地铁车站施工中的天然气管道悬吊保护

时间：2015-12-20 23:30:36 所属分类：天然气工业 浏览量:

摘 要：本文通过对某地铁车站风亭施工中大跨度天然气管道的悬吊保护的介绍，阐明了此类悬吊保护的思路、计算方法、施工方法和应注意的问题，对同类型管道悬吊保护有一定借鉴意义。 关键词：地铁 管道 悬吊保护 一、引言 近年来，在经济飞速发展的同时，地铁

摘　要：本文通过对某地铁车站风亭施工中大跨度天然气管道的悬吊保护的介绍，阐明了此类悬吊保护的思路、计算方法、施工方法和应注意的问题，对同类型管道悬吊保护有一定借鉴意义。

关键词：地铁 管道 悬吊保护
一、引言
　　近年来，在经济飞速发展的同时，地铁建设进入了一个高速发展期。地铁多建于闹市区，周边建筑物、市政管线密集。受建设空间等多方面因素制约，基坑范围内管线不可能全部改迁，尤其是附属结构，多需采用悬吊保护。如何安全合理的将管线的进行悬吊保护，既不影响管线的正常使用，又能使基坑工程顺利进行，是地铁施工中一个很重要的问题。
二、工程概况
　　西安市轨道交通二号线TJSG-8标大明宫西站位于西安市未央路与玄武路丁字交叉路口，呈南北走向，北接南康村站，南接龙首村站。设计起点为里程YDK8+234.093，终点里程YDK8+415.893，全长181.8米。
　　车站1号风亭位于车站东北角，由于需要与待建的北关新村住宅楼结合，设计为放坡开挖，开挖宽度达34米。
　　1号风亭中部靠近主体位置有原主体施工时改迁的未央路中压天然气主供气管道，管径Φ400，材质为钢管。风亭结构施工时，需要进行悬吊保护。　　
三、状况分析
　　1、天然气管道自身重量不大，但由于本风亭采用明挖放坡开挖，无形中增加了悬吊的难度，解决悬吊梁自身稳定的问题是关键所在。
　　2、天然气属于带压气体，有一定的危险性，施工时，除去悬吊以外，还要采取措施对该管道进行防护，避免施工碰撞。
　　3、由于本风亭为放坡开挖，因此，除去验算悬吊梁自身稳定以外，还需要对基础部分进行单独处理，确保安全。
四、天然气管道计划悬吊方式
　　采用3x13片国标G321-01P贝雷片组成贝雷梁。贝雷梁净跨度为39米，宽1.2米，高1.5米。贝雷梁架设在经过处理的地面基础上，通过花篮螺栓及吊管托槽（采用钢板制作）与天然气钢管连接。
　　除去简单悬吊以外，还需在贝雷梁上通过焊接引下间隔1.5m,45x45x4角钢，角钢伸至天然气管道下100mm以上，与贝雷梁另一边角钢之间通过水平角钢焊接连接，形成网状保护，在角钢上部满铺12mm厚的竹胶板，并与角钢之间可靠连接，防止主体施工时，对天然气管道形成碰撞。
　　由于天然气管道的重要性，为保证施工期间的安全，施工荷载按贝雷梁及吊件自重、天然气管自重三种荷载结合计算，并按照最不利尺寸进行验算。
贝雷梁基础处理做法：采用C20混凝土浇注，50cm厚，东西宽度为1.5米，南北长2米，在基坑南北两侧各做一个，用于放置贝雷梁。
　　贝雷梁的计算：
　　（一）、贝雷梁简要计算:
　　1、 荷载
　　贝雷梁及吊件自重:取3kN/m
　　天然气钢管自重:取2.5kN/m
　　贝雷梁设计荷载 为:1.2×(3+2.5)=6.6kN/m
　　2、初拟截面
　　贝雷梁按1.5m高考虑,从我方大明宫西站主体施工经验及规范设计来看，不再计算挠度验算。
　　贝雷梁宽考虑施工稳定性及方便施工,取1.2m
　　雷梁节间长3m
　　3、贝雷梁内力容许值
　　三排单层贝雷梁容许应力：弯矩[M]=nξ[N]H=2246.4kN
　　剪力Q=nξk[N斜]H=3×0.95×1.43×171.5kN =698.9kN
　　4、荷载验算
　　①最大剪力在两端上,
　　Qmax=0.5ql=0.5×6.6×34=112.2KN<Q=698.9KN。
　　②最大弯矩在跨中
　　Mmax=ql2/8=（6.6×34×34）÷8=953.7KN?m<[M]=2246.4 KN?m
　　验算满足要求。
（二）、吊钩简要计算:
计划采用Ф20钢筋，每3米每边布置1根，吊钩承受力为天然气钢管重量，即：1.2×2.5=3kN/m
　　每根拉筋受力：
　　P=3×3/2=4.5KN
　　最大拉应力：σ=4.5/(314*10-6) =14.33Mpa<[σ] = 235Mpa
　　满足应力强度要求，应选用Φ20钢筋为吊筋。
　　（三）、吊管托槽简要计算:
　　吊管托槽采用30cm宽10mm钢板制作，间距小于1.5m。
　　该处承受剪力为P=3×1.5=4.5KN
　　剪切应力为：4500/（300×10）=1.5N/mm2
　　剪切应力远小于钢板剪切应力值，满足要求。
　　吊钩、吊管托槽与贝雷梁之间均采用焊接或螺栓连接，连接强度与同条件材料等强，可以不必验算，但是必须保证焊接及螺栓连接质量
　　4、天然气钢管悬吊施工方法：
　　1、土方施工
　　1）土方开挖前，用人工探明管线的具体位置。
　　2）管线上部采用机械开挖，挖至距天然气钢管管顶部0.5m 时采用人工开挖，人工清除管线上部覆土时要确保管线安全。
　　3）机械开挖至天然气钢管顶部0.5m时，先安装贝雷片，完成后再进行人工开挖、掏槽、安装吊管托槽。
　　2、贝雷梁施工
　　1）贝雷梁按计算选定的材料在现场拼装而成。拼装过程中保证贝雷梁销子上满、保险销上齐、支撑架螺丝拧紧。
　　2）两边梁支座施工时采取措施将贝雷梁固定，可采取外侧加契块或者预留钢板焊接的方式。
　　3）土方挖至管底标高即进行悬吊施工。
　　4）贝雷梁采用25 吨吊车进行起重作业。
　　5）贝雷梁需要提前全部组装并吊装到位，使其自身已有挠度预先形成，以便不影响悬吊天然气管的沉降。
　　3、管线底部开槽
　　在贝雷梁拼装完成后，在管线底部进行均距开槽，沟槽宽度满足吊管托槽作业要求，间距3m。
　　4、安装吊杆、花篮螺栓及吊管托槽
　　根据方案要求，在贝雷梁底部设置钢板螺栓与吊钩连接，吊钩与吊管托槽间采用焊接连接，两节吊钩间采用花篮螺栓连接，便于调整管线标高。
　　5、调整管线标高
　　在所有材料均安装完毕后，管线的悬吊保护工作基本完成。最后，与管线监护单位专业人员一起根据现场情况及管线状况确定管线的悬吊标高，通过调整花篮螺栓的螺母进行管线标高调整，直到达到要求标高。
　　6、角钢焊接保护
　　1）施工严禁碰撞天然气管线。
　　2）电焊施工必须采取隔离措施。
　　3）焊接要求牢固，能够承受一定外力，禁止随意施工，避免不能起到预计作用。
四、贝雷梁施工安全保障措施
贝雷梁施工安全是非常重要的，直接影响施工及管线的安全，为保证安全采取如下措施：
　　1、对现场施工人员进行《安全施工管理条例》教育，树立安全第一的思想，对特种作业人员进行专业培训。建立安全施工责任制，明确各级领导、职能部门、工程技术人员和生产工人在施工生产中的安全责任。
　　2、在贝雷梁安装前，要求施工人员先对设备、工具、作业环境进行检查，检查构件是否牢固，是否符合施工安全规范，并派工程技术员复检。
　　3、贝雷梁初始吊装可放置在基坑边空地上进行试吊装一次，未发生因贝雷梁自身质量问

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