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直埋热水管道曲线敷设的设计方法研究

太原市热力公司  高海旺

  :结合工程实例,通过分析计算,提出了直埋热水管道曲线敷设的设计方法。工程实践证明:这种处理方法的使用效果良好,可以达到简化设计、节约投资、降低施工难度的目的。

关键词:热力管道  曲线敷设  大曲率半径   弯头

引言

城市热力管道敷设在城市道路下时,规划部门一般给定管位为平行于某道路的中心线。然而道路的中心线并不都是笔直的,在路口等处会出现折点,甚至有些道路中心线会是大曲率半径的曲线。此时,热力管道的敷设官位不可能完全平行于道路中心线。在地沟敷设时通常的做法是将弧线等分成几条内接直线段,然后再分别在每段直线上设置补偿器及固定支架。由于近几年,热水热力网地下敷设时,一般优先考虑采用直埋敷设方式,因此本文结合工程实例,给出直埋敷设热水热力管道在上述情况下的处理方法。

直埋热力管道曲线敷设的设计研究

在直埋敷设时,遇到上述情况时首先应尽量将平行于道路中心线的弧线等分成几条内接直线段,使直线段间的夹角均小于《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81-98)中表3.2.3规定的数值,将该管段视为直管段,而不设置任何补偿器及其他设备,从而在设计中按照长直管段来考虑。这种处理方法运用设备少,施工简单,占地少,投资小等优点,是应优先考虑的处理方式。

工程实例如下:太原星河湾小区集中供热工程中,供热管道管径DN400,采用直埋敷设,小区绿化为古典园林风格,道路均弯弯曲曲,曲径通幽。星河街道路中心线为大曲率半径的曲线,热力管线管位为平行于道路中心线北4.5。设计时将该曲线分割为16个直线段,直线段之间夹角最大为1°,均小于规程中规定的数值,于是将该段管线视为直线段(平面示意图见下图)。

设计时为节约管材,减少分割工作量,除应考虑夹角限制外,应尽量使每个管段长度控制为12的倍数(直埋预制保温管出厂长度一般为12/根)。如上述实例中管长均为12

在实际工程中管线分段后管段的折角能满足规程要求的较少,此时该管段不能视为直管段。如果采用与地沟敷设一样的处理方式,则使用设备多,检查室多,造价高,占地大,施工周期长,易与相邻其他管线矛盾以及增加管网的局部阻力等缺点,一般不建议使用。能否有更好的方法解决这个问题呢?

在阳泉市集中供热工程某支干线工程中就遇到了这个问题。道路存在一个月牙弯,管线要求平行于该道路中心线敷设。根据分割计算,此段管线的折角大部分为2°~3°之间,不能满足《城镇直埋供热管道工程技术规程》中表3.2.3规定的数值。因此考虑利用小角度的弯头来替代折角,并验算弯头应力,使之合格。

在进行弯头应力计算时,根据《城镇直埋供热管道工程技术规程》,直埋弯头的强度验算应满足下列条件:

以某支干线工程中其中一段管段为例,夹角为3°,管径为DN800t1130℃,环境强度按t210,弯头两侧的管长为24m,埋深1.5m,经计算结果见下表:

由上表看出,曲率半径大于等于3DN的弯头强度能满足上述规程要求,这样既可以用大曲率半径的弯头来替代管道的折角,使直埋热水管道平行于曲线的道路中心线敷设,而不再需要在每段管段上设置补偿器等设备,使设计简化,造价降低(平面示意图见下图)。

结束语

综上所述,当直埋敷设热水管道平行于大曲率半径道路中心线敷设时的处理方法应首选将管道斜切成若干个直管段,将每两个管段的夹角控制在规程规定的数值内,则将该段管道视为直管段设计,如果不能满足规程的要求,可以用大曲率半径的弯头替代折角,使弯头的强度满足规程的要求。这两种处理方式可以简化设计,节约投资,降低施工难度,缩短工期。

参考文献:

《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81-98 中国建筑工业出版社

《直埋供热管道工程设计》王飞,张建伟编著,中国建筑工业出版社

作者简介:高海旺,男,(1975.9),山西右玉人,工程师,主要从事集中供热技术工作。

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