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燃?xì)夤艿揽构放既缓奢d應(yīng)力計算與防護措施

文檔作者：楊小偉文檔來源：陜西首創(chuàng)天成工程技術(shù)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月30日
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第37卷第6期
2017年6月
煤氣與熱力
GAS&amp;amp; HEAT
V01．37 No．6
Jun．2017
· 燃?xì)廨斉渑c儲運·
燃?xì)夤艿揽构放既缓奢d應(yīng)力計算與防護措施
楊小偉
(陜西首創(chuàng)天成工程技術(shù)有限公司，陜西西安710016)
摘要： 結(jié)合工程實例，探討埋地燃?xì)夤艿莱惺芄放既缓奢d的應(yīng)力計算和校核的方法，提
出抗偶然荷載的防護措施。
關(guān)鍵詞： 埋地燃?xì)夤艿溃?公路偶然荷載； 應(yīng)力計算； 強度校核； 防護措施
中圖分類號：TU996．7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1000—4416(2017)06—0B01—03
1 工程概況
某燃?xì)夤艿啦捎脽o套管水平定向鉆方式穿越某
公路，公路路面類型為剛性，燃?xì)夤艿涝O(shè)計壓力為
4．0 MPa，穿越段采用無縫鋼管，規(guī)格為D323．9×
8．8，鋼級為L360N，產(chǎn)品水平為PSL2，管材執(zhí)行標(biāo)
準(zhǔn)GB／T 9711_2011《石油天然氣工業(yè)管線輸送
系統(tǒng)用鋼管》。公路寬20 m，兩側(cè)邊緣管頂覆土厚
度9．2 m，公路中間管頂覆土厚度9．8 rn。
穿越段工程地質(zhì)情況：根據(jù)土工試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入
試驗、靜力觸探試驗，按巖土層的成因、時代、沉積特
征及工程地質(zhì)性能不同，將場地巖土層劃分為三大
類共4個亞層：第一大類為第四系人工堆積的填土，
深度為0．4～2．6 m；第二大類為第四系全新統(tǒng)沖積
成因的粘土，按強度差異可分為2個亞層，深度為
1．9～5．4 m；第三大類為第四系全新統(tǒng)沖積成因的
砂土，最大深度為14 m。
該路段偶然荷載主要來自運輸大型設(shè)施的索埃
勒4縱列14軸線特殊車輛，根據(jù)運輸設(shè)備規(guī)格，對
車輛縱向、橫向荷載分布進(jìn)行分析后可知，單軸荷載
為1．02 X 10 N 。
2 穿越管道校核計算
水平定向鉆穿越段管道外部荷載主要為土荷載
和偶然荷載。為確保管道安全運行，必須全面計算
影響無套管管道的所有應(yīng)力，包括環(huán)向應(yīng)力和軸向
應(yīng)力。
2．1 計算步驟
該穿越管道的應(yīng)力計算步驟見圖1。
圖1 應(yīng)力計算步驟
2．2 計算過程
① 土荷載產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力
土荷載產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力計算公式為：
H。=0．001 。B。E TD
作者簡介：楊小偉，男，工程師，大學(xué)，從事燃?xì)夤こ淘O(shè)計和技術(shù)管理工作。
收稿日期：2016—07—19； 修回日期：2017—03—21
· B 01·
否
第37卷第6期 煤氣與熱力
式中 H?！?— 土荷載產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力，kPa
KH?！?— 土荷載引起的環(huán)向應(yīng)力剛性系數(shù)，
取2 000
B — — 土荷載埋深系數(shù)，取1．35
E ——土荷載挖掘系數(shù)，取1．0
— — 土壤容重，kN／m ，取19．8 kN／m
D——管道外直徑，mm
經(jīng)計算得到土荷載產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力為
17 315．69 kPa。
② 偶然荷載產(chǎn)生的應(yīng)力
a．外加設(shè)計表面壓力
外加設(shè)計表面壓力計算公式為：
F =F ／ f2)
式中 外加設(shè)計表面壓力，kPa
F ——單軸設(shè)計荷載，kN
4——輪荷載作用面積，m ，取0．093 m
經(jīng)計算得F=1 096．77 kPa。
式(2)～(13)引自sY／T 0325-2001《鋼質(zhì)管
道穿越鐵路和公路推薦作法》，參數(shù)取值也參考此
規(guī)范。
b．公路車輛偶然荷載產(chǎn)生的周期環(huán)向應(yīng)力
公路車輛偶然荷載產(chǎn)生的周期環(huán)向應(yīng)力計算公
式為：
Hh=KHhGHhRLFiF (3)
式中orHh—— 周期環(huán)向應(yīng)力，kPa
KHh—— 周期環(huán)向應(yīng)力公路剛性系數(shù)，取
15．6
GHh——周期環(huán)向應(yīng)力公路幾何系數(shù)，取
0．75
尺— — 公路路面類型系數(shù)，取0．9
— — 公路軸組合系數(shù)，取0．65
— — 沖擊系數(shù)，取1．37
經(jīng)計算得 Hh=10 284．37 kPa。
c．公路車輛偶然荷載產(chǎn)生的周期軸向應(yīng)力
公路車輛偶然荷載產(chǎn)生的周期軸向應(yīng)力計算公
式為：
orLh=KLhGIJhRLFiF (4)
式中 Lh— —周期軸向應(yīng)力，kPa
KLh—— 周期軸向應(yīng)力公路剛性系數(shù)，取14．0
GLh— — 周期軸向應(yīng)力公路幾何系數(shù)，取1．0
經(jīng)計算得 Lh=12 306．09 kPa。
③ 內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力及校核
a．內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力
內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力計算公式為：
= ㈩
式中orHi—— 內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力，kPa
p—— 內(nèi)壓(燃?xì)夤艿涝O(shè)計壓力)，kPa，取
4 000 kPa
6— —燃?xì)夤艿辣诤瘢琺m
經(jīng)計算得f，Hi=71 613．64 kPa。
b．內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力校核
內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力校核公式為：
Hi≤陽 i (6)
式中5—— 設(shè)計系數(shù)，取0．6
— — 縱向焊縫系數(shù)，取1．0
l一溫度折減系數(shù)，取1．0
or —— 規(guī)定的最小屈服強度，kPa，取3．6
×10 kPa
經(jīng)計算得 i

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