(1)擴大管徑或增加壁厚:
此方法目的是增加鋼管的強度,方法處理簡便,但因管材增加和支墩的擴大,所以費用增加較大。
(2)增設(shè)管隴(木行架)
根據(jù)跨距,設(shè)計和制作方型的鋼制木行架(俗稱管隴),安裝于支墩上,隨后將鋼管穿越木行架內(nèi)。
此方法施工方便,但鋼制木行架制作安裝費用較高。
(3)采用斜拉法(雙塔或單塔)
此工藝來自斜拉橋結(jié)構(gòu)原理,在管橋中間或二側(cè)設(shè)置強度較高的水下支墩,引出水面,并在支墩上安裝豎向木行架,二面或單面引出斜拉鋼索,牽引住管橋(參見圖2—9—38)。
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(4)采用“增大管道慣性距”施工方法
“增大管道慣性距”是上海煤氣公司近年來開發(fā)的新技術(shù),通過對大跨度管橋鋼管上下兩側(cè)焊接“槽鋼簡易方法,增大鋼管的“慣性距”,提高鋼管的剛度,燃氣管橋安裝必須符合管道(鋼管)的強度和剛度二個條件。
管橋的強度條件應(yīng)符合下式要求:
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式中 L——架空管道跨距(米);
[σ]s——許用彎曲應(yīng)力(兆帕);
Z——管道的斷面系數(shù)(厘米3);
φ——焊縫系數(shù)(碳素鋼,單面焊取φ=O.8,雙面焊取φ0.9);
K——彎距系數(shù)的倒數(shù)(端跨K=8,中問跨K=10);
q——計算荷載(管道自重+雪重+風(fēng)載荷載引起的力)(牛/米)。
管橋的剛度條件(坡度)應(yīng)符合下式的要求:
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式中 i——架空燃氣管道的坡度;
a——計算荷載(牛/米);
L——架空燃氣管道的跨距(米);
E——管道材料的彈性模量(兆帕);
J——管道斷面慣性矩(厘米4)。
強度條件是指鋼管及焊口在受管內(nèi)燃氣壓力和外力影響狀態(tài)下,保持足夠的強度。而剛度為鋼管抗彎曲的能力。為確保管橋保持良好的剛度。
從上式中,可知,增加慣性距(J)而不增加鋼管重量(q),是提高管道(鋼管)剛度的有效途徑。
此工藝可操作性強,造價低廉,施工前先按上式計算,選定擬架設(shè)鋼管上下兩側(cè)全部增加的加強“板筋”(一般選用槽鋼)和“加強鋼環(huán)”(每2米1只),預(yù)先與鋼管焊接成一體,并在吊裝時將加強板筋就位于上下垂直方向(詳見圖2—9—39所示)。
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“增大管道慣性距”管橋施工法的技術(shù)要點為:確保主跨段管道的強度、剛度和吊裝就位的穩(wěn)定性,為此必須嚴格的按照“整體制作”、“整體吊裝”、“一次就位”的施工方案。其工藝為:
(1)管道主跨段整體制作涉及鋼管預(yù)制和起拱量的確定,鋼管放樣準確和焊接質(zhì)量等關(guān)鍵技術(shù)問題:
?、黉摴苷w制作起拱量的確定。根據(jù)設(shè)計要求,管橋坡度為10%,按管橋(靜態(tài))中點的起拱量為:
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式中 l——坡度為起拱量(厘米);
L——管橋跨距(米);
i——設(shè)計管橋坡度。
撓度計算:
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式中 fmax——撓度(厘米);
l——跨距(米);
q——均布荷載(牛/厘米);
E——彈性模量(取2.1×107);
J——慣性距(厘米4)。
鋼管制作的預(yù)起拱量為:
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式中 I——預(yù)起拱量(厘米)。
根據(jù)預(yù)起拱量,繪制鋼管施工圖,并編制施工工藝流程確定各工序的技術(shù)要求。
?、跍蚀_放樣、確保鋼管拼裝弧度均勻。由于管體要求中點起拱,故需制作成弧形的管橋,為確保管橋的外形美觀和應(yīng)力的均勻分布需鋼管的拼接制作成呈均勻弧度。按鋼管總長的弧度要求(起拱量)求出各鋼管段拼接角度,不得將角度集中某幾個焊口,而造成應(yīng)力集中和影響外觀。
?、酆缚p質(zhì)量控制。鋼管焊接系本工程關(guān)鍵。因焊縫不僅僅確保管道的氣密性,而且要承受架設(shè)后由重力,風(fēng)(雪)載荷和吊裝過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力條件。
故本工程焊接標準比原燃氣管道提高,選用《JB928—67》標準中二級焊縫要求執(zhí)行(包括鋼管制作、現(xiàn)場拼裝、焊接),并增加下述技術(shù)措施:
——每只焊縫均由煤油滲透現(xiàn)場檢查,無滲透;
——焊縫經(jīng)x光損探傷100%,均需符合二級片要求;
——增加強度試驗:壓力為運行壓力二小時無下跌,上述要求均列入施工方案并由公司、所二級質(zhì)檢部門現(xiàn)場監(jiān)督驗收。
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