燃氣管道彈性敷設(shè)設(shè)計時幾個參數(shù)的計算

1、燃氣管道彈性敷設(shè)設(shè)計時幾個參數(shù)的計算管道在外力或自重作用下產(chǎn)生彈性彎曲變形，施工中利用這種變形，改變管道走向或適應(yīng)高程變化的管道敷設(shè)方式叫做彈性敷設(shè)。利用彈性敷設(shè)可以減少彎管數(shù)量，降低投資。1.彈性敷設(shè)的要求及計算方法輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范GB 50251中 款的規(guī)定：彈性敷設(shè)管道的曲率半徑應(yīng)滿足管子強度要求，且不得小于鋼管外徑的1000倍。垂直面上彈性敷設(shè)管道的曲率半徑尚應(yīng)大于管道在自重作用產(chǎn)生的撓度曲線的曲率半徑，其曲率半徑按下式計算：式中 R 管道彈性彎曲曲率半徑(m)； D 管道的外徑(cm)；管道的轉(zhuǎn)角(°)。即在垂直面上彈性敷設(shè)管道曲率半徑要同時滿足大于等于1000D和大于

2、管道在自重作用產(chǎn)生的撓度曲線的曲率半徑兩個條件。為確保管道敷設(shè)時滿足這兩個條件，同時為方便施工，管道縱向施工圖應(yīng)給出彈性敷設(shè)曲率半徑Rt、彈性敷設(shè)弧型管長A、切線長度L、彈性敷設(shè)起終點標高、埋深等參數(shù)。在管道縱向施工圖設(shè)計時已知各樁點地面標高、彈性敷設(shè)管道管徑、擬設(shè)計埋深及各樁點里程，據(jù)已知條件求解這些參數(shù)的計算步驟如下：（1） 計算如圖一： 圖一其中：Rt：彈性敷設(shè)曲率半徑 ：PM、PN夾角 A：彈性敷設(shè)弧型管長 L：切線長度 E：外矢矩 M：彈性敷設(shè)起點 N： 彈性敷設(shè)終點 O：管線拐點設(shè)彈性敷設(shè)管道形成的圓在M點、N點的切線與水平線的交角分別為1、2（1、2可根據(jù)三角函數(shù)求得）。根據(jù)四邊

3、形內(nèi)角和定理，OM、ON的夾角為：OM、ON在水平線同側(cè)時：=1+2；OM、ON在水平線不同側(cè)時：=1-2。（2）確定彈性敷設(shè)曲率半徑Rt：1000D及的計算結(jié)果中的較大值即為彈性敷設(shè)曲率半徑Rt。（3） 計算切線長度L（4） 計算弧長A（5） 計算外矢距：（6） 以管線拐點O為坐標原點，計算彈性敷設(shè)圓心P的坐標（a，b）。設(shè)，則有（7） 以彈性敷設(shè)圓弧形成圓建立圓的方程(x-a)2+(y-b)2= Rt2（8） 計算對應(yīng)平面樁號的彈性敷設(shè)管線埋設(shè)標高。2. 彈性敷設(shè)計算實例例：如圖二，已知管徑為D711×10的鋼制管道，G、O、H點設(shè)計地面標高分別為182.02、184.58、18

4、2.33，里程分別為7600.00、7700.00、7813.79， G、O、H點管頂設(shè)計埋深為1.9米，則G、H點管頂設(shè)計標高為180.2、180.43，O點管頂擬設(shè)計標高為182.68。則有其它計算結(jié)果為Rt=1099.52、L=24.9439、A=49.88、E=0.2828，圓的方程為(x-3.2037)2+(y+1099.7982)2= 1099.522 ，O點管頂實際埋深為2.18，管頂設(shè)計標高為182.40，管底設(shè)計標高為181.69。 圖二為施工時方便控制彈性敷設(shè)曲率半徑，可按10米左右一個點給定樁點高程坐標。如在圓方程中分別將x=-10，x=0,x=10帶入圓的方程，即可得出

5、相對于彈性敷設(shè)管道形成的圓在坐標系中的縱向坐標，再通過O點在實際工程中的縱向坐標，從而求解彈性敷設(shè)管線上的標高，各樁點計算結(jié)果見圖中標注。3.燃氣管道彈性敷設(shè)計算時的注意事項：（1）管道平面和豎向轉(zhuǎn)角時，在條件允許的情況下，管道轉(zhuǎn)角小于3°時，優(yōu)先采用彈性敷設(shè)。（2）縱向彈性敷設(shè)時，若管線向上彎曲則應(yīng)注意計算后的最淺埋深必須大于等于最小埋設(shè)深度。（3） 縱向彈性敷設(shè)時，若管線向下彎曲則應(yīng)注意計算后的最大埋深必須小于等于鋼管出現(xiàn)徑向失穩(wěn)的最大埋設(shè)深度。（4） 平面彈性敷設(shè)時，管線彈性敷設(shè)不要偏離規(guī)劃局給定的控制界限。（5） 管道平面和豎向同時發(fā)生轉(zhuǎn)角時，不宜采用彈性敷設(shè)。（6） 當(dāng)管道采取彈性敷設(shè)時，彈性敷設(shè)管道與相鄰的反向彈性彎曲管段之間及彈性彎曲管段和人工彎管之間應(yīng)采用直管段連接；直管段長度不應(yīng)小于管道外徑值