过河管道加固技术方案研究.pdf

过河管道加固技术方案 程学营陈为民 (铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津，300251) 摘要：东莞市清溪镇自来水管道改造工程中需要对一条既有跨河管道进行迁改。通过强度计 算。允许跨度计算和加固方案的分析，同时考虑现场施工期限、施工条件．成本等因素，确定采用 钢质管道加固后直接上跨过河的方案，加固后管道的最大跨度可以满足跨河要求． 1 工程概况 东莞市清溪镇自来水总公司为了保障边远地区的供水需求，配合该镇道路改造工 程，对罗马路既有自来水管道进行改造。根据城建部门要求，给水管道里程K1+090， 的钢质给水管道。为保证供水，在桥梁拆除前就需要对过河管线进行迁改，连接桥梁两 端既有管道。 2管道过河方式选择 根据现场情况，该河道两侧为重力式挡土墙，河道净宽16m，跨河管道直径采用 400mm钢管。若从水下河底穿越，需要破坏挡土墙、筑围堰挡水并开挖较大基坑，工 程量大，施工困难。若从河面直接上跨通过，则需要根据工程具体条件对10mm壁厚直 缝焊接钢管最大跨度进行验算。 3管道跨度计算 10mm壁厚直缝焊接铡管。 2mm进行计算，钢管采用Q235B 3．1管道跨度计算所需主要参数 d：D(管外径42．6cm)一0．2； dl：Dl(管内径40．6cm)+0．2； q：计算荷载(N／m)，q-q 170KN／m， t+q东+q鲥加，本工程中q管=1270l@／m，q水=1 N／m； q检修=1000KN／m，管道结构重要性系数取1．1，故q取3684 I：截而惯性矩(cm 4)，对于规则管道I=0．0491(d4-d141， 本工程中I=22600(cln4)： W：抗弯截面模量(锄4)，对于规则管道W=21／d， eln 本工程中w=l171．54。 3．2按强度条件计算： 为了保证管道使用安全，管道自重弯曲应力不应超过管材的许用外载弯曲应力值。 以此为约束条件计算管道最大允许跨度【l】： m ① L一-2彤止嘲观-14．18 L一——管道的最大允许跨度(m)； o——管道横向焊缝系数(手T无垫环对焊取0．7，手工有垫环对焊取0．9，手工双 面加强焊取0．95)；本例按照中取0．7计算) 13MPa。 【0】。——钢管热态许用应力(MPa)，取l 3．3按刚度条件计算： 管道在一定跨距下总有一定挠度，按照工作管道产生的弯曲挠度不应超过跨度的 0．005控制。则管道最大允许跨度I‘】： m ② k-0．19×拌E州9．46 ir管道放水坡度；io=0．005 通过以上两种计算，取最小值，DN400、0=10mm铡管采用手工尤垫环对焊时最 8m。 大跨度只能达到14．1 4管道加固方法 使管道顺利跨过16m宽的河道一是可以在河道中间设置支墩，_是需要提高工作管 道的最大允许跨度。设置支墩安全可靠，可是存在施工周期长、影响河道泄洪等缺点。 而提高管道最大允许跨度有多种方法，例如增加壁厚，或对过河钢管采用加固措施，以 加强过河直管的强度。 14 通过对公式①、②的分析，管道最大跨度制约因素主要是管道截面抗弯截面系数w 和管道横向焊缝系数①。实际操作中可以用增加管道壁厚的方法使管道截面抗弯截面系 数增大，或是采用增加管道断面系数的方法来加强管道。增加管道壁厚方法简单，但是 当地能够采购到DN400钢管的最大壁厚为10mm，超过10mm的管道需要向制管厂定 制，供货周期长。 i＼I盐生壹兰!丝堡墼 o．-螂．Im＆2j岫‘