燃氣管道彈性敷設設計時幾個參數(shù)的計算

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

2、管道在自重作用產生的撓度曲線的曲率半徑兩個條件。為確保管道敷設時滿足這兩個條件，同時為方便施工，管道縱向施工圖應給出彈性敷設曲率半徑Rt、彈性敷設弧型管長A、切線長度L、彈性敷設起終點標高、埋深等參數(shù)。在管道縱向施工圖設計時已知各樁點地面標高、彈性敷設管道管徑、擬設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：彈性敷設曲率半徑 ：PM、PN夾角 A：彈性敷設弧型管長 L：切線長度 E：外矢矩 M：彈性敷設起點 N： 彈性敷設終點 O：管線拐點設彈性敷設管道形成的圓在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、形內角和定理，OM、ON的夾角為：OM、ON在水平線同側時：=1+2；OM、ON在水平線不同側時：=1-2。（2）確定彈性敷設曲率半徑Rt：1000D及的計算結果中的較大值即為彈性敷設曲率半徑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，計算彈性敷設圓心P的坐標（a，b）。設，則有（7） 以彈性敷設圓弧形成圓建立圓的方程(x-a)2+(y-b)2= Rt2（8） 計算對應平面樁號的彈性敷設管線埋設標高。2. 彈性敷設計算實例例：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點管頂設計埋深為1.9米，則G、H點管頂設計標高為180.2、180.43，O點管頂擬設計標高為182.68。則有其它計算結果為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，管頂設計標高為182.40，管底設計標高為181.69。 圖二為施工時方便控制彈性敷設曲率半徑，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，從而求解彈性敷設管線上的標高，各樁點計算結果見圖中標注。3.燃氣管道彈性敷設計算時的注意事項：（1）管道平面和豎向轉角時，在條件允許的情況下，管道轉角小于3°時，優(yōu)先采用彈性敷設。（2）縱向彈性敷設時，若管線向上彎曲則應注意計算后的最淺埋深必須大于等于最小埋設深度。（3） 縱向彈性敷設時，若管線向下彎曲則應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)的最大埋設深度。（4） 平面彈性敷設時，管線彈性敷設不要偏離規(guī)劃局給定的控制界限。（5） 管道平面和豎向同時發(fā)生轉角時，不宜采用彈性敷設。（6） 當管道采取彈性敷設時，彈性敷設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采用直管段連接；直管段長度不應小于管道外徑值