用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块，包括基座，基座的上表面垂直预埋有一根第一型钢和两根第二型钢，其中第一型钢位于弯头接入点管道的内侧，两根第二型钢分别对称设置于弯头接入点管道外侧，所述一根第一型钢和两根第二型钢呈三角分布，弯头接入点管道位于三根型钢之间；其中第一型钢的顶端与两根第二型钢的顶端之间分别焊接有第一连接型钢，两根第二型钢的之间设置有与基座上表面平行的第二连接型钢，第一连接型钢位于弯头接入点管道的上方，第二连接型钢位于弯头接入点管道中部外侧。本发明专利技术保证前期管道受力稳定，又能够保持后续镇墩浇筑的整体稳定性，同时因为提前施工临时止推结构，节省了断水时间及空间。

Temporary thrust block for elbow access point of pressure pipeline relocation project

【技术实现步骤摘要】
用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块
本专利技术涉及管道改迁施工的
，具体涉及一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块。
技术介绍
卡塔尔东部高速连接多哈国际机场与工业区，由中交集团旗下的中国港湾总承包，属一带一路沿线工程和中交集团的重点关注项目。本项目地所在卡塔尔位于波斯湾西岸，属典型的中东热带沙漠气候，境内无天然淡水，生活用水全部依靠海水淡化工程提供，通过压力管网输送全国。该项目需要改扩建约32公里市政自来水管线，对于承插型压力管道的弯头部位，按照压力和管径大小，需配置足够重量的止推块(又名镇墩)。输水管道的新建、改线、扩线工作，具有管道流量大，影响用户多，停水施工窗口期短，开挖切割准备工作复杂，大型设备管理要求高等特点，必须保证一次成功。特别是对于直线改折线的工程，接入点止推块在管道通水加压后不能发生大的位移，承插式接头不发生扭曲和脱出(位移需小于lcm)，止推结构必须安全可靠。对1200腿及以上的大直径压力管道，对接入止推方案设计和工艺是该类工程施工的重难点。国外对于该类结构物的设计文献及施工指导手册多数为基本工艺设计，国内目前对长距离普通压力输水管线的止推块设计施工，对复杂条件下的接入改线止推方案的研究相对较少。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块，保证前期管道受力稳定，又能够保持后续镇墩浇筑的整体稳定性，同时因为提前施工临时止推结构，节省了断水时间及空间。本专利技术提供了一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块，其特征在于：它包括位于弯头接入点下方的嵌入式基座，基座的上表面垂直预埋有一根第一型钢和两根第二型钢，其中第一型钢位于弯头接入点管道的内侧，两根第二型钢分别对称设置于弯头接入点管道外侧，所述一根第一型钢和两根第二型钢呈三角分布，弯头接入点管道位于三根型钢之间；其中第一型钢的顶端与两根第二型钢的顶端之间分别焊接有第一连接型钢，两根第二型钢的之间设置有与基座上表面平行的第二连接型钢，第一连接型钢位于弯头接入点管道的上方，第二连接型钢位于弯头接入点管道中部外侧；还包括第三型钢和斜撑型钢，第三型钢垂直预埋于基座上表面，第三型钢位于第一型钢和两根第二型钢形成的三角结构外侧；斜撑型钢连接于第三型钢靠近于基座上表面的端部和第二连接型钢之间。上述技术方案中，第一型钢位于弯头接入点的圆心处。上述技术方案中，第三型钢位于弯头接入点的角平分线上。上述技术方案中，第二型钢的腹板与弯头接入点的圆心连线重合。上述技术方案中，两个第二型钢和第二连接型钢与弯头管体接入点之间设置有马鞍支座，所述马鞍支座的圆弧面与弯头接入点管道外壁相配合。上述技术方案中，第二型钢与弯头接入点管道拐点处的切线相平行。上述技术方案中，两根第二型钢与弯头接入点管道外侧的基座上表面之间于设置有斜撑，所述斜撑一端焊接在垂直对应的第二型钢上，另一端焊接在混凝土中外侧基座表面预埋的短型钢上，以辅助支撑第二型钢。本专利技术提供了一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块的设计方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，作弯头接入点平面位置图，确定连接弯头和现有管道的位置尺寸关系；第二步，判断弯头的圆心位置O，确定上述圆心位置为第一型钢的安装位置H0；第三步，作弯头的角平分线，确定第三型钢的安装位置H1在弯头外侧的角平分线上；第四步，确定第一根第二型钢H2的位置，保证第二型钢紧靠现有管道，并使腹板方向与拟建弯头管壁相切，以使H2和圆心连线与OH1夹角最小，利于弯头压力的传递；第五步，以角平分线为基线做OH2的镜像，确定第二根第二型钢的安装初始位置H3，当H3与现有管道冲突时，则沿OH3方向适当调整直至翼板与现有管道接触；第六步，按照悬臂梁中间受集中荷载简化计算模型，校核应力和挠度并确定型钢规格尺寸，微调H2和H3的位置，保证其与新建管道保持5-10cm，在型钢和弯头之间预留马鞍支座的焊接空间；第七步，确保混凝土基座尺寸及位置，保证型钢外侧保护层大于15cm；第八步，计算第二连接型钢的尺寸和规格，第一连接型钢分别设置于第一型钢与两个第二型钢顶部之间，第一连接型钢的长度不小于第一型钢与第二型钢的顶部之间的间距；第二连接型钢设置于两个第二型钢之间，确定弯头拐点的切线位置作为第二连接型钢的安装位置，在第二连接型钢和弯头之间预留马鞍支座的焊接空间；第九步，确定斜撑型钢的尺寸和规格及安装位置，斜撑型钢位于第二连接型钢中点和第三型钢外露于基座部分的底端之间。上述技术方案中，第一型钢、第二型钢、第三型钢的安装角度均垂直于弯头管道所在平面，各型钢预埋在底部设计的混凝土基座中，基座整体嵌固在现有管道下部的非扰动岩土体中，形成抗力支撑体系。上述技术方案中，第二连接型钢的安装角度均平行于弯头管道所在平面。上述技术方案中，第一型钢、第二型钢、第三型钢的腹板平行于压力方向布置，根据弯头接入点的水压力计算型钢规格，每根型钢可承受二分之一的水压力的总负荷并满足抗弯强度要求和马鞍支座处挠度限制值1cm。上述技术方案中，基坑的深度等于管道直径D+0.3m，当为土质地基时，还需满足抗倾覆验算要求。上述技术方案中，型钢的预埋深度不小于管道直径。上述技术方案中，根据弯头的高度和弯头接入点的水压力计算第一型钢、第二型钢的高度，其中预埋深度不小于管道直径，外露部分不小于管道直径+0.3m。上述技术方案中，根据弯头接入点的水压力确定斜撑的角度或者第三型钢和第一型钢之间的间距，使得斜撑与弯头管道所在平面的锐夹角小于45°。上述技术方案中，根据弯头尺寸确定马鞍支座的圆弧面的曲率半径，保证马鞍支座和弯头的外壁有效贴合。本专利技术解决了市政项目常见的复杂的地下管线约束下，没有足够的作业空间及施工窗口期，且现有传统设计施工方法存在质量风险问题。通过提出一种原位现浇混凝土预埋型钢止推结构法，形成大直径球墨铸铁压力管道弯头处快速接入止推的工艺，并多次在市政自来水主干网络断水迁改工作中成功应用。通过浇筑基座时预埋型钢支架，型钢钢架和基座的施工期间无需断水，仅仅在切割老管道安装弯头改迁期间需要停水，通过型钢作为临时止推装置，在永久止推块的施工期就可以运营通水。钢结构受力及结构安全性分析方法简明可量化，利于承包商上报项目监理工程师获得批复。相比传统的预制混凝土块拼装工艺或早强混凝土现浇工艺，在安全性、经济性和施工便利性上都具有很大优势，避免了风险高、耗时长的起重作业。本专利技术极大的节约了断水连接到恢复供水的停运时间和安全质量风险，减少了停水对用户的影响，成为专利技术人所在项目类似复杂条件下断水施工的推荐工法。附图说明图1是为本专利技术的结构示意图；图2-7是为本专利技术的设计流程示意图；图8是为本专利技术施工完成后的示意图；图9是本专利技术施工状态监测图示意图；图10是监测设备安装示意图；图11是马鞍支座的结构示意图；图12是具体实施例2中的工况示意图。其中，1-弯头，21-第一型钢，22-第二型钢，23-第三型钢，3-马鞍支座，4-基坑，5-第一连接型钢，6-第二连接型钢，7-斜撑型钢，8-永久止推块，9-新管道，10-沟槽，11-旧管道，12-弹簧位移计，12.1-磁铁基座，12.2-锁扣，12.3-伸缩位移针，12.4-数据采集器，13-弯头插口环。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块，其特征在于：它包括位于弯头接入点下方的嵌入式基座，基座的上表面垂直预埋有一根第一型钢和两根第二型钢，其中第一型钢位于弯头接入点管道的内侧，两根第二型钢分别对称设置于弯头接入点管道外侧，所述一根第一型钢和两根第二型钢呈三角分布，弯头接入点管道位于三根型钢之间；其中第一型钢的顶端与两根第二型钢的顶端之间分别焊接有第一连接型钢，两根第二型钢的之间设置有与基座上表面平行的第二连接型钢，第一连接型钢位于弯头接入点管道的上方，第二连接型钢位于弯头接入点管道中部外侧；还包括第三型钢和斜撑型钢，第三型钢垂直预埋于基座上表面，第三型钢位于第一型钢和两根第二型钢形成的三角结构外侧；斜撑型钢连接于第三型钢靠近于基座上表面的端部和第二连接型钢之间。

【技术特征摘要】
1.一种用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块，其特征在于：它包括位于弯头接入点下方的嵌入式基座，基座的上表面垂直预埋有一根第一型钢和两根第二型钢，其中第一型钢位于弯头接入点管道的内侧，两根第二型钢分别对称设置于弯头接入点管道外侧，所述一根第一型钢和两根第二型钢呈三角分布，弯头接入点管道位于三根型钢之间；其中第一型钢的顶端与两根第二型钢的顶端之间分别焊接有第一连接型钢，两根第二型钢的之间设置有与基座上表面平行的第二连接型钢，第一连接型钢位于弯头接入点管道的上方，第二连接型钢位于弯头接入点管道中部外侧；还包括第三型钢和斜撑型钢，第三型钢垂直预埋于基座上表面，第三型钢位于第一型钢和两根第二型钢形成的三角结构外侧；斜撑型钢连接于第三型钢靠近于基座上表面的端部和第二连接型钢之间。2.根据权利要求1所述的用于压力管道改迁工程的弯头接入点临时止推块，其特征在于：第一型钢位于弯头接入点的圆心处...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴韩，徐金龙，胡万凤，张文博，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42