供水管道搭载市政桥梁过河工程实例(精)

112

给水排水 Vol.36 No.8 2010

供水管道搭载市政桥梁过河工程实例

娄善良

(浙江省淳安县自来水公司,淳安 311700

摘要介绍了淳安县自来水公司两根DN 500的城市供水管道成功搭载城中湖大桥过河的工程案例。分析了供水管道过桥可能对桥梁造成的外观、荷载等方面的影响。采用球墨铸铁管及T 型胶圈接口,计算了温差对管道的影响,并提出应对措施,最后介绍管道排气阀的安装经验。管道运行一年来安全可靠。

关键词城市供水管道市政桥梁球墨铸铁管温差水锤管道安装排气阀

0 引言

城市供水管道过河一直是个难题,要么建管桥,要么从河床穿越,施工难度大,造价高,难维护。管桥还占用城市空间,影响美观。淳安县自来水公司2009年在千岛湖的城中湖大桥上成功搭载了两根DN 500的城市供水管道,一年来运行情况良好。造价和城市道路安装管道相同,比单独建管桥或穿越河床要低很多,更重要的是检修维护很方便。

千岛湖上的城中湖大桥为市政桥梁,全长449m,为五跨连续刚性结构,总宽度为20.5m,其中车行道宽15m,两边人行道宽2m 2.75m 。设计荷载:城-A 级,桥梁设计安全等级为一级,桥梁设计基准期为100a 。城中湖大桥涉水宽度400m,水深40m 。供水管道在此穿过,由于湖面太宽,建管桥或敷设湖底管道难度都很大,造价也高。经与建设主管部门及桥梁设计单位协商,两根DN 500的城市供水管道搭载在桥梁的人行位置。供水管道能否搭载桥梁过河,主要考虑是否能解决其可能对桥梁造成的影响,以及运行是否安全可靠。1 对桥梁造成的影响及解决方法1.1 供水管道在桥梁上的位置

供水管道在桥梁上的安装位置见图1、图2。人行道的架空层内搭载了三种管道,除供水管道外还有电力、通信管道(电信、移动、联通、广电,排管原则是重质管道排在内侧,轻质管道排在外侧,所以供水管道被安排在靠近车行道的位置。人行道架空层的高度最小限度满足供水管能穿过。1.2 对行人、行车、桥梁外观的影响

图1 桥梁横断面

图2 人行道断面从图2可以看出,人行道被抬高了65cm,在桥

的两头人行道要加一个6m 长的10%的斜坡,对行人有一点影响。从图1可以看出,没有改变车行道,对行车没有影响。对桥的美观也没有影响,因为车行道和人行道之间,桥梁按规范设计100cm 高的防撞墙,从车行道上看防撞墙遮挡了人行道的抬升高度。人行道提高了,相应的护栏也提高了,对行人是安全的。

1.3 对桥梁荷载的影响

给水排水 V ol.36 No.8 2010

113

考虑供水管道及管道支墩的重量对桥梁的垂直作用力。以两根DN 500管道为例,分布在桥梁上的线性荷载为8kN/m,与桥梁的结构荷载500kN/m 相比微不足道,在桥梁设计时予以考虑就可以了。1.4 水锤冲击力对桥梁的影响

供水管道正常的水流对桥梁没有影响,水锤的冲击力可能对桥梁产生危害。消除的办法是: 桥梁上管道要直线布置,不要设置阀门,桥两头装阀门要远离桥梁10m 以上; 按规范设置管道支墩,支墩应为简支墩,不能把管道卡死; 选用柔性接口的管道可分散水锤的冲击力; 在桥梁两头的桥台部位,用混凝土将管道浇固,可以减小水锤对桥梁的冲击力。2 管道安装

2.1 管材选用

经多方比较,我们选用了K9级球墨铸铁给水管,T 型胶圈接口,理由为: K9级球墨铸铁给水管强度高,工作压力等级为2.5M Pa,是一般城市供水压力的5倍; 球墨铸铁给水管标准长度为6m,T 型胶圈接口为柔性接口可随温度变化自由伸缩,可以吸收车辆行驶引起的桥梁震动,分散水锤的冲击力; 成品球墨铸铁给水管,厂家按照国家标准已经做了内外防腐,防腐性能远比钢管好,无需再做防腐处理; 安装简便快

速,449m 管道用了两天就安装完毕。占用空间小,没有法兰,贴桥面安装,支墩小。DN 500球墨铸铁管的大头外径为60cm,人行道架空仅为65cm 。2.2 温度的影响

主要考虑一年四季温差引起的桥梁热胀冷缩对供水管道的影响。热胀冷缩量 L 的计算见式(1。

L = T max L

(1

式中钢筋混凝土桥梁的线膨胀系数,1.2 10-5

m/( m;

T max

桥梁可能遇到的最大温差, ;

L 桥梁长度,m 。

本案例桥长L =449m,年最大温差 T max =60 , L =1.2 10-5

60 449=0.32(m。

该桥是连续刚性结构桥梁,只在桥两头设计伸缩缝,每一头的伸缩量为0.16m 。伸缩缝处是管道最容易漏水的地方,如果处理不当,后患无穷。

由于选用了球墨铸铁给水管,我们在桥两头伸

缩缝设置了普通的球墨铸铁给水管双承套筒,T 型胶圈接口,注意要用贯通的套筒。这是因为T 型胶圈比常规伸缩器胶圈粗5倍,既能伸缩又能吸收桥梁的振动和水锤的冲击力。

套筒的长度为承口长度(120mm 加上 L /2的长度,本案例为400m m 。套筒固定在桥台侧,桥梁上的管道伸入套筒的长度按施工时的气候温度确定,计算见式(2:

l =120+ 1000(T 1-T 0 L /2

(2

式中 l 伸入套筒的长度,mm;

T 1 桥梁施工时的温度, ;

T 0 桥梁设计可能遇到的最低温度, 。桥梁的伸缩缝处两边的管道都要固定。我们采取了在桥梁结构混凝土内预埋钢筋,在管道施工时与管道焊牢并用混凝土浇固。钢筋和球墨铸铁管的焊接方法可参见文献[1]。

2.3 排气阀安装

供水管在道路上是埋地的,过桥要从地下爬起到桥面上,过桥后又转入路面下,一般桥中间都有起拱,在桥梁的最高处安装自动排气阀是必要的。由于人行道上方不可能安装自动排气阀,采取泄水三通反上位安装的方法,将排气管引出人行道外面后安装自动排气阀(见图3。

图3 自动排气阀安装

3 运行效果

以上各项技术措施都得到了桥梁建设、设计、监理、施工方的支持。工程竣工后,经过一年的供水运行,没有出现任何问题,证明是安全可靠的。如万一管道漏水,维修也很方便,只要揭开人行道盖板就能修理。

4 工程造价

该工程实例DN 500过桥给水管包括阀门配件

114

给水排水 Vol 36 No 8 2010

河北省南水北调配套工程廊坊干渠输水管材选择

倪治斌

(河北省水利水电勘测设计研究院,天津 300250

摘要对河北省南水北调配套工程廊坊干渠工程输水管材选择进行了介绍。针对球墨铸铁管、钢管、预应力钢筒混凝土管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢复合管