蒸汽管道跨河架空敷设方案比较和优化设计

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1、蒸汽管道跨河架空敷设方案比较和优化设计2010-7-26崔明耿房高冉摘要：对某蒸汽管道跨河工程的设计方案进行了筛选，选定自然补偿架空敷设方案。对自然补偿量进行了应力验算，可满足设计要求。采用加设补强肋板，解决了架空管道跨距大的问题，设计跨度满足理论计算结果。关键词：自然补偿；蒸汽管道；架空敷设；补强SchemeComparisonandOptimizationDesignforOverheadInstallationofSteamPipelineacrossRiverCUIYue，GENGFang，GAORanAbstrac

2、t：Thedesignschemesofaprojectofsteampipelineacrossriverarescreened，andtheoverheadinstallationschemewithself-compensationisselected.Thestresscalculationoftheself-compensationiscarriedout，anditcanmeetthedesignrequirement.Theproblemoflargespanofoverheadpipelineissolved

3、byaddingreinforcedplates，andthedesignspanmeetsthetheoreticalcalculationresult.Keywords：self-compensation；steampipeline；overheadinstallation；reinforcement1工程概况   随着城市建设的快速发展，架空敷设供热管道逐渐被直埋或管沟敷设方式所取代，但是在许多特殊场所(如跨越河道等)，架空敷设仍然具有技术成熟、施工便捷的优势。在济南市小清河滨河南路供热管道跨全福河施工过程中，就遇到了

4、蒸汽供热管道跨河的情况。该工程位于济南市北部地区全福河与小清河交口处，河道由8m拓宽至64m，原有供热管道需改建。改建后的供热管道规格为Ø78×9，输送介质为蒸汽，设计温度为300℃，设计压力为1.3MPa。2设计方案的比较2.1设计方案   ①方案1方案1为灌注桩基础架空跨越设计方案，设计平面图见图1。在河道内设计了3根灌注桩，作为滑动支架的支撑，灌注桩直径为1m，深度至河底标高以下12m，间距为16m，采取有补偿器的设计方式，河道内为钢管现场保温架空敷设，河道两侧为钢套钢直埋敷设。 ②方案2  方案2为扩挖混凝土基础钢立

5、柱架空跨越设计方案，设计平面图见图2。利用老河道的河墙作为两处滑动支架的支撑，在河道内新增4个扩挖混凝土基础钢立柱滑动支架，跨河管道采用自然补偿方式。    ③方案3   方案3为河底穿越设计方案。该方案是按建设指挥部的要求提出的，是为了满足河道的景观要求。蒸汽管道不同于其他市政管道，采用河底穿越技术安全风险太大，设计单位与指挥部多次沟通后，指挥部放弃了该方案。2.2方案1、2的技术经济性比较   ①技术比较   方案1采用了波纹管补偿器进行补偿，优点是可靠性较高、设计校核简单，技术上可行。方案2采用了自然补偿方式，理论上可

6、行，但需进行应力验算，要实现两个滑动支架间的大跨度(26m)安装有一定难度。   ②经济性比较   方案1的设计除正常管材外，比方案2增设钢套钢固定支座，且灌注桩的造价较高，施工也有一定难度。方案2由于省去了补偿器，且为扩挖基础，因此造价较低。两种方案的工程造价比较见表1。表1两种方案的工程造价比较方案方案1内容造价/元管子、附件及安装钢管长64m，钢套钢直埋保温管长26m，波纹管补偿器1件，钢套钢固定支座6件，弯头4个24×104土建施工灌注桩基础滑动支架3个18×104绝热层岩棉管壳保温+玻璃钢保护层3×104方案方案2

7、内容造价/元管子、附件及安装钢管长90m，钢套钢固定支座2件，弯头4个15×104土建施工扩挖混凝土基础钢立柱滑动支架4个8×104绝热层岩棉管壳保温+玻璃钢保护层5×104   ③综合评价   通过比较，方案1的技术安全易保证，缺点是造价高。方案2的造价较低，但必须进行两个方面的工作：一是进一步的应力验算，二是对跨度过大的滑动支架应采取补强措施。3方案2的优化设计   通过方案比较，设计单位更倾向采用经济性较好的方案2，但是必须确保自然补偿能力和大跨距滑动支架的安全性。3.1自然补偿的应力验算   ①钢管膨胀量的计算[1]

8、   受热后钢管膨胀量△L的计算式为：   △L=αl△tL   (1)式中△L——钢管膨胀量，m   αl——钢材的线胀系数，K-1，为1.26×10-5K-1   △t一一管道设计温度与安装温度之差，℃，设计温度为300℃，安装温度为20℃   L——管道长度，m   由式(1)计算，