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如何计算保温钢管纵剖面以便顺利通过沉放

作者:保温钢管 浏览: 发表时间:2020-05-26 17:37:41

       下面资料摘述了如何计算钢管纵剖面以便顺利通过沉放,同时保持管道应力在允许界限内;以及如何在现场实施沉管以适应该剖面。

       沉放现有保温钢管的管道并不仅仅是钻孔并通过重力沉降。新剖面的工程设计须非常以便管道不致因突然下降引起变形或断裂(管道越大,剖面要求越苛刻)。

       例如在沙特,大范围高速公路现代化规划使许多大口径管道要被沉放。沉管初期,由于没有适当评价起决定性作用的工程学问题,发生过几次管道断裂事故。

       解决问题的关键是提供具有恒定弯曲半径的圆滑剖面并且包括详细的设计程序。通过监测设备仔细监测可以确保管道圆滑通过。

       下列方法已有用于沙特及印度尼西亚的众多场合,可以推荐使用。设计步骤包括:

       (1)确定管道上方有多少土壤覆盖才能保证管道不被施工设备或车轮载荷损坏(见AP1-RP-1102)。对于12in及以下的小管道,4t厚覆土就足够了。大口径管道可能需要通过更厚的土层覆盖、套管或混凝土板进行附加保护。

       (2)根据管道级别确定管道上允许的弯曲应力,通常对于穿越乡村管道为允许应力的75%(ANSIB31.4,416.9节),一般采用较为保守的10000ps应力。如果管道受到完全约束(每一端锚国并且没有影胀圈),热应力也须予以考虑。

       (3)从管段的每一端开始,每25t计算沉放量。画出剖面并使其与现有剖面匹配。将观测点及新高度(管顶及管沟底部)加到剖面图上。

       (4)检查新剖面图上开始和终止的穿越点。如果管道正在上坡,并突然需要下坡,端点可能处于临界应力。

       由于保温钢管不在同一直线上的任意三点都可以形成一个恒定半径的固,由图2-14中公式7及公式4可以给出近似应力。端点将成为三点的进行计算。如果超出应力,就要加宽穿越段并再次检查。

       地下管道检测与运行风险评估是一门具有重要实用价值的新兴学科。应用该学科可对管道运行风险大小进行量化,从而找到为减少风险需要投入的资金和改进管理的方向,用有限的投入程度地降低整个管网运行风险。

       依据风险工程学理论,危险是可产生潜在损失的特征或一组特征,风险是危险转变为现实的概率和损失程度的综合。危险是无法改变的,而风险却在很大程度上随着人们的意志而改变,亦即按照人们的意志可以改变事故发生的概率,或者一旦出现事故后,由于改进防范措施从而改变损失的程度。人们往往有一个概念,认为风险越小越好,这是错误的。因为减少风险是以资金投入为代价的,科学的做法是把风险限定在一个可以接受的水平上,然后研究影响风险的各种因素,再经过优化,找出投资方案。

       地下管道运行风险是事故发生的概率和一旦出现事故时后果严重程度的二元函数。一段管道如果出现事故后果非常严重,尽管事故出现的概率很小,其风险仍是很大的;相反,事故后果轻微,虽然事故出现的概率高,其风险则不大,保温钢管也就不值得花更多的资金去降低风险。通过检测和科学的运算,准确评估各管段运行风险,进而合理地确定管理投入方案,是实现管网稳定、经济运行的基本前提。

       地下管道检测与运行风险评估是20世纪80年代后期由美国发展起来的边缘学科,涉及稳定工程、流体输配、结构力学、地质勘探、材料保护、社会调查、行为分析、应用数学、地理信息管理、计算机软件等。诸多专注,横跨自然科学和人文科学两大门类。

       1995年,我率先向国内介绍了美国的管道风险评分法。该方法的特点在于对所有影响因素都进行了全的考虑,并建立了相应的分值体系。然而,其建立基于一系列重要假设,如:

       (1)影响风险的各个因素是单个的,亦即每个因素影响风险的状态,忽略多因素间广泛存在的交互作用,总风险是各单独因素的简单加和;

       (2)管段中的各个因素为变量时,全段均按坏的状况考虑;

       (3)评分方法和各项分值都人为确定,适合于任意管段,具有主观性;

       (4)各管段的风险等级都是相对的;

       (5)各类因素引发事故的可能性都相同。这些假定,简化了评估模型,仅需要加减乘除手工计算即可完成,但由于实际情况与这些假定往往出入很大,因而也必然产生较大的偏差。随着风险工程学理论和应用数学的发展,新的评估模型可以更好地描述多因素交互作用。同时,在计算机技术高速发展的今天,对复杂模型处理已经不成问题,国内外专家学者都在尝试建立基于计算机技术的新的评估模型。

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