一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法技术

本发明专利技术公开了一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，保证管道安全高效出运的同时，又减小出运系统的工程量，尤其适用于大直径超长高密度聚乙烯管道的陆上出运工作，节省了时间成本和经济成本。此发明专利技术用于港口工程、交通工程、水利工程领域。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法
本专利技术涉及港口工程、交通工程、水利工程等领域，特别是涉及一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法。
技术介绍
高密度聚乙烯管(以下简称HDPE管)广泛应用于给(引)水系统、排水系统和燃气输送等多个领域。HDPE管线需进行陆上焊接和陆上出运、管段完成陆上状态至水上状态的过渡后，才能进一步开展海上浮运、沉放、定位乃至对接等工序，完成管段安装。大直径超长HDPE管具有刚性与柔性相结合的特点，即随着管长加大，管道柔性逐渐体现，这一特性对动力系统和管段两侧同步性控制提出了很高要求，尤其是出运轨道入水段的坡比设计具有巨大影响。如果出运轨道入水段相邻轨道坡比变化过大，由于入水段管道尚未完全起浮，其所受浮力仍小于自身重力，造成管头下坠，此时在刚性管节的“悬挑”作用下，变坡点附近的管道发生悬空而脱离出运小车，此时悬空管段的重量由变坡点处的出运小车承担，这极大的增加了小车所受承载力，造成小车采购成本的大幅增加；而采用单一轨道坡度或变化较小的相邻轨道坡比，则意味着出运轨道的施工工程量巨大，且水下施工不便，同样增加了生产成本。因此，研发一种适用于大直径超长HDPE管线陆上出运入水段轨道设置方法成为了一个亟需解决的技术难题
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其包括以下步骤：S1：确定出运轨道总长度，入水段轨道长度为出运轨道总长度1/12；S2：根据管道自重以及配件负重，管道入水端浮力以及管道前端牵引力，确定管道所受荷载；S3：确定干边界条件与湿边界条件；S4：建立模型，对管道入水过程进行受力计算分析；S5：根据不同坡比组合，确定入水段出运轨道坡度。进一步作为本专利技术技术方案的改进，在步骤S1中，所述出运轨道总长度根据单段管段最大长度和管道焊接所需空间共同确定。进一步作为本专利技术技术方案的改进，在步骤S1中，所述入水段轨道通过坡度减缓的坡比组合，将入水段轨道前段顶标高由水面以上降低至水面以下，将出运轨道过渡至海床面。进一步作为本专利技术技术方案的改进，在步骤S2中，所述管道两端通过盲板封堵，所述管道以密闭状态进行陆上出运，所述管道未灌水之前可漂浮于海面。进一步作为本专利技术技术方案的改进，在步骤S3中，所述干边界条件为出运轨道下滑段与出运轨道入水段的边界条件，所述管道与所述出运轨道始终接触。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述湿边界条件为管道入水过程中管道的控制单元的边界条件。进一步作为本专利技术技术方案的改进，在步骤S4中，针对入水段轨道变坡点处出运小车受力分析，并以此作为控制性工况进行动态分析，获取各单段管道的控制单元依次越过各变坡点时，单段管道和出运小车的受力状态，获取管道在各个位置的受力状态。进一步作为本专利技术技术方案的改进，当管道前段入水起浮后，当管道前段平稳漂浮在海面上时，结束动态数值分析过程。进一步作为本专利技术技术方案的改进，在步骤S5中，根据出运承重设备以及轨道施工工程量平衡确定所述入水段轨道坡比组合。本专利技术的有益效果：此大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，保证管道安全高效出运的同时，又减小出运系统的工程量，尤其适用于大直径超长高密度聚乙烯管道的陆上出运工作，节省了时间成本和经济成本。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术实施例总体平面布置示意图；图2为本专利技术实施例边坡点工况示意图；图3为本专利技术实施例计算模型示意图；图4为本专利技术实施例出运轨道的典型端面示意图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参照图1-图4，一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其包括以下步骤：S1：根据场地需求空间和管线总重，确定出运轨道100总长度，入水段出运轨道100长度为出运轨道100总长度1/12。S2：根据管道200自重以及配件负重，管道200入水端浮力以及管道200前端牵引力，确定管道200所受荷载；S3：确定干边界条件与湿边界条件；S4：建立模型，对管道200入水过程进行受力计算分析；S5：根据不同坡比组合，确定入水段轨道坡度。具体地，布置出运轨道100时，根据待出运管道200的管长、管重及管道200直径来确定出运轨道100的设计参数。其中，出运轨道100总长度根据单段管段最大长度和管道200焊接所需空间共同确定。其中，水平段110长L1、斜坡段120长L2，入水段130总长为L3，通过出运轨道100线型组合，将轨道前端顶标高由水面以上降至水面以下，将出运轨道100过渡至海床面。进一步地，出运轨道100的水平段110长度为出运轨道100总长度的5/12，斜坡段120坡比1:70、长度为出运轨道100总长度的6/12、入水段130坡比为1:50-1:35-1:25-1:20-1:2、长度为出运轨道100总长度的1/12，首先通过四段慢慢转陡的斜坡将轨道由水面以上渐次降至水面以下，最后由坡比为1:2的陡坡将轨道过渡到海床面。用于水下安装的大直径超长HDPE管道，通常由HDPE管节、配重块210和用于封堵管道端口的盲板组成。管道200两端通过盲板封堵，管道200以密闭状态进行陆上出运，管道200未灌水之前可漂浮于海面。根据管道200自重以及配件负重等数据，确定管道200所受荷载。对于斜坡段120，需要确定斜坡段120与入水段130的边界条件。由于斜坡段120为单一坡度，是水平段110与入水段130的过渡段，因此管道200与出运轨道100始终接触，即管道(含出运小车300)与轨道之间的相互作用始终存在。根据这种现状，在Mid本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：确定出运轨道总长度，入水段轨道长度为出运轨道总长度1/12；/nS2：根据管道自重以及配件负重，管道入水端浮力以及管道前端牵引力，确定管道所受荷载；/nS3：确定干边界条件与湿边界条件；/nS4：建立模型，对管道入水过程进行受力计算分析；/nS5：根据不同坡比组合，确定入水段出运轨道坡度。/n

【技术特征摘要】
1.一种大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定出运轨道总长度，入水段轨道长度为出运轨道总长度1/12；
S2：根据管道自重以及配件负重，管道入水端浮力以及管道前端牵引力，确定管道所受荷载；
S3：确定干边界条件与湿边界条件；
S4：建立模型，对管道入水过程进行受力计算分析；
S5：根据不同坡比组合，确定入水段出运轨道坡度。


2.根据权利要求1所述的大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其特征在于：在步骤S1中，所述出运轨道总长度根据单段管段最大长度和管道焊接所需空间共同确定。


3.根据权利要求1所述的大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其特征在于：在步骤S1中，所述入水段轨道通过坡度减缓的坡比组合，将入水段轨道前段顶标高由水面上端降低至水面下，将出运轨道过渡至海床面。


4.根据权利要求1所述的大直径超长HDPE管道陆上出运轨道入水段设置方法，其特征在于：在步骤S2中，所述管道两端通过盲板封堵，所述管道以密闭状态进行陆上出运，所述管道未灌水之前可漂浮于海面。
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【专利技术属性】
技术研发人员：井阳，梁邦炎，冯振周，陈猛，薛林虎，周爱军，马亿光明，谢学文，周杨，刘凯，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44