一种浅海吹填区海底管线保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种浅海吹填区海底管线保护装置，其特征在于：主要包括竖桩、斜桩、横梁、纵梁以及盖板，其中竖桩分布在吹填区内的海底管线的两侧，并且海底管线的单侧至少设有一排竖桩；在吹填区内以刚形体为起点沿管线方向呈阶梯式布局，并且是逐级增高；在最外侧竖桩上每隔一定距离设有一组斜桩；在竖桩的上顶部垂直管线方向通过紧固件铺设有横梁；在所述的横梁上表面沿海底管线方向通过紧固件铺设有纵梁；采取防护结构使管线上部的荷载呈台阶状分级过渡，从而使施工区外侧原地表荷载与施工区内侧完全吹填荷载之间管线所承受荷载可以均匀过渡，有效确保管线不发生大的弯曲变形突破极限应力导致管道破坏。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种浅海吹填区海底管线保护装置，其特征在于：主要包括竖桩、斜桩、横梁、纵梁以及盖板，其中竖桩分布在吹填区内的海底管线的两侧，并且海底管线的单侧至少设有一排竖桩；在吹填区内以刚形体为起点沿管线方向呈阶梯式布局，并且是逐级增高；在最外侧竖桩上每隔一定距离设有一组斜桩；在竖桩的上顶部垂直管线方向通过紧固件铺设有横梁；在所述的横梁上表面沿海底管线方向通过紧固件铺设有纵梁；采取防护结构使管线上部的荷载呈台阶状分级过渡，从而使施工区外侧原地表荷载与施工区内侧完全吹填荷载之间管线所承受荷载可以均匀过渡，有效确保管线不发生大的弯曲变形突破极限应力导致管道破坏。【专利说明】一种浅海吹填区海底管线保护装置
本专利技术属于海底管线保护
，特别是涉及一种浅海吹填区海底管线保护装置。
技术介绍
围海造路是沿海地区缓解土地供求矛盾、扩大社会生存和发展空间的有效手段，具有巨大的社会和经济效益。但是有时候围海造路会对其周围地上和地下的环境造成不可估量的影响。在围海造陆过程中，经常会出现规划区域覆盖一些海底管线例如油气管线等情况，海底管线通常承担着关系经济民生的重要用途，因此在围海造陆施工中必须对其进行专项的保护，以确保管线安全。在围堤、防波堤等水工结构横跨海底管线设置的保护海底管线的刚性结构，称为刚性体，例如大圆筒装置。在吹填造陆范围内铺设的海底管线，当管线通过刚性体由外海进入吹填区内时，由于吹填，使管道上部的荷载大面积增加，同时由于管线很长，管线总处于局部荷载增加、局部荷载不变的状态，吹填区内吹填土产生的上覆重量会直接使管壁受到的应力增加，局部荷载的增加致使交叉处的管线产生挠曲变形，在管道中产生附加的拉、压应力。如果管道中的附加应力与管道在操作状态下原有应力(如温度和内压引起的应力)的组合超过管道材质的屈服应力时，管线将发生破坏。鉴于此，我们引入了通过在应力集中区域进行荷载分级过渡理论，从而在吹填完成后降低对管线的应力影响，确保管线不受破坏。为了达到荷载分级过渡的目的，我们设计了分级荷载过渡的结构形式，通过不同区段不同桩顶标高的形式，使得吹填过程中的管线上部荷载分级传递至海底管线以下土层。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、设计合理、安装使用方便、有效的保护了海底管线的浅海吹填区海底管线保护装置。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:—种浅海吹填区海底管线保护装置，其特征在于:主要包括竖桩、斜桩、横梁、纵梁以及盖板，其中竖桩分布在吹填区内的海底管线的两侧，并且海底管线的单侧至少设有一排竖桩；在吹填区内以刚形体为起点沿管线方向呈阶梯式布局，并且是逐级增高；在最外侧竖桩上每隔一定距离设有一组斜桩；在竖桩的上顶部垂直管线方向通过紧固件铺设有横梁；在所述的横梁上表面沿海底管线方向通过紧固件铺设有纵梁；在每个阶梯面的纵梁上表面通过紧固件铺设有盖板。本专利技术还可以采用如下技术措施:所述斜桩与海底管线的径向方向的竖直断面的夹角α为30°?50° ;斜桩与海底管线轴线方向竖直断面的夹角β为40°?50°。所述紧固件采用耙钉、自攻螺丝或者绑扎构件。在所述相邻竖桩之间通过紧固件固定安装有桁架。所述立桩与相邻的横梁之间设有斜撑。所述的竖桩、斜桩、横梁、纵梁以及盖板均采用木质结构。本专利技术具有的优点和积极效果是:由于本专利技术将采用上述防护结构使管线上部的荷载呈台阶状分级过渡，从而使施工区外侧原地表荷载与施工区内侧完全吹填荷载之间管线所承受荷载可以均匀过渡，有效确保管线不发生大的弯曲变形突破极限应力导致管道破坏，该法即减少了采用完全保护所投入的大量的人力、物力，又减少了其施工机械和能源的浪费，是一种即环保又经济的结构。本专利技术施工便捷，保护结构顶面处于潮间区，尽量避免水下施工，所有上部结构单体组装，多断面形成流水作业，可充分利用潮间时间；对工料机要求低，材料渠道宽，船机稍作改造便可施工，减少工前准备时间，可操作性强。经济效益主要表现在设计结构实现了在简便工艺条件，可操作性强的施工方法下对海底管线形成有效安全的保护。全木质结构降低自重减弱刚性，可保证施工过程以及完工后的安全系数，对管线影响小，提高了安全性。【专利附图】【附图说明】图1是吹填区管线无防护结构的荷载分布示意图；图2是吹填区内管线荷载分级过渡的荷载分布示意图；图3是第一级分级过渡段的结构示意图；图4是图3的1-1剖面图；图5是图4中A部放大图；图6是图3的I1-1I剖面图；图中:1、竖桩；2、斜桩；3、横梁；4、纵梁；5、盖板；6、桁架；7、斜撑；8、海底管线；9、刚性体；10、紧固件。【具体实施方式】为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:请参阅图1至图6，一种浅海吹填区海底管线保护装置，主要包括竖桩1、斜桩2、横梁3、纵梁4以及盖板5，其中竖桩I分布在吹填区内的海底管线8的两侧，并且海底管线的单侧至少设有一排竖桩I ;竖桩的排数根据可以根据实际情况进行选定，排数越多其稳定性就越强。在吹填区内以刚形体9为起点沿管线方向呈阶梯式布局，并且是逐级增高，为便于说明，特定于靠近刚性体9的为第一级分级过渡段，台阶的个数根据实际分级过渡段的长度进行合理化选择；在最外侧竖桩I上每个一定距离设有一组斜桩2 ；在竖桩I的上顶部垂直管线方向通过紧固件铺设有横梁3 ；在所述的横梁3上表面沿海底管线方向通过紧固件铺设有纵梁4 ；在每个阶梯面的纵梁4上表面通过紧固件铺设有盖板5。本专利技术还可以采用如下技术措施:所述斜桩2与海底管线8的径向方向的竖直断面的夹角α为30°~50° ;斜桩2与海底管8线轴线方向竖直断面的夹角β为40°~50°。所述紧固件10采用耙钉、自攻螺丝或者绑扎构件。在所述相邻竖桩I之间通过紧固件固定安装有桁架6。所述竖桩I与相邻的横梁3之间设有斜撑7。 上述保护装置的设计思路如下:(I)、根据围海造陆规划标高计算吹填荷载，确定吹填荷载的大小q,根据海底管线上岸段的埋深确定无吹填荷载海底管线段的荷载％;(2)、结合弹性地基梁理论和数值计算方法对吹填荷载q下海底管线的变形和应力情况进行计算，确定海底管线的安全性；(3)、如果上述计算应力得出的组合应力过大，在一定长度海底管线范围内采取相应的保护结构使管线承受的荷载分级过渡增加，使荷载q分级过渡，即在第一分级段施加Q1，第二分级段施加q2，……第η分级段施加qn，最后的保护段施加到总荷载q，通过计算荷载差变形量确定荷载过渡段的总长度以及每级段的长度；由吹填荷载q和相应的分级荷载下海底管线的变形和应力计算来确定荷载过渡段的分级数；(4)、结合弹性地基梁方法和数值计算方法对荷载分级过渡后的海底管线进行相应的变形和应力组合计算，判断海底管线的安全性；(5)、根据上述计算的结果分析可能解决上述问题的荷载分级过渡保护结构；(6)、根据实际工况选择荷载分级过渡保护结构类型以及结构；(7)、根据上述选定的荷载分级过渡保护结构类型以及结构制定具体的施工方法。所述的竖桩、斜桩、横梁、纵梁以及盖板均采用木质结构，全木质结构降低自重减弱刚性，可保证施工过程以及完工后的安全系数，对海底管线影响小，提高了安全性。下面以渤西管线保护为例进一步说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅海吹填区海底管线保护装置，其特征在于：主要包括竖桩、斜桩、横梁、纵梁以及盖板，其中竖桩分布在吹填区内的海底管线的两侧，并且海底管线的单侧至少设有一排竖桩；在吹填区内以刚形体为起点沿管线方向呈阶梯式布局，并且是逐级增高；在最外侧竖桩上每隔一定距离设有一组斜桩；在竖桩的上顶部垂直管线方向通过紧固件铺设有横梁；在所述的横梁上表面沿海底管线方向通过紧固件铺设有纵梁；在每个阶梯面的纵梁上表面通过紧固件铺设有盖板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐研，谢卫东，王金伟，黄剑，李兴建，柳军生，任燚，张岩，孙立强，闫澎旺，郭炳川，霍知亮，
申请(专利权)人：中交天航港湾建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：