燃气管道设计中管道转角有关问题的探讨

燃气管道设计中管道转角有关问题的探讨

燃气管道设计中管道转角有关问题的探讨

3燃气管道平面或纵断面的管道转角处理

在工程实际中经常会遇到躲避交叉管线、过河、过铁路及平面管道路由改变等问题。在特定的条件限制下，应该计算出合理的管道转角。

3.1可调管道转角的计算方法

可调管道转角的计算见图1。

已知条件如下：

①管道的公称直径；

②弯头或弯管的曲率半径R；

③弯头或弯管的直管段长度L；

④管道转弯时两个相邻弯头或弯管在折点之间水平或垂直方向的投影长度(L6或L10)，即

现场条件所限定的L6或L10。

计算公式如下：

式中L——弯头或弯管的直管段长度，m

L6——两个相邻弯头或弯管在折点之间水平方向投影长度，m

L10——两个相邻弯头或弯管在折点之间垂直方向投影长度，m

L11——两个相邻弯头或弯管之间的连接直管段的长度，m

d——管道的转角，(°)

当公称直径≥500mm时，L11不应小于管子外径；当公称直径＜500mm，L11不宜小于500mm。特殊条件下，L11可以为0。

在工程实际应用时可以采取以下步骤进行计算。首先根据上面的已知条件和计算公式编制出计算表，然后输入工程设计中已知管道的公称直径、曲率半径尺和弯管的直线段长度L，这样就可以得到不同的转角O/对应的水平或垂直方向的投影距离L6或L10。根据上面的计算表，选择α的值，使α对应的L6或L10值小于或等于实际的L6或L10值。然后再进行下面的计算。

式中L s——工程实际垂直方向投影距离L10，m

L y——α对应的垂直方向的投影距离L10，m

通过上面的计算可以得到管道合理的转角α、两个转角之间直线段的长度L11。

下面举一个工程实例。在燃气管道的纵断图设计中遇到一处电缆沟，采用可调管道转角的计算方法进行计算，可调管道转角的计算实例简图见图2。

该管道敷设在电缆沟下方，根据现场的具体情况，在正常管段和电缆沟下方管段之间的最小垂直净距为1.25m，这样拐弯管道垂直方向的投影距离L s=1.25m，而水平方向的投影距离不受限制，现场有可以调整的条件，因此采用可调管道转角的计算方法进行计算。已知条件如下：管道的公称直径为500mm，弯头曲率半径R=4D，弯头的直线段长度L=500mm，拐弯管道垂直方向投影距离L10=1.25m。

从计算表查得管道转角为34°时，垂直方向的投影距离为L10=1.254m，最接近工程现场的垂直方向的投影距离L s(1.25m)。

这时采用最接近34°的30°标准弯头，30°对应的L y=1.044mm，1.044m＜1.25m，即选定

的转角α对应的L10小于实际的L10值。将L y=1.044m、L s=1.25m、α=30°代入式(3)，得出两个转角之间直线段的长度L11=411mm，即可满足管道最小净距为1.25m的要求。因此，该工程的解决方案为，采用DN 500mm、R=4D、30°的热煨弯头，两个相邻热煨弯头之间的直管段长度为411mm。

3.2不可调管道转角的计算方法

不可调管道转角的计算见图3。

管道转角之间水平、垂直方向的投影距离被限定，这时管道的转角“是唯一的。已知条件为：水平、垂直方向的投影距离(L18、L6、L19、L10)，弯头曲率半径R。

计算公式如下：

式中L12、L14——弯头外所连接的直管段长度，m

L13、L15——弯头本身所带直线段的长度、与之相接的直管段长度之和，m

L16——两个弯头之间的直线段长度，m

L18、L19——弯头折点至管道端头的长度，m

把已知条件代入计算公式，可以求得唯一的管道转角α、两个转角之间直线段的长度L16、两个转角端头的直管段长度L13、L15。

这种管道转角的计算方法适合于工程现场水平和垂直方向的投影距离L6、L10被限定的情况，这时通过计算得到的管道转角是唯一的。如果不能达到预期目的，可以调整已知条件弯头曲率半径R重新计算，调整后的弯头曲率半径R也许不能满足通球要求，或无论怎样调整也无法实现管道转折，这时就需要采用不通球的弯头或再考虑其他的方案。

4弯道上燃气管道转角的处理

弯道上敷设燃气管道计算见图4。

需要解决的问题如下：

①弯道上敷设燃气管道时合理的节点位置，即两转折点A、B间的距离L21；

②确定弓高h1，从而保证燃气管道与其他管线的水平净距；

③管道转角α。

设计原则如下：

①从技术经济角度考虑桩号的密集程度、节点间的管道长度等；

②采用适当的管道转角，尽量不要采用弯头；

③实际敷设的管道为所在曲率半径为R的圆的内接多边形，管道的节点位置会影响到与燃气管道里侧的其他管道的水平净距，因此应确定合理的弓高h1。

计算公式如下：

式中h1——弓高，m

L21——两桩点4、B之间的距离，m

5燃气管道的弹性敷设

在工程设计中，采用弹性敷设的管道转弯方法通常应用在诸如长输管道等交叉管线较少、地下空间比较开阔的地带以及定向钻穿越河流、鱼塘、公路等地段。需要解决的问题是：什么情况下可以采用弹性敷设，弹性敷设管道的长度，弹性敷设管道的转角，确定弹性敷设管道的位置。

①平面燃气管道的弹性敷设

根据《输气管道工程设计规范》，平面弹性敷设时，管道的曲率半径应满足管子强度要求，且应满足式(1)。平面燃气管道的弹性敷设计算见图5。

计算公式如下：

式中h2——外矢距，m

L22——切线长，m

能够弹性敷设的管道长度可以跟据施工现场的实际情况确定，实际应用时采取以下步骤敷设：

a.在满足弹性敷设的条件下，确定弹性敷设的管道长度；

b.确定管道长度对应的管道转角α。

平面燃气管道不同转角弹性敷设计算见表2。