原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范跨越工程.docx

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1、原油和自然气输送管道穿跨越工程设计规范跨越工程中国石油自然气总公司文件前言1总则2术语3基本规定4管道跨越设计4. 1材料4.2荷载及荷载效应组合4. 3管道跨越结构型式选择及几何尺寸确定4.4 输送管道强度及稳定性计算4.5 温度补偿及桥面设施4.6 钢丝绳设计及技术要求4.7 索具设计及技术要求4.8 塔架结构型式选择及设计4.9 地基及基础设计4.10 抗震设计4.11 防腐和保温5施工技术要求5.1 跨越管段组装5.2 跨越管段焊接及检验附录A各种跨越结构形式示意图标准用词和用语说明附件修订说明1总则3基本规定4管道跨越设计4.1 材料4.2 荷载及荷载效应组合4.3 管道跨越结构型式

2、选择及几何尺寸确定4.4 输送管道强度及稳定性计算4.5 温度补偿及桥面设施4.6 钢丝绳设计及技术要求4.7 索具设计及技术要求4.8 塔架结构型式选择及设计4.9 地基及基础设计4.10 抗震设计4.11 防腐和保温1 总则1.1 .1为了在原油和自然气输送管道跨越工程设计中贯彻执行国家的有关方针政策，做到技术先进、经济合理、平安适用、确保质量，制定本规范。1.2 .2本规范适用于地震基本烈度小于或等于9度地区的原油和自然气输送管道跨越人工或自然障碍物（河流、湖泊、沼泽、冲沟、水库、铁路、马路等）的工程设计。1. 0.3原油和自然气输送管道跨越工程设计应遵守卜.列原则：1 处理好及输油、输

3、气管道线路工程的连接，及铁路、公路、河流、城市及水利规划的相互关系：2 采纳先进技术，汲取国内外新的技术成果；3 优化设计方案，确定最佳跨越点的位置及最佳跨越结构型式。1.0.4管道跨越工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。2术语2.0.1管道跨越工程pipe1.ineaeria1.crossingengineering原油和自然气输送管道从自然或人工障碍物上部架空通过的建设工程。2.0.2梁式管道跨越girderpipe1.ineaeria1.crossing以愉送管道作为梁的跨越。2.0.3n形刚架管道跨越n-typeframepipe1.ineaeria1.c

4、rossing以输送管道构成n形刚架的跨越。2.0.4桁架式管道跨越trusspipe1.ineaeria1.crossing以输送管道和其他构件组成桁架结构的跨越C2.0.5轻型托架式管道跨越Iighttrusspipe1.ineaeria1.crossing以管道作为上弦杆、钢索作为下弦杆组成托架结构的跨越。2.0.6单管拱跨越sing1.e-1inearchtypepipe1.inecrossing以单根输送管道作成拱形的跨越。2.0.7组合管拱跨越pi1.SebuiIduparchtypepipe1.ineaeria1.crossing以输送管道及其他构件组成拱形的跨越。2.0.8悬缆

5、式管道跨越suspendedcab1eandpipe1.ineaeria1.crossing输送管道以悬垂形态吊挂在承重主索上的跨越。2.0.9悬垂式管道跨越suspendedpipe1.ineaeria1.crossing输送管道以悬垂状构成自承式的跨越。2.0.10悬索式管道跨越suspensioncab1.etypepipe1.ineaeria1.crossing输送管道以平直形态吊挂在承重主索上的跨越。2.0.11斜拉索管道跨越ObIiqUe1.y-CabIestayedpipe1.ineaeria1.crossing输送管道用多根斜向张拉钢索连结于塔架和锚固墩上的跨越。2.0.12管

6、桥上部结构pipe1.inebridgeupperstructure管桥架空部分的总称，即管桥支座以上或从管拱起拱线以上的结构部分。2.0.13管桥下部结构pipe1.inebridgeunderstructure管桥上部结构支承结构部分的总称，即塔架、桥墩、基础、锚固墩等。2.0.14主跨mainspan管道跨越工程的主要跨越管段。2.0.15弹性失效e1.asticityfai1.ure结构或构件在撤去作用的全部荷载时，结构或构件不能复原到初始的形态及尺寸。2. 0.16塑性失效p1.asticityfai1.ure结构或构件在荷载作用时，荷载不增加而出现不符合弹性规律的塑性变形。2.0.

7、17安定性stabi1.ity结构或构件在荷载作用若干循环以后，没有出现弹、塑性或递增的非弹性变形。2.0.18疲惫分析fatigueana1.ysis结构或构件在规定的作用重复次数和作用变更幅度下所能承受的最大动态应力的分析。2.0.19风振windvibration在风力的动态作用下引起的管桥动力响应。3基本规定3. 0.1管道跨越工程应按跨越所处地理环境条件划分为甲、乙两类，甲类为通航河流跨越，乙类为非通航河流及其他障碍跨越。3. 0.2管道跨越工程应按表3.0.2中条件之一划分等级。表3.0.2管道跨越工程等级工程等级总翳长度主跨长度大型23002150中型100-OOO50-150小

8、型1001.621.521.25傲氏体高合金钢1.51.521.25表4.7.3-2螺栓平安系数材螺楼A在(mm)热处理状宓设计混质下也老。:的M.设计温度FxiIOx断央的持久必度信平均值的“黄素何M22,M24M48他扎、正火2.72.5低合金钢、氏体高合金忸M22xM24-M48、M52谓虚3.53.02.71.5奥氏体高合金洌M22sM24M48因溶1.51.55焊接件的许用应力应乘以焊绛系数4)。6值按(钢制压力容GB150-1989中1.8的规定选用;6瞬时荷载-卜的许用应力值小于在该温度下的材料屈服极限的09倍：7当温度低：厂20C时，取20C的许用应力；8螺栓强度减弱系数大于或

9、等于4.Oo4.7.4索具的制造和检验应符合下列规定：1索具的制造和检验应在具备资质证的工厂进行：2对制造索具的所用材料，制造厂除应供应原材质证书外,还必需对所用材料进行复验。4.7.5对花篮螺栓、拉杆等有疲惫破坏的垂要零部件的制造和检验应符合下列规定：1锻件应是冷静钢，锻件所用钢锭应去掉足够浇冒口；2锻件化学成分和机械性能以及热处理等应符合现行国家标准优质碳素结构钢技术条件GB/T699或合金结构钢技术条件GB/件077的规定;3晶粒度检查按现行国家标准金属平均晶粒度测定方法GB/T6394的规定进行，保证达到6级以上；4非金属夹杂物检查按现行国家标准钢中非金属夹杂物显微评定方法GB/T10

10、561的规定进行，氧化物不超过2级，硫化物不超过2级，氧化物和硫化物的总和不超过3.5级；5锻件的低倍检查按现行国家标准钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T226的规定进行，保证达到般疏松不超过2级，中心疏松不超过2级，偏析不超过1.5级，不允许锻件内部存在白点、裂纹、气孔等缺陷；6锻件应进行超声波探伤检查，其结果应符合现行国家标准锻轧钢棒超声波检验方法GB/T4162中A级的规定；7零件应进行磁粉探伤检查，检查分两次进行，即分别在粗加工和精加工后进行检杳，其结果应保证零件内外表面和螺纹等处无裂纹、洞窟和缝隙等缺陷存在；8螺纹基本牙型和基本尺寸应符合现行国家标准（一般螺纹基本牙型）GBT192

11、和9螺纹表面不得有毛刺、伤痕、凹陷等缺陷，螺纹根部圆滑，只应为0.625-0.72mm；10零部件除制造厂检验外，还应在现场安装前进行复查抽检，其抽检率为10%20%；发觉有不合格时，应增大抽检百分数或全部重新进行复验，抽检结果应出据检测资料；11全部零部件必需有完整的质量检验证明书，质量检验证明书应包括化学成分、机械性能（同时包括低温Ak.值）、零部件加工过程中检验和最终检验结果以及现场安装前抽检资料。4.8 塔架结构型式选择及设计4.8.1 依据水文条件、工程地质条件、支承结构本身的高度、受力特征以及施工条件等，管道跨越的支承结构可选用钢塔架或钢筋混凝土支架。4.8.2 依据所处环境、及桥

12、墩或支墩的连接方式等，钢塔架可选用独立式钢塔架或桅杆式钢塔架。钢筋混凝上支架宜采纳四柱式带斜腹杆的支架。4.8.3 为了增加管桥的侧向刚度，宜采纳矩形钢塔架，出可采纳锥形钢塔架，但锥形钢塔架垂直于管桥方向一面的塔顶宽度不得小于3mo4.8.4 钢塔架高度及底部宽度之比不宜大于504.8.5 钢塔架宜采纳K形腹杆体系，在主水平腹杆处宜设置横隔。4.8.6 钢塔架的立柱、主腹杆及塔顶水平腹杆宜采纳钢管，其余杆件也不宜采纳组合断面。4.8.7 钢塔架的顶部及输送管道补偿器处，必需设置检修平台。高度大于50m的钢塔架，还应在中部增设休息平台。4.8.8塔架顶部应预留施工承重索的位置。4.8.9 在计算

13、塔架的自振周期时，应考虑管桥上部结构在正常运用状态下的垂直荷载。4.8.10 独立式钢塔架进行内力分析时，宜将整个塔架作为空间桁架进行分析计算。桅杆式钢塔架进行内力分析时，可按平面桁架进行分析汁算。4.8.11 钢塔架杆件的强度及稳定计算、节点连接计算、构造要求等均按现行国家标准钢结构设计规范GBJI7的规定执行。4.8.12 8.12钢筋混凝土支架进行内力分析时，宜将整个支架作为空间结构体系进行分析计算。4.8.13 8.13钢筋混凝上支架的强度、裂缝宽度以及构造要求等均按现行国家标准混凝土结构设计规范GBJH）的规定执行。混凝土爱护层厚度不应小于35mm,裂缝宽度不应大于0.2nm04.9

14、 地基及基础设计4.9.1 管道跨越工程的水文、工程地质勘测报告应满意管道跨越工程设计须要。4.9.2 在地震基本烈度为7度及7度以上的地区建设管道跨越工程时，应查明地基有无液化土层，并按现行国家标准建筑抗震设计规范GBJH的规定进行液化判别和确定地基的液化等级。4.9.3管道跨越工程基础型式应依据工程地质、水文地质、管道跨越结构型式和施工条件等各种因素进行选择。4.9.4 管道跨越工程在满意地基强度和变形要求的前提下，基础埋深应符合下列规定：1基础埋深应满意抗滑移、抗倾覆要求；2当基础设置在冻土层中，基底应埋置在冰冻线以卜.，不小于O.3m；3当基础设置在冲刷稳定层中，除岩石地基外，基底埋置

15、在设计冲刷线以下，大型管道跨越工程不应小于2m,中型管道跨越工程不应小于1.5m,小型管道跨越工程不应小于1m：4当基础设置在岩石地基上时，应清除风化岩层，依据基岩的抗冲刷实力和承载实力将基底嵌入岩石肯定深度。4.9.5 管道跨越工程各类基础应依据各种荷载组合和地基条件，按现行国家标准建筑地基基础设计规范)GBJ7的规定进行地基承载力、基础沉降及基础自身的强度和稳定计算。4.9.6 地基基础的抗倾覆及抗滑稳定性按式(4.9.6-1)、式(4.9.6-2)计算：K懵=-1.3.(4.9.6-I)=(4.9.6-2)式中FK滑一抗滑动力:一滑动力；K滑一抗滑稳定性系数：MH”一抗倾覆力矩；MSM一

16、倾覆力矩；K“一抗倾覆稳定性系数。4.10 抗震设计4.10.1 各类管道跨越工程抗震设计应符合下列规定：1在抗震设防烈度为7度及7度以上时，地震对大型管道跨越工程的作用，应按特地探讨的地振动参数计算。2地震对其他各类管道跨越工程的作用，应按本地区的地震基本烈度计算。地震基本烈度为6度及6度以下时，可不作地震作用计算。3管道跨越工程应采纳相应的抗震措施。4.10. 2抗震结构应符合下列规定：1结构应有明确的传力体系和合理的地震作用传递途径：2宜设置多道抗震防线；3应具有必要的抗震强度、良好的变形实力和减震实力。4.10.3管道跨越：工程结构的抗震计算和构造措施应符合现行国家标准GBJ1.1、构

17、筑物抗震设计规范CB50191的规定。4.11防腐和保温4.11.1 管道跨越工程所用的钢管及其他钢材，其表面应采纳耐环境腐蚀、耐日晒、耐寒、抗紫外线作用的防腐涂层。构件设计中应避开难于检查、清刷、积留湿气或灰尘的死角和凹槽。4.11.2 管道跨越工程所用的钢丝绳，其表面油膜及污泥必需洗刷干净，并在钢丝绳及索具表面包扎或热涂防腐爱护层。采纳的防腐材料必需是在当地气温条件下高温不流淌，低温不龟裂，为不含酸、碱的中性材料，并及钢丝绳粘结性能良好。4.11.3 全部索具连接件（包括主索夹板、花篮螺栓、U型拉环、滑轮、索鞍、拉杆螺栓等），待安装、调试完毕后，均应涂防腐油，并用自交联粘胶带密封包袱，防止

18、雨水侵蚀。4.11.4 输送工艺要求保温时，跨越管段应选用保温性能良好、重量轻的保温材料，并在保温层表面设置防水爱护层。5施工技术要求5.1 跨越管段组装5.1.1 管段加工前，应对其长度和口径进行选配，每根钢管最小长度不宜小于8m,钢管外径的允许偏差应为上3.0mm,管壁厚度的允许偏差为壁厚的10%。5.1.2 管子坡口加工型式及尺寸应符合表5.1.2的规定。表5.1.2管子坡口加工型式及尺寸型式(nun)H候方式间隙(mm)H1.边P(mm)坡”角Q7上向春1.52.51.0I.S60*5*7下响岸1.0-1.51.0-1.560*15*7-13上向向2.0-3.01.5-2.060577

19、3下向短1.5-2.01.01.560*15*上向煌2.5-3.S1.5-2.060*5*B下向媒1.5-2.01.0-t.5b,t55.1.3 管道组装时，应精确测量管段长度，并应按设计指定位置上焊接牛腿或其他连接件，标出明显编号，施工中留意随时检查订正。5.1.4 对接组装时，两管的纵向焊缝（包括弯头的纵向焊缝）必需错开，间距不得小于100muu5.2 跨越管段焊接及检验5.2.1 施工单位应依据设计文件及国家现行标准油气管道焊接工艺评定方法）SY4052的规定进行评定后方可施焊。5.2.2 2.2焊件的预热和焊后的热处理应依据材料的机械性能、化学成分、焊件厚度、焊接条件以及气候条件等确定

20、。5.2.3 3当焊接两种具有不同预热或不同焊后热处理要求的材料时，应以其中要求较高的材料为准。5.2.4 焊接时的最低环境温度，低碳钢应为-20C,低合金钢应为T5C,低合金高强度钢应为-5。5.2.5 2.5焊接时遇到雨雪天、风速超过8.Om/Sx相对湿度超过90%等状况，必需实行有效防护措施。5.2.6 焊缝焊完后，应刚好进行外观检查，对外观质量检验不合格者不得进行无畏探伤检测，焊缝外观质量检验应符合国家现行标准石油自然气管道跨越：正程施工及验收规范SY4070的规定。5.2.7 焊缝进行无损探伤检测应符合下列规定：1跨越筲道的环向焊缝应进行100%的射线探伤。2对用射线探伤难度大的个别

21、环向焊缝部位，经有关部门共同商定可用超声波探伤代替射线探伤，但其数量不得超过管道环向焊缝总数的1%。3射线探伤应按现行国家标准钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级GR/F12605的规定执行，合格级别为H级。超声波探伤应按现行国家标准5.3 试压和清管5.3.1试压和清管应在管道组装、焊接、检验合格后进行。管道的整体吹扫、试压和清管应在跨越管道全部完成后进行。5.3.2试压介质宜用水或空气，试验压力及合格标准应符合表5.3.2的规定。表5.3.2试验压力、稳定时间及合格标准项目忏段试压修体严密性试验强度试验严密性试&介质水成空气试验压力1.5p01.0世1.0&稳压时间4h8h24h合

22、格标唯无异常变形、无渗漏无渗漏p1.%注：为设计乐力(MPa)。(5.3.2)p=(1.1)100Z蛤I式中ZXp压降率(%)；T始一试验起先时管内介质热力学温度(K);T小一试验终了时管内介质热力学温度(K)；P的一试验起先时读表值(MPa)；Pa一试验终了时读表值(MPa)o5.3.3强度试验压力应匀称缓慢上升，当试验压力大于3.OMPa时，宜分三次升压，即压力分别为30%、60%的试验压力时，应分别稳压30min,并对管道进行全面检查后方可接着升压至最终试验压力。采纳空气介质试压时,每小时升压不得超过1.OMPao在稳压期间若发觉有渗漏异样状况，应泄压修理，经检验合格后，重新按规定进行试

23、压，直到合格为止。5.3.4严密性试验应在强度试验合格后，将管内压力降到设计压力，待管内介质温度和管道四周大气温度均衡后，按表5.3.2的规定进行严密性检查。5.3.5管道分段试压前，应清除管内泥土、杂物等，整体试压前还必需进行清管作业。用水清管时，水的流速不得小于1-1.5m/s;用空气清管时，出口处空气流速不得小于20ms,直到扫尽脏物为止。5.3.6大、中型跨越工程及线路管道连通前，应设临时清管收发设施和放空口，严禁将线路管道内的脏物和积水在跨越管道上通过。5.3.7用水试压时，应在跨越管道的管顶最高点设排气阀。5.3.8输送热油的管道跨越工程，在通油前应进行热水试验，经检查各节点变位正

24、常后才通油输送。附录A各种跨越结构形式示意图图A5轻型托架式管道跨越图A6桁架式管道跨越图A7悬垂式管道跨越图A8悬缆式管道跨越图A9悬索式管道跨越图AIU斜拉索管道跨越图A1.I斜拉索能索组合跨越标准用词和用语说明执行本规范条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便在执行中区分对待：1表示很严格，非这样做不行的用词：正面词采纳“必需”：反面词采纳“严禁”。2表示严格。在正常状况卜均应这样做的用词：正面词采纳“应”：反面词采纳“不应”或“不得”。3表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词:-正面词采纳“宜”；反面词采纳“不宜二表示有选择，在肯定条件下可以这样做的用词,采纳“可1.附

25、件原油和自然气输送管道穿跨越工程设计规范畸越工程条文说明修订说明依据1992年中国石油自然气总公司标准制修订支配的支配，由中国石油自然气管道勘察设计院和四川石油管理局勘察设计探讨院共同对为便于广阔设计，施工、科研、学校等有关人员在运用本规范时能正确理解和执行条文的规定，本规范编制组依据编制标准、规范条文说明的统要求，按本规范的章、节、条的依次，编制了本条文说明，供本规范运用者参考。在运用中，如发觉本条文说明中有欠妥之处，请将看法函寄至四川石油管理局勘察设i探讨院技术质量部标准中心(地址：四川省成都市小关庙后街,邮编：610017)o四川石油管理局勘察设计探讨院2019年4月1总则1.0.2本规

26、范适用于地震基本烈度小于或等于9度地区的原油和自然气输送管道跨越工程，这是符合当前国家有关政策规定的，也及GBJ1.1.的规定相一样。1.0.3木条说明如下：1原油和自然气跨越工程属于输油、输气管道线路工程组成部分，因此所选用管径、材质、输送介质压力、连接点的坐标和标高以及清管、试压等都须要连接好。同时也要求原油和自然气跨越工程设汁必需充分考虑国家有关政令、法规，以及有关部委、地方政策，如爱护环境、节约用地、平安卫生监察的规定，以及原油、自然气长输管道及铁路相互关系的若干规定(87)油建第505号文、铁建(1987)780号文、关于处理石油管道和自然气管道及马路相互关系的若干规定(试行)(78

27、)交马路字698号文、(78)油化管道字452号文等。2本规范要求跨越工程设计不断采纳国内外先进技术、汲取新的科技成果，但要符合国情、留意实效。3对大、中型管道跨越工程项目，一般应作优化设计方案,确定最佳跨越点的位置及最佳的跨越结构型式。小型管道跨越工程应视工程详细状况而定。3基本规定3.0.1因输送管道内聚积了大量易燃易爆的压缩能量，若管道一旦裂开，对四周环境危害很大，因此本规范按踞越通航河流及非通航河流(包括其他地理环境)将管道跨越工程分为甲类和乙类两种。设计时可按不同地理环境采纳不同的设计系数，做到合理运用管材强度，不但经济上合埋，而且确保跨越工程及四周环境有平安牢靠的保证。3.0.2跨

28、越工程等级划分的原则是以不同跨度大小来划分的，其主要缘由是因为随着跨度的增大，技术、平安性要求也会越来越高，大型跨越一旦遭遇损坏，不但对四周环境危害很大，而且修复的难度也特别艰难。因此对待不同跖度采纳不同的强度许用应力，并贯穿到从管道设计、设备材料选用、施工、生产、维护保养到更新改造的全过程，用限制管道的强度来确保管桥系统的平安，从而为四周环境供应了平安保证。3.0.3管道跨越平安性的限制取决于管道强度的许用应力，因此应依据跨越工程所处不同环境条件以及不同的工程等级选用不同的强度设计系数F0依据输气管道工程设计规范GB0251规定的管道穿越铁路及马路的标准强度设计系数为0.40.6,结合跨越工

29、程实践阅历，认为仍采纳强度设计系数为0.4-0.6,技术上是可行的，经济上是合理的。输油管道跨越工程设计系数可增大为0.45-0.65o3.0.4本条说明如下：1大、中型河流跨越点位置的选择应符合线路总走向，但为了使跨越工程更平安、更经济合理，线路局部走向应依据跨越点位置进行调整。因此，对大、中型河流跨越点位置应进行多方案比选。2跨越点位置应选择在河流较窄的断面处，以削减跨度,尽可能避开在水中设置桥墩，节约工程投资，加快施工进度。但一般河流较窄断面处流速较高，水流对两岸侵蚀作用较大，因此两岸的桥墩或基础必需选择在稳定的地基上。河流弯道顶部的岸坡一般冲刷较为严峻，跨越点应选择在弯道上游平直河段上。3跨越点位置应远离上游坝闸或其他水工构筑物。因为水流通过坝闸或其他水工构筑物后，水的流态和流速都会发生很大变更，对卜游桥墩或岸坡危害甚大。4跨越冲沟是指通过深而窄的冲沟，即沟床窄小、两岸及沟床高差较大的冲沟。由于地层岩性不同，冲沟的形成和发育变更有很大差别，因此选择跨越点时，对