GBT50459-2017 油气输送管道跨越工程设计标准.pdf
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aerial crossing
2.0.8轻型托架跨越
用管道作为上弦杆,与钢索或型钢构成的下撑式组合 越结构型式。
装修施工组织设计 2.0.9“IⅡI"形刚架跨越
用输送管道构成“Ⅱ”形刚架的跨越结构型式。
2. 0. 11 主离
跨越工程中跨距最大的桥段。
2. 0. 12 缆索
suspended cable typepipeline aerialcross
跨越工程中承受拉力或连接主梁(桥面结构)的构件,包括缆 索索体和锚具。
2.0. 13 缆索索体
由多根高强钢丝、钢丝绳等组成的丝股,是缆索的主要组成 部分。
缆索索体两端与连接件的连接部件,缆索索体张力通过其传 递给连接件。
览索与结构间或缆索间的连接部件,包括连接螺杆、索夹、散 索鞍等。
anchor block
锚固缆索,承受缆索拉力,支承地基上或嵌固于岩体 吉构。
具有温度补偿能力的管段或装置。
3.0.1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;乙类应为非通航河流及其他障礁 跨越。
表3.0.2管道跨越工程等级
3.0.3跨越管道强度设计系数应符合表3.0.3的规定 表3.0.3跨越管道强度设计系数
表3.0.3 跨越管道强度设计系数
3.0.4在管道跨越工程设计文件中,应注明结构工程的设计使用 年限,并应说明结构工程钢结构的焊缝形式、焊缝质量等级与焊缝 检测标准。
3.0.5永久性跨越主体结构的设计使用年限不应低于
更换构件的设计使用年限不宜低于25年。
3.0.7管道跨越位置的选择应符合下列规定:
1应处理好与油气输送管道线路工程的衔接,以及与铁路、 公路、河流、电力、城市及水利规划等的相互关系。 2应符合线路总体走向,线路局部走向可根据跨越位置进行 调整。 3 应避开地面或地下已有重要设施的地段。 4 宜避开环境敏感区、文物保护区、机场净空区。 5宜避开冲沟沟头发育地段、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。 6宜避开河道经常疏浚加深、岸蚀严重或侵滩冲淤变化强烈 地段。 7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。 8宜选在闸坝上游或其他水工构筑物影响区之外。 9附近宜具有一定的施工安装场地及较方便的交通运输 条件。 10跨越位置和方案应满足管道工程的相关评估报告的 要求。
1跨越管段的管径应与理地管道的管径匹配,所用弯管的曲 率半径应符合清管设备通过的要求。 2大型管道跨越工程宜在两端设置截断阀。 3跨越管段与埋地管道在入土连接点处加绝缘接头时,应符 合现行行业标准《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086的有 关规定。
4跨越管道与线路段管道连接点宜在跨越管道人土点的支 墩或者锚固墩外10m处。 5应采取防止埋地管道和跨越管道间相互影响的措施。 3.0.9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3.0.9选用,并应结合当地水文资料确定设计洪 水位。
表3.0.9设计洪水频率
3.0.10在通航河流上跨越时,跨越净空尺度应满足通航影响评 价的要求。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。 3.0.11在无通航、无流筏的河流上跨越时,管道架空结构的最下 缘,大型跨越工程应高于设计洪水位3m,中小型跨越工程应高于 设计洪水位2m。当无准确的水文资料时,宜加大架空高度,并应 满足相关部门对净空的要求。 3.0.12当跨越铁路或道路时,架空结构的最下缘净空高度不应 低于表3.0.12的规定。跨越工程两侧应设置限高标志,宜设置限 高构筑物,
表3.0.12跨越铁路或道路净空高度
3.0.13跨越管道与桥梁之间的最小距离应符合表3.0. 规定。
表3.0.13跨越管道与桥梁之间的最小距离(m
注:1特大桥、大桥、中桥和小桥的判别应分别按现行行业标准《公路桥涵设计通 用规范》JTGD60和《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1的规定执行。 2当位置受限时,在采取一定的保护措施,并征得相关部门的同意后,可适当 减小距离。
3.0.14跨越管道与架空电力线路之间的最小距离应符合现行国
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。 3.0.15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。 3.0.16管道跨越的安全防范应符合现行行业标准《石油、天然气 管道系统风险等级和安全防范要求》GA1166的有关规定。 3.0.17管道跨越应根据相关评估和岩土工程勘察报告进行水工 保护,并应符合现行行业标准《油气输送管道线路工程水工保护设 计规范》SY/T6793的有关规定。 3018跨越工应定期进行检查及维护
4.1.1跨越工程的平面控制测量等级和高程控制测量
合现行国家标准《油气输送管道工程测量规范》GB/T50539的有 关规定。
4.1.2跨越位置地形图可根据设计阶段、工程性质及地形等
测量成采应包拍下列内谷: 1 技术说明; 2 跨越位置控制点成果: 31 跨越位置地形图; 4 跨越位置纵断面图。
4.2.1跨越工程应符合现行国家标准《油气田及管道岩土工程勘
4.2.1跨越工程应符合现行国家标准《油气田及管道岩土工程勘 察规范》GB50568的有关规定
1 地层含水情况及地下水位变化情况,地下水质分析,渗
系数和涌水量; 2上下游有无水工设施或规划,储水能力,最高水位及坝预 标高等及对拟建工程的影响; 3设计洪水频率下最高洪水位、流速、流量及枯水期水位 标高; 4跨越河流的冰凌资料; 5 设计洪水频率下的一般冲刷深度和局部冲刷深度。 4.2.3 跨越岩土工程勘察报告应包括下列内容: 1 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、标准冻深、最大风速、基本风压、积雪厚度和覆冰厚度等; 2河流的类型、特征、河流两岸河漫滩及河床断面特征,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,河流通航等级; 3桥墩和锚固墩区地层岩性、地质构造、不良地质作用与地 质灾害的分布和工程地质特性: 4跨越位置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; 5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; 6应对跨越工程的地基基础及锚固方案提出建议。 4.2.4勘察资料应提供地震设计参数、场地类别等,并应查明有 无不良地震地质情况。
系数和浦水量; 2上下游有无水工设施或规划,储水能力,最高水位及坝顶 标高等及对拟建工程的影响; 3设计洪水频率下最高洪水位、流速、流量及枯水期水位 标高; 4跨越河流的冰凌资料; 5 设计洪水频率下的一般冲刷深度和局部冲刷深度。
4.2.5地质复杂的地基或大型跨越的基础,宜进行施工地质
。2.5地质复杂的地基或大型跨越的基础,宜进行施工
4.2.5地质复杂的地基或大型跨越的基础,宜进行施工地质 勘察。
的有关规定,密闭钢丝绳还应符合现行行业标准《密封钢丝绳》 YB/T5295的有关规定;钢丝拉索应符合现行国家标准《斜拉桥 热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》GB/T18365的有关规定;主 缆采用预制平行钢丝索股应符合现行行业标准《悬索桥预制主缆 丝股技术条件》T/T395的有关规定;钢绞线应符合现行国家标 准《单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线》GB/T25823或《预应力混 疑土用钢绞线》GB/T5224的有关规定,钢绞线拉索应符合现行 国家标准《斜拉桥钢绞线拉索技术条件》GB/T30826的有关 规定。
5.1.4预制平行钢丝索股和热挤聚乙烯高强钢丝拉索采用的
丝各项性能应符合现行国家标准《桥梁缆索用热镀锌钢丝》 17101的规定。环氧钢丝应符合现行国家标准《缆索用环氧 钢丝》GB/T25835的有关规定。
准《桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料》CJ/T297的规定。
1锚具及连接件的选材应根据结构的重要性、荷载特征、结 构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素确定。 2锚具及连接件的原材料应采用优质碳素结构钢或合金结 构钢,应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T699和《合金 结构钢》GB/T3077的规定,对于需要进行疲劳验算部件的原材 料还应按标准规定的高级优质钢要求进行低倍组织和非金属夹杂 物检测。 3锚具及连接件宜采用钢锻件。当采用钢锻件时,应符合现 行行业标准《大型碳素结构钢锻件技术条件》JB/T6397和《大 型合金结构钢锻件技术条件》JB/T6396的规定,对需要进行疲 劳验算和不能更换的锚具和连接件,锻件组别应为标准规定的IV 级及以上,并在设计温度下进行夏比V形缺口冲击试验,冲击值 应满足相应标准的要求;当采用铸钢件时,宜采用ZG20Mn或 ZG35Cr1Mo铸钢件,应符合现行行业标准《大型低合金钢铸件》 JB/T6402的规定。 4锚具及连接件用钢锻件应按现行行业标准《承压设备无损 检测第3部分:超声检测》NB/T47013.3和《承压设备无损检 测第4部分:磁粉检测》NB/T47013.4的规定进行超声检测和 磁粉检测,超声检测合格等级不应低于儿级,磁粉检测合格等级不 应低于1级。锚具及连接件用铸钢件应按现行国家标准《铸钢化 超声检测第1部分:一般用途铸钢件》GB/T7233.1的规定 进行超声波探伤,合格指标不应低于2级;应按现行国家标准《铸 钢件磁粉检测》GB/T9444的规定进行磁粉探伤,合格指标不应 低于2级。 5.1.8管道用锚固法兰宜采用碳素钢和合金钢锻件,并应符合现
5.1.8管道用锚固法兰宜采用碳素钢和合金钢锻件,开应符合现
5.1.9钢结构焊接材料应根据被焊材料的机械性能、化学成分及
工艺要求等因素选择,并应符合现行国家标准《钢结构焊接 GB50661的有关规定。
5.2.1管道跨越工程混凝土基础、混凝土塔架应符合现行国家标 准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476的有关规定。 5.2.2管道跨越工程钢结构部分应采用耐环境腐蚀、耐日晒、耐 寒的防腐涂层
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 ,常用输送钢管的主要力学性能指标应按表5.3.1采用
5.3.1管道跨越工程采用的输送钢管材质应与线路采
表5.3.1常用输送钢管的主要力学性能指标
5.3.2钢芯钢丝绳的最小破断拉力应符合现行国家标准《重要用 途钢丝绳》GB8918的有关规定,钢丝绳弹性模量不宜小于1.1× 10N/mm;密闭钢丝绳的最小破断拉力应符合现行行业标准《密 封钢丝绳》YB/T5295的有关规定,钢丝绳弹性模量不宜小于 1.6×10N/mm;钢丝拉索的公称破断索力应符合现行国家标准 斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》GB/T18365的有关
规定,成品拉索的弹性模量不应小于1.9×105N/mm?;钢绞线的 最大力应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224 的有关规定,弹性模量宜取为1.85×105N/mm~2.05×10 N/mm
5.3.3钢丝绳的表面状态、公称抗拉强度及强度允差应
国家标准《重要用途钢丝绳》GB8918和《粗直径钢丝绳》( 20067的有关规定,密封钢丝绳还应符合现行行业标准《密封 绳》YB/T5295的有关规定。
5.3.6悬索结构的成品主缆索股测长精度应在1/12000以上。
5.3.6悬索结构的成品主缆索股测长精度应在1/12000以上。 5.3.7钢材的物理性能指标应按表5.3.7采用
表5.3.7钢材的物理性能指标
6.1.1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。 6.1.2跨越结构分析所需的各种几何尺寸,以及所采用的计算简 图、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,
1应符合力学平衡条件; 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。 6.1.4跨越结构分析时,线弹性分析方法与非线弹性分析方法宜 根据跨越结构类型、构件位置、材料性能和受力特点等选择。刚性 跨越宜采用线弹性分析方法,柔性跨越宜采用非线弹性分析方法。 65.1.5跨越结构分析软件的技术条件应符合本标准和国家现行 有关标准的规定,大型跨越结构宜采用两个以上软件进行分析计 算,比对计算结果。计算的结果应经判断和校核,并应在确定计算 结果合理有效后用于工程设计。
6.2.1桥面结构、桥塔及桥墩应按下列承载能力极限状态和正常
6.2.1桥面结构、桥塔及桥墩应按下列承载能力极限状态和正常 使用极限状态进行设计: 1承载能力极限状态应包括下列计算:
1承载能力极限状态应包括下列计算: 1)构件和连接应进行承载力计算;
2)有抗震设防要求时,应进行抗震计算; 3)应进行结构的倾覆、滑移验算。 2正常使用极限状态应包括下列计算: 1)对需要控制变形的构件及基础,应进行变形计算; 2对不充许出现裂缝的混凝土构件,应进行混凝土拉应力 计算; 3)允许出现裂缝的混凝土构件,应进行受力裂缝宽度验算 2管道、缆索、锚具及连接件应按容许应力法进行强度计算
6.3.1线弹性分析方法可用于刚性跨越结构在各种荷载竹 的效应分析。
D.3. 线弹性行衍方法列用于规胜跨越错构在谷种尚载用: 的效应分析。 6.3.2杆系结构宜按空间体系进行跨越结构整体分析,并宜分析 纤件的弯曲、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,
杆件的弯曲、轴向、剪切和扭转变形对跨越结构内力的影响。 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 阶效应的影响
6.3.3杆系结构的计算模型应按下列方法确定:
1杆件的轴线宜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。 6.3.4杆系结构宜采用解析法、有限元法等进行计算,对体形规则
6.3.4杆系结构宜采用解析法、有限元法等进行计算,对体形规则
1非线弹性分析方法可用于柔性跨越结构在各种荷载作月 效应分析。 2柔性跨越结构应分析几何非线弹性对结构的不利影响。
5.4.2柔性跨越结构应分析几何非线弹性对结构的不利影响
6.4.2柔性跨越结构应分析几何非线弹性对结构的不利影响
6.5结构动力响应分析
6.5.1天型柔性跨越结构应进行结构动力分析,分析内容应包括 结构抗风分析、地震分析及清管振动分析。 6.5.2结构的自振频率及相应的振型分析宜采用有限元方法进 行计算。
6.5.3采用有限元法建模时.结构模型中平动质量可采用集中质
采用有限无法建模的:结构模型中平动质量可采用集中质 分布质量方式,转动惯量可根据模型自动生成或按照实际截 质量分布情况算后输人
5.5.4在进行风荷载结构动力响应分析时,跨越钢结构的阻尼比 不宜大于0.005
6.5.5主跨300m及以上的柔性跨越宜进行风洞试验,风洞试验 应符合下列规定:
.5.5主跨300m及以上的柔性跨越宜进行风洞试验,风洞
1模型风洞试验宜在模拟大气边界层的风洞中进行,模拟的 大气边界层应反映桥址处的平均风速剖面、紊流强度剖面及脉动 风功率谱; 2模型应模拟跨越结构构件的外部轮廓,模型的频率和阻尼 比应模拟实际跨越结构的主要模态频率和阻尼比; 3风洞试验宜考虑紊流特征和风攻角的影响,所考虑的紊流 待征以及风攻角应同桥址处的风环境相适宜; 4风洞试验应根据设计需要,提供体形系数、动力特性等设 计参数。
6.5.6地震作用下结构动力响应分析宜采用时程分析法
程分析采用的地震波应由地震评价单位提供。应根据地震安全性 评价结果选择地震加速度记录。
5.5.8清管作用下的结构动力响应分析宜将清管荷载作为移动 荷载。
9清管设备的速度和质量应根据管道直径和清管工艺确定
6.5.9清管设备的速度和质量应根据管道直径和清管工艺确定。 6.5.10当有多条管道共用跨越结构时,应按最不利工况进行 分析。
7 作用分类和作用组合
作用分类、代表值和作用效
9 地震作用 地震作用 1.3 0 10 偶然作用 船舶或漂流物的撞击作用 1.0 0 注:1 验算抗倾覆、滑动稳定时,分项系数应符合各有关章节的规定。 2括号内的数据用于由永久作用控制的组合。 3桥面结构传至桥墩部分的作用未在本表表示。 7.1.2跨越结构工程设计时,对不同的作用应采用不同的代表 值,应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的 规定。 7.1.3跨越结构工程设计应按承载能力极限状态和正常使用极
:1验算抗倾覆、滑动稳定时.分项系数应符合各有关章节的规定
3桥面结构传至桥墩部分的作用未在本表表示。 7.1.2跨越结构工程设计时,对不同的作用应采用不同的代表 值,应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的 规定。 7.1.3跨越结构工程设计应按承载能力极限状态和正常使用极 限状态进行作用效应组合,取最不利效应组合进行设计: 1当结构或结构构件需做不同方向的验算时,应以不同方问 的最不利的作用组合效应进行计算。 2当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该 作用不应参与组合。同时参与组合概率很小的作用,不考虑其作 用效应的组合。桥面结构部分的可变荷载参与作用组合的方式及
.1.2跨越结构工程设计时,对不同的作用应采用不同的 直,应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD6 舰定,
勺方式及组合值系数见表7.1.
清管荷载与充水试压荷载不同时组金
2在大风、大雪等极端天气下不应进行清管及充水试压。 3走道板位于两管道中间时.当风荷载为主导作用时,雪荷载的组合 0.8。 4多管道数设的充水试压荷载应根据实际情况取用
2 在大风,大雪等极端天气下不应进行清管及充水试压。 3走道板位于两管道中间时.当风荷载为主导作用时,雪荷载的组合系数耳 0.8。 4多管道数设的充水试压荷载应根据实际情况取用
桥墩结构部分可变作用组合及组合
注:流水压力与冰压力不同时组合。
3应进行施工阶段作用效应的验算。 4偶然作用与地震作用不同时参与组合。 7.1.4跨越工程结构的承载能力极限状态下的设计,应采用基本 组合或偶然组合,并应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定,作用的分项系数、组合值系数应分别按本标准表 7.1.1及表7.1.3取值,可变作用的频遇值系数、准永久值系数应
按表 7. 1. 4 取值。
常用可变作用的频遇值系数准
注:1雪荷载准永久值系数0.5/0.2/0分别为雪荷载分区1、Ⅱ、Ⅲ的数值.雪荷 载分区见现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009。 2流水压力准永久值系数0.2/0分别为非季节性河流、季节性河流的 数值。
7.1.5当有地震作用时应采用地震作用组合,桥面地震作用效应
和其他荷载效应组合的设计值应符合现行国家标准《油气输送管 道线路工程抗震技术规范》GB/T50470的有关规定,其中承载力 抗震调整系数E应符合下列规定: 1油气输送管道、缆索应取0.75: 2其余构件应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定; 3当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件抗力抗震调整系 数均应采用1.0。
7.1.6桥墩地震作用效应和其他荷载效应组合的设计
S=SE+yikSik+vkSvk+ypkSpk+wSwk+Spk
式中:S 桥墩内力组合的设计值电镀标准,包括组合的弯矩、轴向力利 剪力设计值;
表7.1.6地度作用组合值系数
7.1.7跨越工程按正常使用极限状态设计时,应采用作用效应的 标准组合、频遇组合和准永久组合,并应符合现行国家标准《建筑 结构荷载规范》GB50009的有关规定。 7.1.8当缆索和油气输送管道采用容许应力法设计时,应根据缆 索和油气输送管道上可能发生的工作状况,按主要组合、附加组 合、特殊组合进行运营、施工各阶段不同设计工况的作用组合,取
最不利工况组合进行设计,并应符合下列规定: 1主要组合应为运营阶段永久作用与可能发生的可变作用 的组合,其作用组合的效应应按下式确定:
Sk= SGik + SQck + Lbe,Sak
式中:SQck一一施工荷载(试压充水荷载、充水压力或清管水重、清 管设备重等)的效应。 3特殊组合应为运营阶段永久作用与地震作用及可能发生 的可变作用的组合,应符合现行国家标准《油气输送管道线路工程 抗震技术规范》GB/T50470的有关规定。
7.1.9油气输送管道按容许应力法设计,强度验算应符合下式 规定:
式中:。 当量应力(MPa); 缆索的许用拉力和钢管的许用拉应力提高系数装修设计教程,应按 表 7. 1. 9 选取; F一强度设计系数,油气输送管道按表 3.0.3采用
....- 管道标准
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