值也可按下式计算:

A.2.3“总偏角法”放样（图A.2.3）应按下列步骤执行:

图A.2.3“总偏角法”放样

1地势不太开阔或曲线半径很大时，可用偏角和弦长来测设曲线;

2理论计算应符合下列原则:

1）计算偏角和弦长。

设M点到1点的弧长为e，n点到N点的弧长为q，其他各点间弧长为S（一般取一整数，如10m、20m），则各弧长所对圆心角应按下列公式计算:

相应于弧长e、q、S的弦长应按下列公式计算:

2）曲线上各点的总偏角。

因半径R很大，弧长d同所对应的弦长a可以看作相等。

切线和弦的夹角等于弦所对圆心角的一半，可以从图中得出曲线上各点的总偏角为:

∠OM1=d1/2

∠OM2=d1/2+d/2

∠OM3=d1/2+d

……

∠OMN=d1/2+d/2+d/2+……+d/2+d2/2=α/2

有了各点的总偏角和各点间的弦长，弦长可用弧长代替，可在实地测设。

3实地测设方法应按下列步骤执行:

1）将仪器安置在M点，使游标读数为0°00′后视O点，然后松开上盘使游标读数为d1/2，并沿M1方向在地面上量出一段相应于e弧的弦长a1得1点位置;

2）再松开上盘，使游标读数为d1/2+d/2，同时把尺子零点对准1点，以1点为圆心，以相应于弧长S的弦长a为半径摆动钢尺，它与视线相交的点即为2点的位置;

3）用同样方法定出地面上其他各点，最后定出N点，看其是否与原有N点相符，不相符时，应重新测设。

若N点与原有N点相符，连接M、1、2、……n、N各点可为管道的弹性敷设曲线。

A.3管道弹性敷设

A.3.1管道弹性敷设应符合下列规定:

1水平角与纵向角宜用圆形曲线（即同一曲率半径）控制。

叠加曲线，应首先控制水平角的曲线，再控制纵向角的曲线，水平与纵向的两曲线应相叠加，确定叠加曲线。

2应保证管道弹性敷设贴沟底，严格按照设计要求放线，管沟深度应符合设计要求。

3弹性敷设段管段应独立下沟，严禁组焊成一条“长龙”下沟。

《输气管道工程设计规范》GB50251-2015相关条文:

4.3.15输气管道采用弹性敷设时应符合下列规定:

1弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯管之间及弹性弯管和人工弯管之间，应采用直管段连接，直管段长度不应小于管子外径值，且不应小于500mm;

2弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不应小于钢管外径的1000倍，垂直面上弹性敷设管道的曲率半径还应大于管在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径，曲率半径应按下式计算:

式中:

R--管道弹性弯曲曲率半径（m）;

α--管道的转角（°）;

D--钢管外径（cm）。

《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2013

4.2水下管段稳定

4.2.2当水下穿越管段埋深不符合本规范第4.1.2条要求时，抗漂浮应按下列公式计算;

式中:

W--单位长度管段总重力（包括管身结构自重、配重层重;不含管内介质重量）（N/m）;

K--稳定安全系数，大、中型穿越工程取1.30，小型穿越工程取1.20;

Fs--单位长度管段静水浮力（N/m）;

Fdy--单位长度管段动水上举力（N/m）;

Fdx--单位长度管段动水推力（N/m）;

f--管段与河床的滑动摩擦系数，根据试验或工程经验确定;无试验时，采用三层PE、环氧粉末涂层的管段与河床摩擦系数可取0.25;采用其他涂层或加配重层的管段，可取0.30;

Cy--浮力系数，取0.60;

Cx--推力系数，取1.20;

D0--管身结构（含防护、配重层）的外径（m）;

γw--所穿水域水的重度（N/m3）;

v--管段处设计洪水水流速度（m/s）;

g--重力加速度，取9.80m/s2。

竖向弹性敷设穿越管段，管段总重力W还应减去管段向上的弹性抗力。

其单位长度的弹性抗力应按下列公式计算:

式中:

q--弹性敷设管段单位长度抗力（N/m）;

Es--钢管弹性模量，取2.1×1011（N/m2）;

I--钢管截面惯性矩（m4）;

D--钢管的外径（m）;

d--钢管的内径（m）;

δ--钢管的壁厚（m）;

fc--弹性敷设的矢高（m）;

L--弹性敷设起终点间的水平长度（m）;

R--弹性敷设设计曲率半径（m），不应小于1000D;

a--管段弹性敷设转角（°），宜小于5°。