佛山市南海燃?xì)獍l(fā)展有限公司 李 攀

燃?xì)夤艿离S橋敷設(shè)方案設(shè)計(jì)及支架設(shè)置

佛山市南海燃?xì)獍l(fā)展有限公司 李 攀

燃?xì)夤艿来┛缭降姆绞接泻芏喾N，屬于穿越的有大開挖敷設(shè)、頂管敷設(shè)、定向鉆敷設(shè)等，屬于跨越的有隨橋敷設(shè)、管道自跨、桁架敷設(shè)、拱管敷設(shè)等。文章以佛山謝疊大橋燃?xì)夤こ虨槔?，闡述燃?xì)夤艿啦捎秒S橋敷設(shè)的方式跨越謝疊大橋的設(shè)計(jì)理念及預(yù)埋支架構(gòu)件失敗的補(bǔ)救措施。

燃?xì)夤艿?隨橋敷設(shè) 錨固

城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿拦こ淘诮ㄔO(shè)過程中往往需要穿跨越，特別是珠三角地區(qū)，河流星羅密布，燃?xì)夤艿来┛缭降脑O(shè)計(jì)是城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分。燃?xì)夤艿来┛缭降姆绞接泻芏喾N，屬于穿越的有大開挖敷設(shè)、頂管敷設(shè)、定向鉆敷設(shè)等，屬于跨越的有隨橋敷設(shè)、管道自跨、桁架敷設(shè)、拱管敷設(shè)等。

在佛山市行政區(qū)劃調(diào)整、廣佛都市圈初步形成以及珠三角區(qū)域一體化發(fā)展的背景下，佛山市既有交通體系面臨著一系列重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。為實(shí)現(xiàn)佛山市建設(shè)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)市、文化名城和現(xiàn)代化大城市的發(fā)展目標(biāo)，佛山市迫切需要大力構(gòu)筑與區(qū)域合作、城市發(fā)展、土地利用和環(huán)境保護(hù)相適應(yīng)，各種交通方式協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合交通體系。其中桂丹路，主要承擔(dān)中心組團(tuán)與獅山、西南組團(tuán)之間的快速聯(lián)系以及廣州芳村、南海新區(qū)、火車站等沿線功能片區(qū)間的聯(lián)系，對(duì)桂丹路的擴(kuò)寬改造是佛山交通規(guī)劃的一項(xiàng)重要舉措，佛山市謝疊大橋正是位于桂丹路上，天然氣的貫通對(duì)南海推進(jìn)西部板塊產(chǎn)業(yè)強(qiáng)區(qū)戰(zhàn)略有著重要意義。

1 謝疊大橋燃?xì)夤艿罀鞓蚬に囋O(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)方案

架空管道采用厚壁無縫鋼管，規(guī)格為D325×9。燃?xì)夤艿缽谋睒?1#橋墩出地(見圖1)，沿橋梁架空敷設(shè)至北橋28#橋墩(見圖2)，再沿28#橋墩樁下行入地。管道沿橋梁軸線長(zhǎng)度架空495 m。管道設(shè)計(jì)采用自然補(bǔ)償，即增加管道柔性，靠管道自身的柔性來補(bǔ)償管道的熱脹冷縮。在管道兩端入土處設(shè)水泥錨固墩，架空管道上不設(shè)補(bǔ)償器和固定支架，橋梁上設(shè)吊架和托架，管道與支架之間保持滾動(dòng)和滑動(dòng)，管道對(duì)大橋僅產(chǎn)生重力和滾動(dòng)滑動(dòng)摩擦力。

圖1 11#橋墩管道上行出地示意

圖2 28#橋墩樁下行入地示意圖

1.2 管道柔性判斷

管道柔性判斷采用ANSI簡(jiǎn)單判斷法：

(注：該值小于208.4則表明柔性較好)

式中：D0——管子邊外徑，mm；

Y——管段總位移，mm；

U——管道兩固定點(diǎn)間的直線距離，m；

L——管道兩固定點(diǎn)間的展開長(zhǎng)度，m；

Δ X+ΔY+ΔZ——管道在x、y、z軸方向上的位移值，mm。

由此判斷，管道均有較好柔性，都能滿足自然補(bǔ)償要求。

管道同橋梁的縱坡(3.5%)敷設(shè)，在縱坡變化處，為使管道能較好地落到吊架上，吊架標(biāo)高設(shè)置的曲率半徑應(yīng)大于管道重力作用下的彎曲半徑，經(jīng)計(jì)算，曲率半徑應(yīng)大于487 m。為減少管道伸縮的移動(dòng)距離，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的安裝溫度，對(duì)管道進(jìn)行冷緊施工。

同時(shí)在橋梁兩端埋地管上設(shè)切斷閥，在架空管上設(shè)放散閥，架空管需作防雷、防靜電接地，架空管道與埋地管道通過絕緣接頭相連，架空管道的外壁及支、吊架及托座都應(yīng)進(jìn)行防腐處理，用GZ新型高分子防腐涂料，涂防腐涂料前應(yīng)進(jìn)行除銹，然后再涂?jī)傻赖灼醿傻烂嫫?。埋地鋼管采用三?PE夾克普通級(jí)鋼管。所有膨脹螺栓均采用植筋技術(shù)植入橋體內(nèi)，外埋植筋結(jié)構(gòu)膠，若能與橋梁部門協(xié)調(diào)好，能用預(yù)埋鋼板代替膨脹螺栓則效果最好。所有緊固處均采用彈簧墊片及雙螺母。架空管道焊縫均100%射線探傷，質(zhì)量符合《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》(GB/T 3323—2005)的II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 支架設(shè)計(jì)

由于是隨橋敷設(shè)，本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)在于支架的設(shè)置，根據(jù)橋梁側(cè)面結(jié)構(gòu)的不同，設(shè)計(jì)方案有A、B、C三種支架(見圖3、圖4、圖5)的制作，管道行至橋梁蓋梁上用角鋼作支架。管道沿橋梁軸線順橋梁坡度敷設(shè)，用角鋼和槽鋼設(shè)管道吊架，吊架于管道之間設(shè)滾動(dòng)支撐，吊架間距不大于6 m。吊架設(shè)置時(shí)應(yīng)充分利用蓋梁的凸出部位，即在各橋墩處直接利用蓋梁的突出部位作吊架支撐。

圖3 A型吊架示意

圖4 B型吊架示意

圖5 C型吊架示意

2 工程施工中支、吊架的安裝

2.1 支、吊架架存在的問題

由于是隨橋敷設(shè)，本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)在于支架的設(shè)置，根據(jù)橋梁側(cè)面結(jié)構(gòu)的不同，設(shè)計(jì)方案有A、B、C三種支架的制作，該橋梁為新建橋梁，支架與橋梁的連接都是采用預(yù)埋件的方式連接。由于謝疊大橋原橋梁施工單位進(jìn)行橋梁施工時(shí)，沒有按照燃?xì)庠O(shè)計(jì)圖紙要求的數(shù)量進(jìn)行預(yù)埋，經(jīng)排查結(jié)果如下：

橋側(cè)面A、B、C型140×140×10(長(zhǎng)×寬×厚，下同)預(yù)埋鋼板69塊沒預(yù)埋，其中包括A型托架支承300×300×10預(yù)埋鋼板 30塊，B 型托架支承300×300×10預(yù)埋鋼板10塊(可利用橋梁托承鋼板焊接，鋼板厚度 30，不需埋設(shè))，C型托架支承300×300×10預(yù)埋鋼板4塊。此類預(yù)埋鋼板在支架焊接中因發(fā)熱變形后與混凝砼脫離松動(dòng)，穩(wěn)固性能急降，其中一個(gè)預(yù)埋件在施焊后可用手晃動(dòng)，人踩在支架上預(yù)埋件已脫出砼面1 cm。個(gè)別類似預(yù)埋件已不能正常使用。

2.2 整改措施

采用化學(xué)錨固技術(shù)。采用土建施工的化學(xué)錨栓技術(shù)在橋梁上鉆孔重新固定管道支架?；瘜W(xué)錨栓是一種新型的緊固材料，由化學(xué)藥劑與金屬桿體組成。它是繼膨脹錨栓之后出現(xiàn)的一種新型錨栓，是通過特制的化學(xué)粘接劑，將螺桿膠結(jié)固定于砼基材鉆孔中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)固定件錨固的復(fù)合件。錨固力強(qiáng)，形同預(yù)埋，無膨脹應(yīng)力；邊距間距小，安裝快捷；凝固迅速，節(jié)省施工時(shí)間；玻璃管包裝，利于目測(cè)管劑質(zhì)量；玻璃管粉碎后充當(dāng)細(xì)骨料，粘接充分，具體如下：

(1)橋側(cè)面ABC型140×140×10預(yù)埋鋼板規(guī)格改為240×240×10，錨固方式采用植筋技術(shù)，每塊預(yù)埋件植入M16(Ⅰ級(jí)鋼)高強(qiáng)度螺栓4根。

(2)A型300×300×10預(yù)埋鋼板規(guī)格改為350×350×10，錨固方式采用植筋技術(shù)，每塊預(yù)埋件植入植入M16(Ⅰ級(jí)鋼)高強(qiáng)度螺栓8根。

(3)C型300×300×10預(yù)埋鋼板規(guī)格改為350×350×12，錨固方式采用植筋技術(shù)，每塊預(yù)埋件植入植入M16(Ⅰ級(jí)鋼)高強(qiáng)度螺栓8根。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》(JGJ 145—2013)中拉拔力值檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 拉拔力值檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

鋼筋錨固深度≥15d(d為錨固鋼筋直徑)。

鋼管每6 m一個(gè)吊架，每6 m鋼管凈重440 kg，支架自重50 kg，吊架受力F=(440+50)kg=4.8 kN單個(gè)預(yù)埋件至少植入4根螺栓，因此，單根螺栓最大承載應(yīng)力大小為f=F/4=1.2 kN。根據(jù)拉拔力值檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，直徑d=16 mm的I級(jí)鋼設(shè)計(jì)拉拔值為41 kN，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需承載的應(yīng)力，因此該螺栓符合標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

佛山市南海區(qū)謝疊大橋燃?xì)庵鞲晒芄こ痰膶?shí)施，實(shí)現(xiàn)了南海區(qū)東西向燃?xì)獯髣?dòng)脈順利打通，實(shí)現(xiàn)了南海區(qū)各片區(qū)的燃?xì)饴?lián)網(wǎng)，提高了管網(wǎng)運(yùn)行工況，提升東西兩個(gè)調(diào)壓計(jì)量站供氣的互通性、穩(wěn)定性，為國(guó)家西氣東輸二期供氣的到來打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)方案和支架化學(xué)錨固技術(shù)，對(duì)日后的隨橋敷設(shè)施工及管網(wǎng)檢修均有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

Gas pipeline Laying along Bridge Project Design and Support Arrangement

Foshan Nanhai Gas Development CO., Ltd. Li Pan

There are many methods in gas pipeline traversing and crossing engineering, and taking the gas pipeline crossing Foshan Xiedie Bridge as an example, the paper describes the design concept of gas pipeline crossing the bridge by laying along the bridge and the remedy for failure of support component embedment.

gas pipeline, laying along the bridge, anchoring