長(zhǎng)輸管道彎管疊加角的計(jì)算(推薦文檔)

1、長(zhǎng)輸管道彎管疊加角的計(jì)算李云芳（中國(guó)石油天然氣管道第三工程公司，河南中牟451450）【摘要】隨著近年來(lái)管道工程建設(shè)的快速發(fā)展，許多長(zhǎng)輸管道工程項(xiàng)目相繼開(kāi)工建設(shè)。在長(zhǎng)輸管道工程的施工建設(shè)當(dāng)中，對(duì)彎管的需求量非常大，本文通過(guò)理論推導(dǎo)與實(shí)踐，介紹了關(guān)于不宜直接測(cè)量出的疊加角度的計(jì)算方法，公式形式簡(jiǎn)單、便于記憶，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中對(duì)施工技術(shù)人員具有借鑒與參考價(jià)值。0前言管道運(yùn)輸以其運(yùn)量大、占地少、運(yùn)輸建設(shè)周期短、費(fèi)用低、安全可靠、連續(xù)性強(qiáng)、耗能少、成本低、效益好而與鐵路、公路、海運(yùn)、民用航空共稱(chēng)為五大運(yùn)輸行業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及西部的開(kāi)發(fā)，近年我國(guó)建設(shè)了多條長(zhǎng)距離管道，如相繼建成并投產(chǎn)的蘭-成-渝成品

2、油管道、西氣東輸管道、西部原油成品油管道及正在建設(shè)的湘-婁-邵供氣管道、西氣東輸三線管道等。長(zhǎng)輸管道因其距離長(zhǎng)，無(wú)論是水平還是縱向都要多次發(fā)生變化，因此在長(zhǎng)輸管道的安裝過(guò)程中需要使用彎管來(lái)改變其方向，而彎管角度的準(zhǔn)確測(cè)量與計(jì)算對(duì)管道順利安裝至關(guān)重要。1管道方向改變的方法管道水平和豎向的轉(zhuǎn)變，可根據(jù)具體情況分別采用彈性敷設(shè)、現(xiàn)場(chǎng)冷彎彎管和預(yù)制熱煨彎管來(lái)處理。一般在地形條件允許的情況下，要優(yōu)先采用彈性敷設(shè)。采用彈性敷設(shè)時(shí)，彎曲曲線的曲率半徑一般不小于鋼管外徑的1000倍。當(dāng)彈性敷設(shè)無(wú)法滿足角度改變時(shí)優(yōu)先采用冷彎彎管，曲率半徑為R=40D；冷彎彎管無(wú)法滿足角度改變時(shí)則采用熱煨彎管，熱煨彎管曲率半徑為

3、R=6D。2彎管的準(zhǔn)確測(cè)量的重要性長(zhǎng)輸管道要經(jīng)過(guò)多種地形地貌，特別是山區(qū)、丘陵地段，地形復(fù)雜、蜿蜒曲折，山體落差大，山勢(shì)起伏連綿，給施工帶來(lái)很大的困難。在湘婁邵供氣管道中，由于管道沿線山勢(shì)起伏，彎管用量非常大，要求施工技術(shù)人員在彎管角度的測(cè)量與計(jì)算時(shí)，必須保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，否則勢(shì)必造成彎管組對(duì)安裝時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)力組對(duì)，使焊口產(chǎn)生應(yīng)力，為管道安全運(yùn)行留下隱患；正確角度彎管的安裝，有利于管道下溝后保證管道埋深，減少土石方的開(kāi)挖量；另外，預(yù)制熱煨彎管加工周期長(zhǎng)、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，如果根據(jù)技術(shù)人員測(cè)量結(jié)果加工并已經(jīng)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制熱煨彎管與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況誤差過(guò)大，就需要重新加工生產(chǎn)，不但造成生產(chǎn)及運(yùn)輸成本增加，更將嚴(yán)

4、重影響施工進(jìn)度。因此彎管的準(zhǔn)確測(cè)量與計(jì)算在管道工程建設(shè)中至關(guān)重要直接關(guān)系到工程的質(zhì)量與進(jìn)度。3疊加角的計(jì)算為了確保測(cè)量所得到的彎管角度的正確性，將測(cè)量誤差控制在允許范圍內(nèi)，施工技術(shù)人員通常都采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的方法。對(duì)于管道水平和豎向轉(zhuǎn)變的角度，技術(shù)人員以圖紙為參考，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量。單純的水平轉(zhuǎn)角與縱向轉(zhuǎn)角都較容易準(zhǔn)確測(cè)量，而角度疊加(即在同一地點(diǎn)既有水平方向的改變，又有縱向方向的改變)就相對(duì)困難，有時(shí)因?yàn)闇y(cè)量條件的局限，使用儀器不易直接測(cè)量出疊加角度，此時(shí)可以先分別測(cè)量出同一點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)角與縱向轉(zhuǎn)角的角度，或者根據(jù)圖紙的平面圖與縱斷面圖得到同一點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)角與縱向轉(zhuǎn)角的角度，然后再利用立體幾何和

5、三角函數(shù)通過(guò)計(jì)算的方法計(jì)算出疊加角的角度，原理及推導(dǎo)過(guò)程如下：如上圖：A1C1B2為帶有疊加角度的彎管模型，其中a(ZA1C1B1)為已測(cè)出的縱向轉(zhuǎn)角(使用鈍角)；Y(ZB1C1B2)為已測(cè)出的水平轉(zhuǎn)角；B(ZA1C1B2)為所求疊加角度，公式推導(dǎo)過(guò)程如下：根據(jù)三角形余弦定理：cosp=(al2+b22-c22)/(2XalXb2)將b2二bl/cosY；c22=c12+b32；b3=b1Xtany；c12=a12+b12-2Xa1Xb1Xcosa代入上式，得：cosB=(al2+(bl/cosY)2-(al2+bl2-2Xa1Xb1Xcosa)+(blXtanY)2/(2Xa1Xb1/cosY)令a1=bl=l,代入上式，整理化簡(jiǎn)如下:cosp二cosaXcosyB=arccos(cosaXcosy)角p即為所要求的疊加角，計(jì)算出的角度為鈍角，而管道工程慣用銳角作為彎管角度的表示方法，因此計(jì)算出的疊加角度=180-p。4結(jié)束語(yǔ)以上推導(dǎo)得到的疊加角計(jì)算公式形式簡(jiǎn)單、易于理解、便于記憶，在工程中使用方便、結(jié)果準(zhǔn)確，在實(shí)際施工應(yīng)用中取得了良好的效果。在施工中保證了彎管測(cè)量的準(zhǔn)確性，有效地避免強(qiáng)力組對(duì)、保證管道埋深、加快施工綜合進(jìn)度，公式也便于現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員記憶與掌握