管道穿越河流施工

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绍 , 并对钢 管拱肋弯制技术进行初步探讨 。
广西邕宁邕江大桥直缝钢管手工拼焊工艺
邕宁邕江大桥为SRC特大跨径拱桥 , 跨径312 m , 大桥以钢管砼拱肋为劲性骨架 , 钢管
直径为< 800 mm 直缝钢管 。钢管拱肋的加工采用 “以直代 曲”方法 , 用多段较短的直 缝钢管和手工电弧拼接 ,钢管长度 2~4 m , 在满足精度要求范围内构造出悬 链线拱 肋 。轻微缓慢地释放 , 从而确保桥梁的质量 。 虽然采用“以直代曲”方法加工钢拱肋能够满足 结构设计的要求 。但是 , 还存在一些弊 病 。由于每一 个节段的钢拱肋骨架由多段较短的直缝钢管拼接而 成 , 焊接工作量大 , 存在着对接引起的错边和焊接产 生的收缩变形等问题 。采用此方法将增加焊接工作 量 、成本和工期等 , 最终将使拱肋加工的精度和焊接 质量受到一定程度的影响 , 所 以 , “以直代曲”的钢 管拱肋加工方法不宜使用在精度要求高的大跨径 、大 直径钢管 拱桥上 。 此方法的优点是 : 施工原理简单 , 对施工设备和加工场地的要求都不高 。用于中小 跨径 、等级不高用 途一般的桥梁比较合适 。
悬索桥架
挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索 (或钢链)作为上部结构主要承重构件 的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条 件决定,一般接近抛物线。从缆索垂下 许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆 之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体 系,以减小荷载所引起的挠度变形。
斜拉索架空管作为一种新型的过河方式,斜
拉索架空管是采用高强 度钢索或粗钢筋及
排水管道河底埋管的设施要求与施工方法与给水管道河底埋管基本相同。倒虹管通 常采用钢管、塑料类管道等。小管径、短距离的倒虹管也可采用铸铁管 ,但宜采用 软性接口;重力管线上的倒虹管也可采用钢筋混泥土管。当采用金属管道时,应对
金属管加强防腐措施。选用管壁厚度须考虑腐蚀因素 。
顶管法施工
将带穿越部位的河床断面尺寸与河底工程地质、水文地质资料实地 勘测准确,然后采用直接顶进法将管道自河底顶过去。顶进中, 管道埋 深、防腐措施均应满足顶管施工要求。在河床两岸设置的顶管作业井 ,可作为倒虹管运行时的检修井。
我国得到了很大的发 展 。大型钢管拱肋的整体加工制作工艺 , 也一直在探 索与发 展中 , 特别是钢管拱肋的弯制工艺 , 其线形精 度和焊缝质量直接影响到钢拱肋的整 体质量 , 并影响 到后期钢拱肋的吊装对接精度 。现对广西邕宁邕江大桥 、广西三
岸大桥 、武汉市江汉五桥三座特大跨径钢 管拱桥的钢管拱肋弯制加工方法简单的介
邕江大桥
几种钢管拱肋弯制方法的对比及其技术的探讨
广西三岸大桥无缝钢管热煨弯工艺
三岸邕江大桥为南宁(三岸) 至南间段上的一座特大型公路桥梁 , 全长 352 m , 主桥为单 孔 270 m 的钢 管混凝土中承式双肋拱桥 , 钢管拱肋采用自动化生产 的 16 Mn Φ1000 mm 的螺旋焊接钢管 , 钢管本身的焊 缝质量得到了充分的保证 , 而且 1~2 段钢管对接 成 一个拱肋节段的弦管 , 从而减少了交叉焊缝 , 大大提 高了焊缝的整体质量 。 三岸大桥钢管拱肋采用热 煨 弯 技 术 加 工 , 按 照 GB 50205 - 95 钢结构工程施工及 验 收 规 范 及 TB 10212 - 98 铁路钢结构制造规范 4. 3 的有关要求 : 当零件采用热加工成 形时 , 加热温度宜控制在 900 ℃~1 000 ℃; 碳素结构钢在温度下降到 700 ℃之前 、 低合金结构钢温度下降到 800 ℃之前 , 应结束加工 ;低合金钢应缓慢冷却”。其基本原 理是 : 使钢管加热到一定温度时 , 在外力作用下钢管整体发生塑性变 形 , 从而达到煨 弯目的 。钢管拱肋制作方法采用火焰喷枪加热煨弯 , 每段 拱肋钢管单根在胎位上作整 体弯制 。 使用本方法与 “以直代曲”相比 ,其优点在于 : ①大大减少钢管拼 接工作量 , 减少了 交叉焊缝 , 不但保证了焊缝质量 , 而且缩短了制作工期 ; ②整体弯制成形 , 线形圆顺 , 无明显拼接折凸现象 , 整体质量较好 ; ③焊缝残余应 力减少 ( 在煨弯过程 , 由于加热 作用 , 焊接区域分子 活动加强 , 残余应力得到释放) , 受人为和环境影响 钢管桁架变形 的因素减少 。
浮运与沉管
仅便于顺利开挖沟槽,并能减少土方量;后者便于管段浮运、定位和沉放。
Part three
河面修建架空管
跨越河道的架空管道常采用钢管,有时亦可采用铸铁管或预应力钢 筋混凝土管。管距较长时,应设置伸缩节, 于管线高处设自动排气阀;为了防止冰冻与震害,管道应采取保温措施 ,设置抗震柔口;在管道转 弯等应力 集中处应设置镇墩。
该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天 然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、 铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施 工,能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞, 具有显著的经济效益和社会效益。
围堰法施工
在一些条件适合的浅水域开展钻探工作时,采用构筑堤坝的方法在孔位附近围出一定面积的隔水带,将其中的水排出, 使水下地面出露,直接安置设备进行钻探工作。 管道埋设至河岸处,先拦截一半河宽的河流修筑围堰,再用水 泵抽 出堰中河水,在堰中开挖沟槽 ,铺筑管线,管线铺筑后, 塞住管端管口,回填沟槽。再拆除第一道围堰,回填砂土,使 水流在此河床上部通过。然后拦截另一半河宽的水流,建筑第 二道围堰,再用水泵抽去第二 道围堰中的水 ,开挖沟槽并接管 , 完工后清除第二道 围堰。 围堰是临时建筑物,导流任务完成后,要按设计要求进行拆除, 避免影响永久建筑物的施工及使用。 土石围堰相对来说断面较大,拆除工作一般是在wenku.baidu.com行期限最后
采用S弯部件。若地质 条件较差时,可于地
下管道与弯头连接处安装波形伸缩节,以适 应管道 不均匀沉陷的需要。若处强震区地段, 可在该处加设抗震柔口,以适应 地震波引起 管道沿轴向波动变形的需要。

可采用吊环法 、托架法、桥台法或管沟
法架设。
悬索桥架 双曲拱桁架
桁架式架空管的一些形式
可避免水下操作,但应具备良好的吊装设施。施工 地 段应具有良好的地质条件及稳定的地形。修筑时,可
地下管线的铺设或更换,顶管直径DN800—4500。通过工作井把要顶进 的管子顶入接收井内,一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上, 并且还能曲线穿行,以绕开一些地下管线或障碍物。
顶管法施工
将带穿越部位的河床断面尺寸与河底工程地质、水文地质资料实地 勘测准确,然后采用直接顶进法将管道自河底顶过去。顶进中, 管道埋 深、防腐措施均应满足顶管施工要求。在河床两岸设置的顶管作业井 ,可作为倒虹管运行时的检修井。
水下沟槽/浮运与沉管
水下管道是敷设在江、河、湖、海的水下用来输送液体、气体或松散 固体的管道。水下管道不受水深、地形等条件限制,输送效率高、耗 能少。大多数埋于水下土层中,因而检查和维修较困难。登陆部分常 处于潮差段或波浪破碎区,易受风浪、潮流、冰凌等影响,在规划和 设计时要考虑预防措施。
水下沟槽开挖
于两岸先装置桁 架,再由桁架支承管道过河。
双曲拱桁架
桁架拱桥是指中间用实腹段,两侧用拱 形桁架片构成的拱桥。桁架拱片之间用 桥面系与横向联结系(横向撑架、剪刀撑) 连接成整体。特点是实腹段与两侧拱形 桁架片起着拱的受力作用,拱脚有水平 推力可减小跨中弯矩;这种桥比一般带 拱上建筑的肋拱桥受力合理,可节省材 料,减小自重,适用于地基较差的场合。 悬索桥,又名吊桥指的是以通过索塔悬
顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖或者少 开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑 内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤 的摩擦力,将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方 运走。
非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语,它涉及的是利用少开
挖,即工作井与接收井要开挖,以及不开挖,即管道不开挖技术来进行
浮运法是将陆上制作好的头部(沉箱),用滑道或靠涨水使沉箱自行浮起 的方法移运下水,浮运至下沉地点,下沉就位。 茅以升在建造钱塘江大 桥时,巧妙利用自然力的“浮运法”,潮涨时用船将钢梁运至两墩之间, 潮落时钢梁便落在两墩之上,省工省时,进度大大加快。 适合于沉管法施工的主要条件是:水道河床稳定和水流并不过急。前者不
Part one
管道过河方法的选择
河床断面的宽度、深度、水位、流量、地质等条件;过河管道水压、管材管径;河岸工程地质条件;施工条件及作 业机具布设的可能性等。
一些管道穿越河流施工方法
虹管过河
顶管过河法:施工方便,节省人力物力,但安全度尚差,易由管顶口流水,用于河底较高,土质好以及过河管径小 的情况。围堰过河法:施工技术较高,工作量大,多种管道适用,适合河面不宽,水流不急且不通航的河道。沉浮 法过河:适用面宽,不影响通航与河水正常流动,水下施工难度较大,需要机械施工技术,但只要河床不受水流影 响即可采用。
钢管本身作为承重构件,可节省钢材。采用 河两岸的 塔架进行施工安装 。
斜拉索架空管
拱管过河是利用钢管 自身供作支承结构,起
拱管过河
到了一管两用的作用。 由于拱是受力结构,钢材强度较大,加上管 壁较薄,造价经济,因此用 于跨度较大河流 尤为适宜。
几种钢管拱肋弯制方法的对比及其技术的探讨
1990 年我国第一座钢管砼拱桥 ———四川旺苍东河大桥建成以来 , 钢管砼拱桥在
管道架空过河
沿公路桥过河:简单,节省人力物力,但露天敷设管道需考虑防冻问题,具有永久性公路跨越河流的条件。
管桥过河法:施工难度不大,能在无公路桥的条件下架设过河,但较费人力物力,只适用于河面不宽且两岸土质较 好时。
Part two
水下铺筑倒虹管
给水管道河底埋管,为保证不间断供水,过河段一般设置双线,其 位置宜设在河床、河 岸不受冲刷的地段;两端设置阀门井、排气阀与排 水装置。为了防止河底冲刷而损坏管 道 ,不通航河流管顶距河底高差不 小于0. 5m;通航河流其高差不小于0. 1 m
Water Supply Engineering
管道穿越河流施工
Water Supply Engineering
目 录
Part zero Part one Part two Part three
基本概念
管道过河方法的选择
管道水下铺筑倒虹管
管道过河方法的选择
概念
什么是管道穿越河流施工?
管道穿越河流施工
给水排水管道可采用河底穿越与河面跨越两种形式通过河流。 以倒虹管作河底穿越的施工方法可采用管顶;围堰,河底开挖埋置;水下挖泥,
拖运,沉管铺筑等方法。河面跨越的施工方法可采用沿公路桥附设;管桥架设等方
法。
早在公元1600年前后,中国四川就出现了穿越河流的竹制卤水管道。1888年美国曾使用浮筒浮运 的方法敷设过水下管道。中国自1958年以来,在长江、黄河、黄浦江、嫩江、嘉陵江等主要河流 中敷设了多种管径的水下穿越管道。 管道穿越河流一般选择在水流平缓、河床平直、地质稳定、两岸有一定施工场地的地点。管道穿 越河流时,如果管道裸敷在水下河床上,由于水流冲击、河床冲刷、冰凌和河道变迁的影响而容 易遭到破坏,在通航的河道还可能遭受船锚等机械损伤。如果管道在水下悬浮或局部悬空,水流 不仅冲击管道,还会因水流绕过管道而产生交变涡流,以一定周期的脉冲压力作用在管道上,使 管道在交变应力作用下产生振动和疲劳损坏。因此,管道通过河流必须防止水流引起的损害。
定位后,向管段内加载,使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。管段逐节沉放,并用水力压接法将
相邻管段连接。最后拆除封墙,使各节管段连通成为整体的隧道。在其顶部和外侧用块石覆盖, 以保安全。 水底隧道的水下段,采用沉管法施工具有较多的优点。50年代起,由于水下连接等关键性技术的
突破而普遍采用,现已成为水底隧道的主要施工方法。用这种方法建成的隧道称为沉管隧道。
管道附设于桥梁上 管道附设于桥梁上 ,管道跨河应尽量利 用原建或拟建的桥梁铺设。
支柱式架空管(如图) ,设置管道支柱时,应事前征得有关航运
部门、航道 管理部门及农 田水利规划部 门的同意 ,并协商确定管底标高 、支柱 断面、支柱跨距等。管道宜选择于河宽较 窄,两岸地质条件较好的老土地段。
支柱可采用钢筋混凝土桩架式,或预制支柱。 连接架空管和地下管 之间的桥台部位,通常
一个汛期过后,随上游水位的下降,逐层拆除围堰的背水坡和
水上部分。土石围堰的拆除常用挖掘机火爆坡开挖等方法进行。 钢板桩格型围堰的拆除,首先要用抓斗或吸石器将填料清除, 然后用拔桩机起拔钢板桩,混凝土围堰一般只能用爆破法炸除, 但要注意必须保证主体建筑物及其它设施不收影响。
浮运沉管施工
沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面(河面)现场, 并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内,以此方法修建的水下隧道。
沉管法是预制管段沉放法的简称,是在水底建筑隧道的一种施工方法。其施工顺序是先在船台上 或干坞中制作隧道管段(用钢板和混凝土或钢筋混凝土),管段两端用临时封墙密封后滑移下水 (或在坞内放水),使其浮在水中,再拖运到隧道设计位置。
浮运沉管施工
沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面(河面)现场, 并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内,以此方法修建的水下隧道。
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