GB/T 50459-2017 油气输送管道跨越工程设计标准(完整正版、清晰无水印).pdf

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    2. 0. 11 主离

    跨越工程中跨距最大的桥段。

    2. 0. 12 缆索

    ZJM0标准规范范本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,最高水位及坝项 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,租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跨越位置岩士的物理力学特性,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: 设计洪水频率下的一般冲刷深度和局部冲刷深度。

    .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

    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

    6.5.4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、代表值和作用效压

    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。

    表7.1.4常用可变作用的频遇值系数、准永久值系数

    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、1 Ⅲ的数值,当 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。 3正常使用极限状态下,不考虑充水试压荷载和清管荷载

    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YE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+yvkSvk+ypkSpk+wSwk+Spk

    式中:S一桥墩内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和 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 的组合民用航空标准,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,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

    表7.1.9许用拉应力拉力)提高系

    7.2.1管道、管道内输送介质及桥面结构的自重应为材料白 密度与体积的乘积

    出 2 7.2.2 缆索预加力应通过对结构的应力及变形分析确定 7.2.3土的重力、土的侧压力及水的浮力宜按现行行业标准《公

    污水处理标准规范范本7.2.2缆索预加力应通过对结构的应力及变形分析确定。

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