燃气管道弹性敷设设计参数的计算
燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算
燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算燃气管道的弹性敷设设计是为了保证管道在温度变化和地震等情况下能够有一定的变形能力，从而减少管道的应力和变形。
在设计过程中，需要考虑的参数包括管道的长度、管道材料的弹性模量、管道的温度变化、管道的固定支座、管道的支持装置等。
首先，需要计算管道的长度。
管道的长度是指管道的实际长度。
在进行弹性敷设设计时，需要考虑管道的伸长或缩短量，这取决于管道所处的环境温度和管道材料的线膨胀系数。
伸长或缩短的长度可以通过管道的温度与环境温度之差以及管道的长度系数来计算。
其次，需要计算管道材料的弹性模量。
弹性模量是指材料在受力后发生弹性变形的能力。
不同材料具有不同的弹性模量，通过弹性模量的计算可以确定管道在弯曲或拉伸时的应力和变形情况。
然后，需要计算管道的温度变化。
温度变化是指管道所受到的环境温度的变化。
管道的温度变化会导致管道的伸长或缩短，从而产生应力和变形。
计算管道的温度变化需要考虑管道所处的环境温度和管道的自由伸缩长度。
接下来，需要设计管道的固定支座。
固定支座是指管道的支撑装置，用于固定管道的位置，防止管道的不受约束变形。
固定支座的设计需要考虑管道的应力和变形情况，以及管道的受力位置和受力方向。
最后，需要设计管道的支持装置。
支持装置是指管道的支持装置，用于支持管道的位置，防止管道的垂直和水平位移。
支持装置的设计需要考虑管道的长度和重量，以及管道的应力和变形情况。
总之，燃气管道的弹性敷设设计涉及到多个参数的计算，包括管道的长度、材料的弹性模量、温度变化、固定支座和支持装置等。
这些参数的计算可以帮助工程师设计出安全可靠的燃气管道系统，保证管道在各种环境条件下都能正常运行。
在役天然气管道沉降控制值的分析探讨
在役天然气管道沉降控制值的分析探讨隧道网 (2008-5-5) 来源：上海市市政工程质量监督站摘要：从钢管管道所具备的轴向弯曲变形能力出发，通过确定其轴向允许曲率半径[R]，得出管道的理论允许沉降量。
结合工程实际中在役高压、超高压天然气管道的安全性和沉降线形分析，提出其实际控制沉降量计算方式。
该计算方法有较好的借鉴意义。
关键词：天然气管道；允许曲率半径；沉降量计算与取值上海沪宁高速公路(A11)拓宽改建工程中，高速公路沿线紧邻一根在役(已建成投运的)城市天然气主干管道(西气东输上海天然气输气管网工程I、Ⅱ标)。
根据《上海市燃气管道设施保护办法》的规定，这基本属于安全控制范围，局部属于安全保护范围。
无论对实施拓宽改建工程本身的安全施工，还是对在役天然气管道的安全运营，都是存在极大的工程风险。
笔者参与了上海A1l拓宽改建工程的风险预评估和西气东输建设阶段的工程质量安全监督。
以下就天然气管道保护中有关管道允许沉降量的技术要求，进行分析探讨。
1 上海在役燃气管道的一些基本情况根据GB50028-1993《城镇燃气设计规范》(2002版)，城镇燃气管道的设计压力分级为：低、中、次高、高压，而上海天然气管道最高设计压力已突破这一规定，并在上海市地方规范中增设了超高压管道等级(详见表1)。
目前上海燃气管道主要管材的应用情况见表2。
鉴于上海城镇化水平较高、郊区人口也相对密集，从确保管道运行安全出发，对城市高压、超高压天然气管道用钢管主要选用了X52、X56、：X60、X65级等，钢管防腐以聚乙烯(3PE)外防腐层结合阴极保护技术。
以西气东输工程为例，其管材具体指标见表3。
表1 城镇燃气管道设计压力(表压)分级表2 上海燃气管道主要管材及接口形式的应用情况及特点表3 上海西气东输工程中主要使用钢管的技术要求2 在役高压、超高压钢管管道的沉降分析2.1 有关概念1) 弹性弯曲：管道轴向在外力或自重作用下产生的弹性限度范围内的弯曲变形。
燃气管道设计时应考虑的几个问题
燃气管道设计时应考虑的几个问题作者：孔险峰来源：《中国科技博览》2014年第07期[摘要]城市燃气管道设计是一项技术性很强的工作，需要综合考虑各方面的影响因素，涉及到的技术要点之多，本文就燃气管道设计过程中，对管道经常发生的一些腐蚀等问题进行重点分析。
[关键词]燃气管道管道转角设计中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0082-01引言：《输气管道工程设计规范》是以为城市输送燃气的长输干线为主要对象。
该规范以提高管道自身的强度安全作为输气管道的设计原则，参照美国国家标准ANSIB31.8，采用地区等级划分确定强度设计系数，再进行管道强度计算，管道与建、构筑物之间的水平净距在规范中并没有具体规定。
设计中具体体现在以不同地区等级，采用不同的强度设计系数，进行管道强度计，来保证管道周围建构筑物的安全。
地区等级是以沿管道中心线两侧各200米范围内，任意划分成长度为2km的若干地段，按划定地段内的户数确定的。
通常来说，一级地区：户数在15户或以下的区段；二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段；三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；四级地区：系指四层及四层以上楼房（不计地下室层数）普遍集中、交通频繁、地下设施多的地段。
1 管材的选取在进行超高压燃气管道设计时，因管线与其它建、构筑物水平净距的确定始终是以强调管道自身的安全性为前提的，因此在进行压力大于1.6MPa的燃气管道设计时，必须对管道、弯头、弯管的壁厚进行计算。
《输气管道工程设计规范》中规定在进行管道强度计算时，不考虑增加管壁的腐蚀裕量。
这是因为规范中明确提出了输气管道防腐设计必须符合国家现行标准《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范》和《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》的有关规定。
而这两本规范是根据国内外的实践经验制定的，规范中提出了防止管道外腐蚀的有效办法。
燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算
燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形,施工中利用这种变形,改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫做弹性敷设。
利用弹性敷设可以减少弯管数量,降低投资。
1、弹性敷设的要求及计算方法《输气管道工程设计规范》GB 50251中 4、3、14款的规定:弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求,且不得小于钢管外径的1000倍。
垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径,其曲率半径按下式计算:3242cos 13600D R αα-≥式中 R —— 管道弹性弯曲曲率半径(m);D ——管道的外径(cm);α——管道的转角(°)。
即在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D 与大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。
为确保管道敷设时满足这两个条件,同时为方便施工,管道纵向施工图应给出弹性敷设曲率半径Rt 、弹性敷设弧型管长A 、切线长度L 、弹性敷设起终点标高、埋深等参数。
在管道纵向施工图设计时已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程,据已知条件求解这些参数的计算步骤如下:（1） 计算α图一L:切线长度 E:外矢矩 M:弹性敷设起点 N: 弹性敷设终点 O:管线拐点设弹性敷设管道形成的圆在M 点、N 点的切线与水平线的交角分别为α1、α2(α1、α2可根据三角函数求得)。
根据四边形内角与定理,OM 、ON 的夹角α为: ①OM 、ON 在水平线同侧时:α=α1+α2;②OM 、ON 在水平线不同侧时:α=│α1-α2│。
(2)确定弹性敷设曲率半径Rt:1000D 及3242cos 13600D R αα-=的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径Rt 。
（3） 计算切线长度L2αtg Rt L •=（4） 计算弧长Aαπα••≅••=R RtA 01744.0180（5） 计算外矢距:2αtg Rt L •=Rt L Rt -+=E 22（6） 以管线拐点O 为坐标原点,计算弹性敷设圆心P 的坐标(a,b)。
燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算
燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形，施工中利用这种变形，改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫做弹性敷设。
利用弹性敷设可以减少弯管数量，降低投资。
1.弹性敷设的要求及计算方法《输气管道工程设计规范》GB 50251中 4.3.14款的规定：弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得小于钢管外径的1000倍。
垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径按下式计算：3242cos 13600D R αα-≥式中 R —— 管道弹性弯曲曲率半径(m)；D ——管道的外径(cm)；α——管道的转角(°)。
即在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D 和大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。
为确保管道敷设时满足这两个条件，同时为方便施工，管道纵向施工图应给出弹性敷设曲率半径Rt 、弹性敷设弧型管长A 、切线长度L 、弹性敷设起终点标高、埋深等参数。
在管道纵向施工图设计时已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程，据已知条件求解这些参数的计算步骤如下：（1） 计算α图一L ：切线长度 E ：外矢矩 M ：弹性敷设起点 N ： 弹性敷设终点 O ：管线拐点 设弹性敷设管道形成的圆在M 点、N 点的切线和水平线的交角分别为α1、α2（α1、α2可根据三角函数求得）。
根据四边形内角和定理，OM 、ON 的夹角α为：①OM 、ON 在水平线同侧时：α=α1+α2；②OM 、ON 在水平线不同侧时：α=│α1-α2│。
（2）确定弹性敷设曲率半径Rt ：1000D 及3242cos 13600D R αα-=的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径Rt 。
（3） 计算切线长度L（4） 计算弧长Aαπα••≅••=R RtA 01744.0180（5） 计算外矢距：Rt L Rt -+=E 22（6） 以管线拐点O 为坐标原点，计算弹性敷设圆心P 的坐标（a ，b ）。
油气管道的弹性敷设设计
油气管道的弹性敷设设计作者：商庆伟来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：在论述油气管道的弹性敷设时，应当确保管道自身强度和变形条件满足实际功能稳定性的需求，并在此基础上提供弯曲受热管道处理方式，以便整体油气管道运行环境安全。
在此期间，针对油气管道的弹性敷设设计应当明确计算依据的指向性，并将弹性挠曲线等因素融入到当前设计环境内部，这样才能够确保整体设计工作满足质量要求。
本文根据油气管道的弹性敷设设计的特性展开分析，在明确最小弯曲半径和管沟参数同时，期望能够为后续油气管道设计提供参照。
关键词：油气管道；弹性敷设；施工设计；方法分析1 油气管道的弹性敷设设计概述油气输送管道在平面走向改变处和竖面坡度、坡向改变处都会出现大量的转角点。
管线的转弯可利用工厂预制的冲压弯头或热弯弯头、现场弯管机冷弯的冷弯弯头和弹性弯曲的管道来实现；冲压和热弯弯头的弯曲半径范围分别为（1.5-4）D和（3～16）D。
由于弯头的转弯半径小，在较高温差压力作用下，弯头处会产生较大的应力；若埋深不够，弯头处管段的纵向稳定性也不易保证，因此在地下受热管线的弯头两侧一定位置处常需设置固定墩。
冷弯弯管的弯曲半径为（18～80）D.国外常利用冷弯弯管来实现长输管线在一般地段的转弯。
我国虽从国外引进了现场弯管机，但有此设备的施工单位不多。
管道弹性敷设具有许多优点：管道的应力分布均匀，不存在过高的峰值应力；管道基本上处于嵌固状态，不需设置固定墩；管线由直管道组焊取代弯头组焊施工方便。
但弹性敷设段管沟的形状或标高要严加控制，才能保证管线紧贴沟底。
在河流穿越管线或直接教设于浸水地段或沼泽地的管线，广泛采用弹性敷设实现管线转弯；而对一般地段的转角点，采用何种管道敷设方式，要综合考虑多种因素，如曲管应力大小。
管线的纵向稳定性、清管器的要求，场地条件等等经技术经济分析比较后确定。
2 油气管道敷设的最小弯曲半径分析最小弯曲半径根据管道的强度和变形条件确定，对上凸弹性弯曲管道，还要考虑纵向稳定性条件。
燃气管道随桥敷设设计的若干问题浅析
燃气管道随桥敷设设计的若干问题浅析作者：张洋来源：《科学与技术》2018年第15期摘要：在对燃气管道工程进行设计时，常遇到需要随桥敷设的情况。
本文着重对燃气管道随桥敷设设计过程中遇到的一些问题进行浅析，并得出相应的处理建议。
便为燃气设计从业者提供一些经验和理论依据。
关键词：燃气管道；随桥敷设；设计1随桥敷设的适用范围根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第6.3.10条规定，燃气管道随桥敷设的输送压力不应大于0.4MPa。
2随桥敷设的通常做法根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第6.3.10条规定，随桥敷设的燃气管道通常做法如下：2.1选材的考虑：随桥敷设燃气管道应采用加厚的无缝钢管或者焊接钢管，并尽量减少焊缝；若有焊缝，对焊缝进行100%无损探伤（《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》CJJ/T 250-2016中要求管道应进行100%射线探伤和100%超声波探伤，并应符合相应质量等级）。
2.2不影响船只通航考虑：通航河流燃气管底标高应符合通航净空要求；2.3应力消除考虑：管道应设置必要的补偿和减震措施，如补偿温度形变的波纹管补偿器，钢管出入土端的减震措施等。
2.4防腐考虑：考虑到管道长期暴露在空气中容易受外界影响，加速腐蚀进程，对燃气管道随桥敷设的管段采用较高等级的防腐保护，对采用阴极保护的埋地钢管与架空管道之间设置绝缘装置等。
2.5随桥敷设的燃气管道支座（架）采用不燃烧材料制作。
3随桥敷设燃气管道设计过程中的常见问题及处理建议3.1如何选取钢管建议：钢管选取可按如下选取①钢管壁厚选取应大于GB50028-2006表6.3.2中的钢质燃气管道最小公称壁厚值，并考虑适当的腐蚀余量，通常需要比埋地部分钢管壁厚厚1～2mm左右。
②钢管选择，可选管材性能符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163-2018、《高压化肥设备用无缝钢管》GB 6479-2013、《高压锅炉用无缝钢管》GB 5310-2017、《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091-2015的钢管等。
设计参数及计算方法
设计参数及计算方法一、燃气小时计算流量的确定燃气管道及设备的通过能力都应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。
小时计算流量的确定，关系着燃气输配系统的经济性和可靠性。
确定燃气小时计算流量的方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法。
1.不均匀系数法各种压力和用途的城市燃气管道的计算流量是按计算月的小时最大用气量计算的。
居民生活和商业用户燃气小时计算流量，计算公式如下：Q h＝（1／n）·Q a …………………………………………………………………3-①燃气小时计算流量（m3／h）；式中：Q h——Q a ——年燃气用量（m3／a）；n ——燃气最大负荷利用小时数（h）；其值n＝（365×24）／K m K d K hK m——月高峰系数。
计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比；K d ——日高峰系数。
计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；K h——小时高峰系数。
计算月中最大用气量日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比；居民生活和商业用户用气的高峰系数，应根据该城镇各类用户燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料，经分析研究确定。
当缺乏用气量的实际统计资料时，结合当地具体情况，可按下列范围选用。
月高峰系数取1.1～1.3；日高峰系数取1.05～1.2；小时高峰系数取2.2～3.2。
工业企业和燃气汽车用户燃气小时计算流量，宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料确定。
采暖通风和空调所需燃气小时计算流量。
可按国家现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ34有关热负荷规定并考虑燃气采暖通风和空调的热效率折算确定。
2.同时工作系数法在设计庭院燃气支管和室内燃气管道时，燃气的小时计算流量，应根据所有燃具的额定流量及其同时工作系数确定，计算公式如下：Q h＝K t（∑KNQ n）…………………………………………………………………3-②式中Q h—燃气管道的计算流量（m3／h）；K t—不同类型用户的同时工作系数；当缺乏资料时，可取K t＝1；K —燃具同时工作系数，居民生活用燃具可按表2-3-1确定。
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燃气管道弹性敷设设计参数的计算
摘要：论述了燃气管道弹性敷设的要求，埋地燃气管道施工图设计中弹性敷设有关参数的计算方法。
关键词：弹性敷设；曲率半径；径向失稳
Calculation of Design Parameters for Flexible Installation of Gas Pi
peline
Abstract：The requirements for flexible installation of gas pipeline and the calculation methnds of parameters concerning flexible installation in construction design of buried gas pipeline are described.
Key words：flexible installation；curvature radius；radial instability 管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形，施工中利用这种变形，改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫作弹性敷设。
利用弹性敷设可以减少弯头数量，降低造价。
在燃气管道施工图设计中，在平面和立面经常采用弹性敷设的方式。
本文仅介绍燃气管道纵向施工图设计中弹性敷设参数的计算。
1 弹性敷设设计条件
在燃气管道纵向施工图设计时，一般要根据测量的各里程地面标高、燃气管道设计埋深，绘制出管道敷设纵断面图，标注出各桩点对应的管道埋设深度。
纵向弹性敷设设计时，前后各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程为已知条件，确定弹性敷设起止点及弹性敷设形成的曲线上各节点的设计埋深，是设计中要解决的问题。
2 弹性敷设的要求及相关参数计算
《输气管道工程设计规范》(GB 50251—2003)第4.3.14条规定：弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得小于钢管外径的1000倍。
垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径。
该规范中规定的曲率半径按下式计算：
式中R——管道弹性弯曲曲率半径，m
α——管道的转角，(°)
D——管道的外径，cm
在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D和大于管道在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。
在管道纵向施工图设计时，已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、管道拟设计埋深、各桩点里程和弹性敷设相邻点的管道标高，据已知条件求解弹性敷设曲率半径、弹性敷设弧形管长、切线长度、弹性敷设管道上任意里程点的标高、埋深等参数。
以过点M、N的切线交点0为坐标原点，以管道敷设方向水平线为x轴，以纵向垂线为z轴，建立坐标系，见图1。
图中M——弹性敷设起点
N——弹性敷设终点
0——管道弹性弯曲形成圆在点M、N的切线的交点
P——管道弹性弯曲形成圆的圆心
R——管道弹性弯曲曲率半径，m
α——管道的转角，(°)
α1——MO与x轴夹角，(°)
α2——NO与x轴夹角，(°)
β——0P与z轴夹角，(°)
L——MD、N0的长度，m
E——外矢矩，m
① 计算α
据拟定管道拐点0的埋设深度、地面标高，可求点0的标高，再据邻近桩点管道标高、里程，通过三角函数可求得α1、α2。
当OM、ON在x轴同侧时：
α=α1+α2
当OM、ON在x轴不同侧时：
α=︱α1-α2︱
② 确定弹性敷设曲率半径R
1000D及式(1)的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径R。
③ 计算切线长度L
④ 计算l
式中l——弹性敷设形成的起点M至终点N的弧形管长度，m
⑤ 计算外矢距E
⑥ 计算弹性敷设圆心P的坐标
⑦ 建立弹性敷设圆的方程
(x-a)2+(z-b)2=R2(2)
⑧ 在式(2)中输入不同的x值，可计算对应平面桩号的弹性敷设管道处的z值，据z值及点O的相对标高，即可求出对应点管道的相对标高。
3 燃气管道弹性敷设设计注意事项
① 管道平面和竖向转向时，在条件允许的情况下，优先采用弹性敷设。
② 纵向弹性敷设时，若管道向上弯曲，则应注意计算后的最浅埋深必须大于等于设计最小埋深。
③ 纵向弹性敷设时，若管道向下弯曲，则应注意计算后的最大埋深必须小于等于钢管出现径向失稳的埋深。
④ 平面弹性敷设时，管道弹性敷设不要偏离规划部门给定的控制界限。
⑤ 管道平面和竖向都转向时，不宜采用弹性敷设。
⑥ 当管道采取弹性敷设时，弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯曲管段之间及弹性弯曲管段和人工弯管之间应采用直管段连接，直管段长度不应小于管道外径，且不应小于500mm。
4 结语
为减少弯头数量，在燃气管道设计时，应尽量采取弹性敷设方式，从工程建设的源头——设计阶段，尽可能为项目业主降低工程造价，节约建设资金。