燃?xì)夤艿缽椥苑笤O(shè)設(shè)計(jì)時(shí)幾個(gè)參數(shù)的計(jì)算

1、燃?xì)夤艿缽椥苑笤O(shè)設(shè)計(jì)時(shí)幾個(gè)參數(shù)的計(jì)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?gòu)澒軘?shù)量，降低投資。1.彈性敷設(shè)的要求及計(jì)算方法輸氣管道工程設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jì)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(shí)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(gè)條件。為確保管道敷設(shè)時(shí)滿足這兩個(gè)條件，同時(shí)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(zhǎng)A、切線長(zhǎng)度L、彈性敷設(shè)起終點(diǎn)標(biāo)高、埋深等參數(shù)。在管道縱向施工圖設(shè)計(jì)時(shí)已知各樁點(diǎn)地面標(biāo)高、彈性敷設(shè)管道管徑、擬設(shè)計(jì)埋深及各樁點(diǎn)里程，據(jù)已知條件求解這些參數(shù)的計(jì)算步驟如下：（1） 計(jì)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(zhǎng) L：切線長(zhǎng)度 E：外矢矩 M：彈性敷設(shè)起點(diǎn) N： 彈性敷設(shè)終點(diǎn) O：管線拐點(diǎn)設(shè)彈性敷設(shè)管道形成的圓在M點(diǎn)、N點(diǎn)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(shí)：=1+2；OM、ON在水平線不同側(cè)時(shí)：=1-2。（2）確定彈性敷設(shè)曲率半徑Rt：1000D及的計(jì)算結(jié)果中的較大值即為彈性敷設(shè)曲率半徑Rt。（3） 計(jì)算切線長(zhǎng)度L（4） 計(jì)算弧長(zhǎng)A（5） 計(jì)算外矢距：（6） 以管線拐點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，計(jì)算彈性敷設(shè)圓心P的坐標(biāo)（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(jì)算對(duì)應(yīng)平面樁號(hào)的彈性敷設(shè)管線埋設(shè)標(biāo)高。2. 彈性敷設(shè)計(jì)算實(shí)例例：如圖二，已知管徑為D711×10的鋼制管道，G、O、H點(diǎn)設(shè)計(jì)地面標(biāo)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(diǎn)管頂設(shè)計(jì)埋深為1.9米，則G、H點(diǎn)管頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為180.2、180.43，O點(diǎn)管頂擬設(shè)計(jì)標(biāo)高為182.68。則有其它計(jì)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(diǎn)管頂實(shí)際埋深為2.18，管頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為182.40，管底設(shè)計(jì)標(biāo)高為181.69。 圖二為施工時(shí)方便控制彈性敷設(shè)曲率半徑，可按10米左右一個(gè)點(diǎn)給定樁點(diǎn)高程坐標(biāo)。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(duì)于彈性敷設(shè)管道形成的圓在坐標(biāo)系中的縱向坐標(biāo)，再通過(guò)O點(diǎn)在實(shí)際工程中的縱向坐標(biāo)，從而求解彈性敷設(shè)管線上的標(biāo)高，各樁點(diǎn)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖中標(biāo)注。3.燃?xì)夤艿缽椥苑笤O(shè)計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）管道平面和豎向轉(zhuǎn)角時(shí)，在條件允許的情況下，管道轉(zhuǎn)角小于3°時(shí)，優(yōu)先采用彈性敷設(shè)。（2）縱向彈性敷設(shè)時(shí)，若管線向上彎曲則應(yīng)注意計(jì)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(shí)，若管線向下彎曲則應(yīng)注意計(jì)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(shí)，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(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)角時(shí)，不宜采用彈性敷設(shè)。（6） 當(dāng)管道采取彈性敷設(shè)時(shí)，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(zhǎng)度不應(yīng)小于管道外徑值