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1、原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范跨越工程中国石油天然气总公司文件前言1总则2术语3基本规定管道跨越设计4.1材料4.2荷载与荷载效应组合4.3 管道跨越结构型式选择与几何尺寸确定4.4输送管道强度与稳定性计算4.5温度补偿与桥面设施4.6钢丝绳设计与技术要求4.7索具设计与技术要求4.8塔架结构型式选择与设计4.9地基与基础设计4.10抗震设计4.11防腐和保温5施工技术要求5.1跨越管段组装5.2跨越管段焊接与检验5.3试压和清管附录A各种跨越结构形式示意图标准用词和用语说明附件修订说明1总则3基本规定4管道跨越设计4.1材料4.2荷载与荷载效应组合4.3管道跨越结构型式选择与几何尺寸
2、确定4.4输送管道强度与稳定性计算4.5温度补偿与桥面设施4.6钢丝绳设计与技术要求4.7索具设计与技术要求4.8塔架结构型式选择与设计4.9地基与基础设计4.10抗震设计4.11防腐和保温1 总 则 为了在原油和天然气输送管道跨越工程设计中贯彻执行 国家的有关方针政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确 保质量,制定本规范. 本规范适用于地震基本烈度小于或等于9度地区的原油 和天然气输送管道跨越人工或天然障碍物的工程设计. 原油和天然气输送管道跨越工程设计应遵守下列原则： 1 处理好与输油、输气管道线路工程的衔接,与铁路、公 路、河流、城市与水利规划的相互关系； 2 采用先进技术,吸收国内
3、外新的技术成果； 3 优化设计方案,确定最佳跨越点的位置与最佳跨越结构型式. 管道跨越工程设计除应符合本规范外,尚应符合国家现 行的有关强制性标准的规定.2 术 语 管道跨越工程 pipelineaerialcrossingengineering 原油和天然气输送管道从天然或人工障碍物上部架空通过的建设工程. 梁式管道跨越 girderpipelineaerialcrossing 以输送管道作为梁的跨越. n形刚架管道跨越 n-typeframepipelineaerial crossing 以输送管道构成n形刚架的跨越. 桁架式管道跨越 trusspipelineaerialcrossing
4、 以输送管道和其他构件组成桁架结构的跨越. 轻型托架式管道跨越 lighttrusspipelineaerialcrossing 以管道作为上弦杆、钢索作为下弦杆组成托架结构的跨越.单管拱跨越 single-linearchtypepipelinecrossing 以单根输送管道作成拱形的跨越. 组合管拱跨越 pilSe-buildup arch type pipeline aerial crossing 以输送管道与其他构件组成拱形的跨越. 悬缆式管道跨越 suspended cable and pipeline aerial crossing 输送管道以悬垂形状吊挂在承重主索上的跨越. 悬
5、垂式管道跨越 suspendedpipelineaerialcrossing 输送管道以悬垂状构成自承式的跨越.2.0.10 悬索式管道跨越 suspension cable type pipeline aerial crossing 输送管道以平直形状吊挂在承重主索上的跨越. 斜拉索管道跨越 obliquely-cablestayedpipelineaerial crossing 输送管道用多根斜向张拉钢索连结于塔架和锚固墩上的跨 越. 管桥上部结构 pipelinebridgeupperstructure 管桥架空部分的总称,即管桥支座以上或从管拱起拱线以上 的结构部分. 管桥下部结构 p
6、ipelinebridgeunderstructure 管桥上部结构支承结构部分的总称,即塔架、桥墩、基础、 锚固墩等. 主跨 mainspan 管道跨越工程的主要跨越管段.2.0.15 弹性失效 elasticityfailure 结构或构件在撤去作用的全部荷载时,结构或构件不能恢复 到初始的形状与尺寸. 塑性失效 plasticityfailure 结构或构件在荷载作用时,荷载不增加而出现不符合弹性规 律的塑性变形. 安定性 stability 结构或构件在荷载作用若干循环以后,没有出现弹、塑性或 递增的非弹性变形. 疲劳分析 fatigueanalysis 结构或构件在规定的作用重复次数
7、和作用变化幅度下所能承 受的最大动态应力的分析. 风振 windvibration 在风力的动态作用下引起的管桥动力响应.3 基本规定管道跨越工程应按跨越所处地理环境条件划分为甲、乙 两类,甲类为通航河流跨越,乙类为非通航河流与其他障碍跨 越. 管道跨越工程应按表3.0.2中条件之一划分等级. 表3.0.2 管道跨越工程等级工程等级总跨长度主跨长度大型300150中型100-30050-150小型10050 跨越管道的强度设计系数F应符合所在地区管道强度设 计系数与表3.0.3的规定.表3.0.3 管道跨越强度设计系数F 管道跨越点的选择应符合下列规定： 1 跨越点应符合线路总走向,线路局部走
8、向可根据跨越点 位置进行调整； 2 跨越点应选择在河流较窄、两岸侧向冲刷与侵蚀较小、并有良好的稳定地层的地方；当河流有弯道时,应选择在弯道的 上游平直河段； 3跨越点应选在闸坝上游或其他水工构筑物影响区之外； 4 跨越点应避开冲沟沟头发育地段； 5 跨越点应避开活动地震断裂带； 6 跨越点附近应有-定的施工安装场地与较方便的交通运 输条件. 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,所用弯头的 曲率,半径应大于或等于5DN； 2 大型跨越工程应在两岸设置截断阀； 3 跨越管段与埋地管道在人土连接点处应绝缘,并符合 埋地钢质管道强制电流阴极保护设汁规
9、范SYJ 36的规定； 4 跨越管段与埋地管道连接点一般应在埋地管道人土点延 伸lorn处. 管道跨越工程的设计洪水频率应根据不同 工程等级按表3.0.6选用,并结合当地水文资料确定设计洪水 位.表3.0.6 设计洪水频率工程等级大型中型小型设计洪水频率1/1001/501/20 管道在通航河流上跨越时,其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GBJ 139的规定；当地 有特定要求时,可协商确定.3.0.8 管道在无通航、无流筏的河流上跨越时,其架空结构的 最下缘,大型跨越应比设计洪水位高3m,中、小型跨越应比设 计洪水位高2m. 管道跨越铁路或道路时,其架空结构的最下缘净空
10、高度 不应低于表3.0.9的规定. 表3.0.9 管道跨越铁路与道路净空高度类型净空高度人行道路3.5公路5.5铁路电气化铁路11跨越管道与桥梁之间的距离应大于或等于表3.0.10的 规定.表3.0.10 跨越管道与桥梁之间最小距离 通航河流上的跨越工程设置标志,应符合现行国家标准 GB13851的规定. 航空港附近的跨越工程,凡设有高耸塔架,必须取得航 空部门的同意并按规定设置标志.4 管道跨越设计4.1 材 料 跨越管道所选用的国产钢管应符合现行国家标准石油 天然气工业输送钢管交货技术条件 第1部分：A级钢管 GBT9711.1的规定.输送天然气管道还要求屈服强度与抗拉 强度之比应不大于0
11、.85. 跨越工程所用其他钢材应符合现行国家标准碳素结构 钢FBT 700、 桥梁建筑用热扎碳素钢 技术条件GB/T 714和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GBl499的规定. 跨越工程所用水泥应符合现行国家标准中热硅酸盐水 泥 低热矿渣硅酸盐水泥GB200的规定. 跨越工程所用镀锌钢丝绳应符合现行国家标准钢丝绳 包装、标志与质量证明书的一般规定GBT 2104的规定,在 设计中宜选用钢芯. 索具的选材应遵守下列规定： 1 索具的选材应根据环境条件、荷载状况与所在地区等因 素,经技术经济分析比较后确定； 2 主要索具选材宜采用16Mn,20、35、45、35CrMoA以 与Q235-A、Q235-B
12、、Q235-C,一般索具可选用结构用钢； 3 有疲劳破坏可能性的索具材料必须是酸性平炉或电炉冶 炼的镇静钢,且属于优质钢或锻件,材料的40； 4 当环境温度小于或等于-20时,应作akV试验,并应 满足kv20J的要求； 5 需焊接的索具碳素钢,其含碳量不得大于0.25；低合 金钢或合金钢除碳含量不得大于0.25外,碳当量Ceq不得大于 0.43,一般控制在0.38左右. 焊接材料应根据被焊材料的机械性能、化学成分、焊前 预热、焊后热处理与使用条件等因素选择. 焊接材料应符合国家现行标准GBT 5117、 GBT51184.2 荷载与荷载效应组合 管道跨越设计时,应考虑永久荷载、可变荷载、偶然
13、荷 载、试压荷载、施工荷载与地震作用效应. 1 永久荷载应包括输送管道、钢丝绳、塔架、基础、锚固 墩、栏杆与走道板、连接件、防腐与保温层等结构自重,并包括 输送介质与管内凝集液重量、输送介质压力等； 2 可变荷载应包括清管荷载、检修荷载、冰雪荷载、裹冰 荷载、风荷载、充水荷载、温度应力、洪水冲击荷载与流水压 力、水浮力、冰压力等荷载； 3 偶然荷载应包括船或漂流物的撞击力与断线荷载； 4 试压荷载应符合本规范表5.3.2的规定； 5 施工荷载应包括施工中临时起吊设施与操作人员荷载、 吊装和管道发送产生的冲击荷载； 6 地震作用效应应考虑水平地震作用效应和竖向地震作用 效应. 荷载效应组合应按不
14、同阶段进行组合,即施工阶段、使 用阶段、试压阶段、清管阶段,按最不利组合进行设计计算. 4.3 管道跨越结构型式选择与几何尺寸确定 选择管道跨越结构型式时,宜将输送管道作为结构体系 杆件之一. 根据跨度、管径,以与河床水文、地质条件,管道跨越 的结构型式可分别选用梁式、n形刚架、单管拱、组合管拱、轻型托架、桁架、悬垂、悬缆、悬索、斜拉索等结构型式. 确定管道跨越的跨度时,除应考虑跨越结构受力条件和 桥墩的稳定性外,尚应考虑施工场地和其他条件. 选用悬垂、悬缆、悬索、斜拉索等结构型式的大、中型 管道跨越,宜采用对称结构,且边跨长度不宜小于中跨长度的 25. 大型斜拉索管道跨越的斜拉索宜对称于塔架布置,
