GB50459-2009 油气输送管道跨越工程设计规范.pdf
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用输送管道及其他构件组成拱形的跨越结构形式。 2.0.10 悬缆式跨越 suspended cable type pipeline aerial crossing 输送管道以悬垂形状吊挂在承重主索上的跨越结构形式
跨越工程中跨距最大的桥段,
3.1.1管道跨越工程应划分为甲类和乙类。甲类应为通航河流 电气化铁路和高速公路跨越2018标准规范范本,艺类应为非通航河流及其他障碍跨 越。
3.1.2管道跨越工程等级应按表 3. 1.2 划分
3. 1.2管道跨越工程等级应按表 3. 1. 2 划分。
表3.1.2管道跨越工程等级
3.1.3跨越管道强度设计系数应符合表3.1.3的规定,开应 满足现行国家标准《输气管道工程设计规范》GB50251的有关 规定。
表3.1.3跨越管道强度设计系数
3.1.4钢塔架、钢桁架的强度设计系数宜取 0.58.
3.1.4 钢塔架、钢架的强度设计系数宜0.58。 3.1.5 管道跨越位置的选择应符合下列规定:
1跨越位置应处好与油气输送管道线路工程的衔接,以及 与铁路、公路、河流、城市及水利规划的相互关系。
与铁路、公路、河流、城市及水利规划的相关系,
2跨越位置应符合线路总走向,线路局部走向问根据跨越位 置进行调整。 3跨越位置和方案应根据管道工程的环境影响评价报告、灾 害性地质评价报告、地震安全评价报告、防洪安全评价报告及其他 涉及工程的有关要求等选定。 4不同地形、地质条件下跨越位置的确定,应符合下刻规定: 1)跨越位置宜选择在河流较窄、两岸有山嘴或高地、侧向 冲刷及侵蚀较小、并有良好稳定地层的地段。当河流有 弯道时,宜选择在弯道的上游平直河段。 2)跨越位置应选在闸坝上游或其他水工构筑物影响区之 外。 3)跨越位置应避开冲沟沟头发育地段。 4)跨越位置应避开活动地震断裂带、滑坡、泥石流、岩溶 以及其他不良地质发育的地段。 5跨越位置应避开地面或地下已有重要设施的地段。 6跨越位置附近宜有一定的施工安装场地及较方便的交 通运输条件。 3.1.6跨越管段与埋地管道相连接时,应符合下列规定: 1跨越管段的管径应与埋地管道的管径匹配,所用弯管的曲 率半径宜大于管道外径的4倍。 2大型管道跨越工程宜在两端设置截断阀。 3跨越管段与理地管道在入土连接点处加绝缘接头时,应符 合国家现行标准《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/10086的有 关规定。 4跨越管道与线路段管道连接点宜在跨越结构端点外10 处。
1跨越管段的管径应与埋地管道的管径匹配,所用弯管的曲 率半径宜大于管道外径的4倍。 2大型管道跨越工程宜在两端设置截断阀。 3跨越管段与理地管道在入土连接点处加绝缘接头时,应符 合国家现行标准《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/10086的有 关规定。 4跨越管道与线路段管道连接点宜在跨越结构端点外10n 处。 3.1.7管道跨越工程的设计洪水频率(重现周期)应根据不同跨 越工程等级按表3.1.7选用,并应结合当地水文资料确定设计洪 水位。
表3.1.7设计洪水频率
3.1.8管道在通航河流上跨越时,管道架空结构的最下缘净空高 度应符合现行国家标准《内河通航标准》GB50139的有关规定,当 地有特定要求时,可协商确定。
最下缘,大型跨越工程应高于设计洪水位3m,中、小型跨越程励 高于艺,当无准确的水文资料时,应适当加大架空高度,当河流上 有其他项目规划时,还应满足相关部门对净空的要求。 3.1.10管道跨越铁路或道路时,管道架空结构的最下缘净空高 度不应低于表3.1.10的规定。管道跨越工程两侧应设置限高标 志,必要时应设置限高构筑物,
表3,1.10管道跨越铁路或道路净空高度
3.1.11跨越管道与桥梁之间的最小距离应符合表3.1.11的规
表3.1.11跨越管道与桥梁之间最小距离(m
注:大桥、中桥和小桥的判别应分别按国家现行标准《公路桥涵设计通用规范》 JTGD60和&铁路桥涵设计规范>TBI2热行
3.1.12通航河流上的管道跨越工程应按现行国家标准《内
3.1.12通航河流上的管道跨越工程应按现行国家标准《内河交 通安全标志》GB13851的有关规定设置标志。
3.2荷载和荷载效应组合
3.2.1管道跨越设计时,应确定永久荷载、可变荷载、输送介质压
3.2.1管道跨越设计时,应确定永久荷载、可变荷载、输送介质压 力和偶然荷载,并应符合下列规定: 1永久荷载应包括输送管道、钢丝绳、结构构件、栏杆及走道 板、保温层、输送介质及管内凝集液等自重。 2可变荷载应包括检修荷载、雪荷载、覆冰荷载、风荷载、充 水荷载、温度效应、流水压力、水浮力、冰压力等荷载, 3输送介质压力应包括正常使用压力和试验压力。 4偶然荷载应包括地震作用、船只或漂流物的撞击力。 3.2.2荷载效应组合应按不同工况分别组合,并应按最不利效应 进行设计。
3.2.3检修荷载的取值宜符合下列规定
1对小型跨越宜在跨中确定集中荷载0.8kN。 2大、中型跨越宜全桥均布荷载2kN/m
33.1输送钢管选择应符合现行国家标准《输气管道工程设计 规范》GB50251和《输油管道工程设计规范》GB50253的有关 规定。 3.3.2跨越结构采用的钢材和水泥等应符合现行国家标准《钢结 构设计规范》GB50017和《混凝土结构设计规范》GB50010的有
构设计规范》GB50017和《混凝土结构设计规范》GB50010 关规定。
3.3.3跨越工程采用的钢丝绳应选用钢芯钢丝绳,钢芯钢丝
舒合国家现行标准《重要用途钢丝绳》GB8918和《密封钢丝绳》 YB/T5295的有关规定。采用钢丝拉索应符合国家现行标准《塑 料护套半平行钢丝拉索》CJ3058的有关规定
3.3.4跨越工程中结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈 服强度和硫、磷含量的合格证明,对焊接结构尚应具有碳含量的合 格证明及冷弯试验合格证明,
3.3.4跨越工程中结构来用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、压
3.3.5索具的选材应符合下列规定:
1索具的选材应根据环境条件、荷载状况及所在地区等因 素,经技术经济分析比较后确定。 2主要索具选材宜采用25钢、35钢、45钢、30CrMoA钢, 35CrMoA钢等锻钢。 3有疲劳破坏可能性的索具材料应为镇静钢。 4当工作温度小于或等于一20℃时,应做低温V形缺口冲 击试验,并应满足现行国家标准《钢制压力容器》GB150的有关规 定。
3.3.6锚固法兰宜采用20钢、16Mn钢,07MnCrMoV钢等锻
钢,井应符合国家现行标准“压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 IB4726的有关规定
焊接工艺要求等因素选择:并应符合国家现行标准《建筑钢结构焊 接技术规程》JGJ81的有关规定。
3.4.1管道跨越工程采用的输送钢管材质应与线路采用的钢管 相同,输送钢管的主要力学性能指标应按表3.4,1采用
3.4.1管道跨越工程采用的输送钢管材质应与线路采
3, 4, 1 输送钢管的主要力学性能指标
表3.4.3钢丝的物理力学性能指标
3.4.4钢材的物理性能指标应按表3.4.4采用,
3.4.4钢材的物理性能指标应按表3.4.4采月
表3.4.4钢材的物理性能指标
3.5.1在永久荷载和可变荷载标推值作用下,梁式直跨中的油气 管道与桁架式跨越中的桁架跨中挠度不应大于受弯构件跨度的 1/400。
3.5.2在永久荷载和可变荷载标准值作用下,管道跨越
定塔架、榄杆式塔架平面外方向的最大水平位移不应天于塔架高 度的1/200
4.1.1跨越工程应按国家现行标雅《长距离输油输气管道测量规 范》SY/T0055的有关规定进行工程测量。 4.1.2跨越位置地形图可按1:500~1:2000比例进行地形图 测量,所测范围应满足设计布置和施工场地的要求。 4.1.3纵断面图的水平比例尺应与地形图一致,纵、横比例尺宜 相同。 4.1.4桥墩间距测量精度应小于跨越主跨跨度的1/10000。 4.1.5管道跨越工程测量应统一采用国家坐标高程系统,并应与 线路段相同,
4.2.1跨越工程应按国家现行标准《油气田及管道岩土工程勘察
4.2.1跨越工程应按国家现行标准《油气由及管道岩土工程勘察 规范》SY/T0053的有关规定进行工程勘察。
1跨越位置的地层含水情况及地下水位变化情况、地下水质 分析。 2跨越位置的上下游有无水工设施或规划、储水能力、最高 水位及坝顶标高等。 3 跨越位置的设计洪水频率下最高洪水位及枯水位标高。 4 跨越位置的最大流速与流量。 5 跨越河流的冰凌资料。 6 设计洪水频率下的一般冲刷深度和局部冲刷深度。 4.2.3 跨越位置的工程地质期察报告,应包括下列内容:
4.2.3跨越位置的工程地质勘察报告,应包括下列内容
1查明桥墩和锚固墩区地层岩性、地质构造、小良地质现象 的分布和工程地质特性。 2测试岩土的物理力学特性,水和土的腐蚀性评价,提供地 基基础和桩基设计参数。 3对边坡及地基的稳定性、不良地质的危害程度和地下水对 基础的影响程度作出评价。 4勘察报告应对跨越工程的地基基础方案提出建议。 4.2.4勘察资料应提供地震地质设计参数、地震动参数等,并应 查明有无不良地震地质情况
4.2.5勘察资料应包括下列内容
1应查明河流的类型,特征、河流两岸河漫滩及河床断面特 证,一般和局部的冲淤程度,河道变迁情况,相应设计洪水频率的 洪水位标高和最大流速。 2跨越位置的通航等级。 3当地极端最高气温、最低气温、最高月平均气温、最低月平 均气温、冻土深度、最大风速、基本风压、积雪厚度和覆冰厚度等。 4.2.6地质复杂的地基或大型跨越的基础,应根据设计要求进行 施工地质勘察。 7脑越甘仙于然 工培想场湾搭绒工筑品新家西
应按本规范第4.2.1~4.2.6条执行
应按本规范第4.2.1~4.2.6条执行
5.1.1跨越结构应按本规范和国家现行有关标准规定的作用(荷 载)对跨越结构的整体进行作用(荷载)效应分析。 51.2跨越结构在不同阶段的多种受力状况应分别进行跨越结 构分析,并应确定跨越结构最不利的作用效应组合。 5.1.3跨越结构分析所需的各种几何尺寸,以及所采用的计算图 形、边界条件,作用的取值与组合、材料性能的计算指标,初始应力 和变形状况等,应符合跨越结构的实际工作状况,并应具有相应的 构造保证措施。
I应满足力学平衡条件。 2应符合变形协调条件。 3应采用合理的材料或构件单元的本构关系。 5.1.5跨越结构分析时,线弹性分析方法与非线性分析方法宜根 据跨越结构类型、构件位置、材料性能和受力特点等选择, 5.1.6跨越结构分析所采用的电算程序,其技术条件应符合本规 范和国家现行有关标准的规定,电算结果应经判断和校核,井应在 确定电算结果合理有效后用于工程设计,
5.2.1线弹性分析方法可用于跨越结构在各种荷载作用下的效 应分析。
杆件的弯曲、轴向、剪切和扭转变形对跨越结构内力的影响。跨越
结构或杆件的变形对其内力的二阶效应影响较明显时,应分析二 阶效应的影响
5.2.3杆系结构的计算模型应按下列方法确定:
1杆件的轴线置取截面儿何中心的连线 2杆件之间的连接应根据构造要求简化成刚接或铰接。 3杆件的计算跨度或计算高度宜按杆件两端支承点的中心 距或净距确定,并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的位置 加以修正。
5.2.4杆系结构宜采用解析法、有限元法等进行计算,对体形规
5.2.4杆系结宜采用解析法、有限元法等进行计算,对体形规 则的跨越结构,可根据其受力特点和作用的种类采用简化分析方 法。
5.3.1大、中型跨越结构,必要时应对跨越结构的整体或其部分 进行受力全过程的非线性分析。
5.3.1大、中型跨越结构,必要时应对跨越结构的整体
进行受力全过程的非线性分析
1跨越结构形状,尺寸和边界条件等应预先设定。 2材料、截面和构件的非线性本构关系宜通过试验测定;也 可采用经验证的数学模型,数学模型的参数值应经标定或有可靠 的依据。 3宜分析跨越结构的几何非线性对作用效应的不利影响
6.1结构形式选择及几何尺寸确定
6.1.2悬索、斜拉索等结构形式的大、中型管道跨越,宜采用对称 结构。
6.1.3跨越结构形式和跨度应根据结构受力条件、基础形式和水 文地质等条件进行优化
6.2管道强度及稳定性计算
6.2.1管道输送介质内压引起的环向应力应按下式计算
6.2.1管道输送介质内压引起的环向应力应按下
6.2.2管道的轴向应力应包括下列内容
管道输送介质内压引起的轴向应力应按下式计算
4a = 0. 5g
2桥面荷载效应组合引起的弯曲应力应按下式计算
式中:a2——桥面荷载效应组合引起的弯曲应力(MPa); M一桥面荷载效应组合产生的弯矩(N·mm); W一一管道净截面抵抗矩(mm)。 3管道弯曲引起的轴向应力应按下式计算:
4EDf L?+4f
式中:6a3 管道悬垂引起的轴向应力(MPa): E一钢材弹性模量(N/mm"); D一一管道外径(mm); f一矢高(mm); L一跨度水平长度(mm)。 4跨越结构应进行温度补偿,补偿后的温度应力应按下式计 算:
武中:at 温度变化引起的轴向应力(MPa): α 钢管线膨胀系数(1/℃),可按表3.4.4采用; At一 温差(℃); E一至 钢材弹性模量(N/mm)
6. 2. 3 管道最大剪应力应按下式计算:
6.2.4当量应力应按下式计算:
6.3温度补偿及桥面设施
6.3.1管道跨越应进行温度补偿设计,管段宜利用自身补偿能 力,当不能满足热变形要求时应采用补偿器,补偿器宜水平设置。 补偿器应满足清管器及检测仪器能顺利通过的要求。 6.3。2补偿器与直管段连接最后一个焊口时,应选择在当地最佳 温差条件下焊接,当不能满足最佳温差条件下焊接时,应进行补偿 器的预拉伸(压缩)。 一础期恋篮京吃用树帼变管变管龄曲效光达应大至或等
6.3.3补偿器弯管宜采用热爆弯管,弯管的曲率半径应大于或等
6.3.4补偿器采用弯管组焊时,两弯管之间应采用直管段连接 直管段长度不得小于管道外径的1.5倍,且不得小于500mm。 6.3.5管道热伸长量计算应按下式计算:
6.3.5管道热伸长量计算应按下式计算:
6.3.5管道热伸长量计算应按下式计算:
武中:△L 管道热伸长量: L一一计算管长; α一 管道的线膨胀系数(1/℃),应按表3.4.4采用; t2一一管道内介质温度(℃); t1一一管道设计安装温度(℃),可取20℃。 6.3.6补偿器应力计算应综合分析温度变化和管道内压的共同 作用。 6.3.7通航河流上的跨越工程应设置航标灯,输送电缆应选用加 R
6.3.8跨越管段架空高度(包括塔架高)超过15m时,应设计跨
6.3.9大、中型跨越工程应设置人行检修通道,通道应设置栏杆,
栏杆高度不应小于1.2m,横杆与上、下构件的间距不应大于 380mm。通道应设置阻断设施,并应设置警示标志。 6.3.10检修通道的走道板及栏杆宜采用热镀锌组装结构,应能 适应温度变化的影响。 6.3.115 跨越管段支承点宜做成滑动支座或弹性支座。管道两端
6.4.1 钢丝绳的设计许用拉力应采用钢丝绳最小破断拉力的 40%~45%。
6.4.2管道跨越工程采用的钢丝绳应在施工前进行预张拉,
力应为钢丝绳最小破断拉力的45%,预张拉的稳定时间不得小
6.4.3钢丝绳防腐循施及相关技不要求应在设计文件中明确。
6.4.5对斜拉索结构,成品拉索长度小于或等于100m时,长
误差不应大于20mm:成品拉索长度大于100m时,长度误差不应 大于索长的1/5000。对悬索结构,成品主缆长度误差不应大于索 长的1/10000;成品吊索两端耳板销孔间长度误差不应大于2mm。 6.4.6半平行钢丝束的最外层钢丝的扭转角度应为20°~40°,相 应捻距应为钢丝束直径的20~40倍。 6.4.7半平行钢丝束应在工厂内进行预制、张拉,并应在设计状 态下进行下料。 6.4.8半平行钢丝束运输过程中盘径不得小于1800mm,盘重不 应小于800k名。
6.4.8半平行钢丝束运输过程中盘径不得小于1800mm,盘重不 应小于800k名。
6.5,1跨越工程中的索具应进行强度设计、极限设计、安定
6.5.1跨越工程中的索具应进行强度设计、极限设计、安定性设 计以及疲劳分析设计。
6.5.2安定性设计和疲劳分析设计应符合国家现行标准《钢制压
6.5.3索具的制造和检验应符合下列规定:
1索具的制造和检验应在具备资质证的工厂进行。 2制造索其采用的材料除应提供原始质量证书外,制造产应 对所用材料进行复验。 3索具的制造和检验应符合国家现行有关标准的规定
6:6.1跨越工程的支承结构所设计的钢塔架或钢筋混凝土塔架 可根据水文地质、工程地质、支承结构本身的高度、受力特征以及
6.6.2塔架设计应满足结构强度、刚度和稳定性要求。
6.6.5钢塔架高度与底部宽度之比宜为5~~7 6.6.6钢塔架宜采用“K”形或再分式腹杆体系,在主水平腹杆处 应设置横隔。
6.6.7钢塔架的立柱、塔顶水平腹杆宜采用钢管,其他杆件可采 用型钢
6,6.8在计算塔架的自振周期时二建标准规范范本,应分析桥面结构在正常使用状 态下垂直荷载的影响。
构造要求应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有 关规定。
工程施工质量验收规范》GB50205的一级焊缝标准,外观质量检 验应达到现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的二级焊缝标准。角焊缝可不进行无损探伤检测
6.6.11稳杆式钢塔架在安装时:应分析桥面恒荷载加上时的预 偏位移量的影响。
6.6.11稳杆式钢塔架在安装时暖通标准规范范本,应分析桥面恒荷载加上时
要求、强度与裂缝验算要求,应按国家现行标准《混凝土结构设计 规范》GB50010、《公路钢筋混凝土及预应力混凝上桥涵设计规 范》ITGD62和《公路斜拉桥设计规范》ITI027的有关规定热行。
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