某大型管道工程连续梁式跨越管段设计.pdf

第六届全国现代结构工程学术研讨会 某大型管道工程连续梁式跨越管段设计 马亚维 颜卫亨 (长安大学建筑工程学院 西安 710064) 摘要：本文结合某市输水管线结构工程设计实例，对其结构形式、管道内力分析及计算方法进行了分析研究。在此基础上对 连续梁式跨越管道跨距确定的影响因素进行分析，并对两种跨距方案的计算结果进行了对比分析。 关键词：跨越结构，架空管道，滑动支座，刚度，应力 一、工程概况 给水管道工程属于生命线工程，对其进行研究具有非常重要的现实意义。在管道建设中常常遇到河流、 沼泽、湖泊、山谷、冲沟等自然障碍物或建(构)筑物，需采用跨越结构形式。本文作者对西宁市第七水厂供 水管线跨越北川I河80m大跨度跨越管道工程结构进行计算分析，同时结合本工程结构设计特点的相关内容， 进行分析论述。 青海省西宁市第七水厂一期工程，建成后可供西宁市日常用水量的三分之一，对改善西宁市旱季缺水状 管线工程投资23884．61万元，从净水厂到西宁市城市管网接管点总长42km。 输水管线工程采用DNl400球墨铸铁管，但在途中多处遇到河流、山谷、冲沟，为提高管道的强度和刚度， 降低结构自重，将管材改为钢管，尤其在过北川河处，跨度达80m，属大型跨越或穿越工程，经过方案讨论： 方案一，采用过河顶管，由于费用高和当地的施工技术难以达到，不予考虑；方案二，采用跨越式钢管结构， 施工简便受力合理，经经济分析比较采用此种方案较为合理。跨越管段全长为80m，设计内水压力0．6MPa，温 差取±30℃，基本风压0．5KN／m2，中1400mm钢管，材料为Q235钢。 二、结构方案选择 北川河是青海省的排洪河，平时水流较小，洪水期水流很大，渠道输水量近似满负荷，水流湍急，不宜此时 施工，宜在枯水季节施工。在拟定跨越方案时，考虑到河宽达80m，属于大中型河流跨越结构，可进行对比的跨 越结构有悬索式管桥、桁架、拱型管桥、连续梁式架空钢管等四种结构…。通过对施工场地、施工工期、选择 合适的施工季节，工程的经济合理性进行综合分析，拟定采用连续梁式架空管道跨越结构形式。 连续梁式架空管道跨越主要适用于因常年水位较浅、河床地质条件较好、允许在河流中设置基础的大中 端牛腿上采用了橡胶垫板滑动支座，在两端支座处设双法兰限位伸缩接头，从而整个结构可简化为四等跨连 续梁。当钢管受温度影响变形伸缩时，其最大位移量应小于橡胶垫板容许剪切变形及松套伸缩接头内橡胶圈 位移量，从而结构模型更准确，为连续梁式架空管道跨越结构控1。该管道工程剖面图见下图l： 工业建筑2006增刊 第六届全国现代结构工程学术研讨会 …兰，]颤} l l ． 删k I方夭书2一 ／ {§(一)入7 }§㈠E， ie(一)写7 ＼ =， l＼＼ ／／／坚丁 ＼＼＼ 245460 ／／／．4．0 }e(二)／ —』旦一—4＼＼＼gs。so 旺—：多u 鲥 L＼ 、＼转角支墩 ＼转角支墩( 21．0 210 210 21．0 8』 0 图1 连续梁式跨越管道纵断 三、内力分析与设计 (一)梁式管段荷载分析 一般情况下，管道承受以下几种荷载： (1)钢管自重(包括保温材料和防腐层重)； (2)钢管内水重； (3)活荷载：主要考虑检修过人活荷载2kN／m； (4)风荷载：架空管道多处于河面等空旷地