55113钢质管道穿越铁路和公路推荐作法 标准 SY T 0325-2001.pdf

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1、】 52 3. 0 4 0. 1 0 ; 7 5 . 2 0 0 P 9 4 备案号:9 5 9 1 -2 0 0 1 SY 中华人民共和国石油天然气行业标准 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 钢质管道穿越铁路和公路推荐作法 S t e e l p i p e l i n e s c r o s s i n g r a i l r o a d s a n d h i g h wa y s 2 0 0 1 一 0 9 一 2 4发布2 0 0 2 一0 1 一0 1 实施 国家经济贸易委员会发 布 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 目次 前言 ， ， N A P

2、I 前言 ， ， V 1 范围 ， 1 2 引用标准 ， 。 1 3 符号、 公式及定义 2 4 安全条款 5 5 无套管穿越 5 6 套管穿越 ， 一2 2 7 安装 。 2 5 8铁 路和 公 路 越过 现 有 管 道 2 6 附录A( 标准的附录) 补充材料性能和无套管穿越设计值 2 8 附录 B( 提示的附录)无套管穿越设计范例 3 0 附 录C( 标 准的 附 录 ) 套管 壁 厚 “ “ “ “ 一 ” 3 9 S Y/ I 0 3 2 5 - 2 0 0 1 种备 种 nil舌 本标准是将A P I R P 1 1 0 2 钢质管道穿越铁路和 公路推荐作法( 第6 版)进行转化，

3、 按照G B / I 1 . 1 标准化导则第 1 单元:标准的起草与表述规则第一部分:标准编写的基本规定的要求编写的， 作为我国石油天然气行业推荐性标准。 本标准 在技术内容上与A P I R P 1 1 0 2 等效， 在编写规则上与 之 等同 由于将 A P I R P 1 1 0 2等效转化为我国石油天然气行业标准时，应符合 G B / I 1 . 1 的规定，故原标 准的章 节有所变动， 增加了 第2 章 “ 引用标准” ， 而从A P I R P 1 1 0 2 第2 章开始的 每一章编号都加1 , 即A P I R P 1 1 0 2 第2 章改成本标准第3 章， 依次类推; 各

4、章中的 条号和内容不变或稍有改变。 根据我 国石油天然气行业标准实际应用情况，将 A P I R P 1 1 0 2 第s章 “ 参考文献”取消，保存附录A、附录 B 、附录c ; 其中附录A 、 附录c 作为标准的附录， 附录B 作为 提示的附录。 根据 G B / T 1 . 1的要求，本标准目次中只列出 A P I R P 1 1 0 2目次中章的标题，取消了A P I R P 1 1 0 2 中 的特别说明， 保留rA P I R P 1 1 0 2 的前言， 同时增加了 本标准的 “ 前言” 。 根据G B / I 1 . 1 的 要求， 本标准中 一律采用国家颁布的法定计量单位。

5、本标准由中国石油天然气集团公司提出。 本标准由中国石 油天然气集团公司石油工程建设施工专业标准 化委员 会归口 。 本标准起草单位:四川石油管理局油气田建设工程总公司、四川石油勘察设计院。 本标准主要起草人郑玉刚叶学礼朱正诚 本标准委托四川石油勘察设计院负责解释设计部分;四 川石油管 理局油气田建设工程总公司负责 解释施工部分。 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 A P I 前 言 需要一部穿越铁路的 管线安装工 业推荐作法， 是在1 9 3 4 年由美国石油学会 ( A P I ) 规程2 6 的出 版而首先加以 确认的。 这本规程体现了管道工业与 铁路工业之间就当时使用较多

6、的 小管径管 道的安 装 问题上的相互理解。 1 9 4 6 年后， 随着采用大口 径管子的管线系统的迅速发展， 导致对 A P I 规程2 6 的 重新 评价和 修 订， 将管线的设计准则纳人规程。在 1 9 4 9 年至 1 9 5 2 年间作了一系 列修改， 最后在1 9 5 2 年制定了 A P I R P 1 1 0 2 0 A P I R P 1 1 0 2 ( 1 9 5 2 ) 包括预计节省费用的公路穿越，这种节省主要来自 正在施工的 国防州际公路系统中薄壁套管的采用。 A P I R P 1 1 0 2 ( 1 9 6 8 )容 纳了从无套管输送管与套管设计中的已知数据和受

7、静载、 活载以 及内 压 的无套管输送管的 运行中 获得的知 识。 使用S p a n g le r 的I o w a 公式进行的大量计算机分析来确定无 套 管输送管的管子应力和 在需安装套管 情况 下套管的壁厚。 自1 9 3 4 年以 来， 按照A P I 规程2 6 和A P I R P 1 1 0 2 安装的无套管与有套管的输送管的穿 越管线的 运转一直是很好的。在石油工业中，穿越铁路或公路的输送管道或套管，没有因土壤和动载荷的作用 而发生结构破坏。 关于 这一点，在管 线公司 依照第4 9 号 美国联邦法规第1 9 5 篇给美国运输部的 报告 中得以证实。 无套管输送管和套管的良好运

8、转情况可能部分地是由于设计工艺所确定的所需壁厚的缘故。通过 对使用以 前的A P I R P 1 1 0 2 设计准 则实际安装的套管和输送管的 测量证明， 过去的设计方法是保守 的。1 9 8 5 年美国 康奈尔大学天然气研究所 ( G R I )出资研究开发设计了 无套管输送管穿越铁路和 公路 的改进方法， 该项研究范围 包括铁路和公路穿越作法和运转情况的目 前技术水平评价， 铁路和 公路下 无套管输送管三维有限 元模型以及全面 仪器监测管 线的大范围的现场试验。这项研究成果为 本版A P I R P 1 1 0 2 中 规定的无套管 输送管的设计新方案提供了依据。G R I 的总结报告

9、( 管道穿越铁路和公路 技术总 结和 基本数据指南 ，I n g r a f f e a e t a l 著) ， 包括了数字模型结果、 本推荐作法中采用的 设计曲线 的全面推导以及在试验管线上所做的现场测试基本数据。 本推荐作法包括需要安装套管时 套管壁厚的表列数值， 所采用的载荷值， 铁路为C o o p e r E 一 8 0 , 1 7 5 %的冲击载荷; 公路为每一双轴轮荷载 1 0 0 0 0 1 b ( 4 4 . 5 k N ) , 1 5 0 %的冲击载荷。应当注意作用于 挠性管子上的 外部载荷 能引 起管子压曲损坏。当竖向直径经受 1 8 %- 2 2 %的变形时才产生压曲

10、， 尽 管金属承受的 压力远远超出 它的弹 性极限， 但由压曲造成的损坏 并不 会导致管壁的破裂。与厚 壁刚性 结构相反， A P I R P 1 1 0 2 ( 1 9 9 3 )认可适当安装挠性套管这种作法， 其设计准则是以最大垂直变形等 于竖向直径的3 0 %为基础。对采用 A P I R P 1 1 0 2 ( 1 9 8 1 )设计准则实际安装的套管的测定表明，I o w a 公式是非常保守的，而 且在大多数情况下， 测量的长期垂直变形一直是竖向直径的0 . 6 5 %或更小一 些 。 A P I R P 1 1 0 2 现已进 行了多次修订和改进， 在此 过程中， 充分利用了 对测

11、量在各种环境条件下受 外载荷作 用的无套管管线实际性能的最新研究与经验以及自A P I R P 1 1 0 2 上一次修订以来所开发的新 材料和新施工技术。现行的A P I R P 1 1 0 2 ( 1 9 9 3 )是第六版，它反映了最新的设计准则和施工技术。 A P I R P 1 1 0 2 ( 1 9 9 3 ) 第六版由A P I 管道输送中心委员会及其设计施工委员会应用了负责全国石油管 道设计、 施工、 操作及维修的 有资格的 工程师们的 丰富 知识和 经验而修订的， A P I 对他们所做的贡献 表示诚挚的谢意。 A P I 对G R I 为 本推荐作法所做的贡献在此给予表彰，

12、 同时感谢其在提供最新管线 设计技术上的大力合作。 A P I 出 版物可供愿意执行的任 何人使用， 学会 所做的不懈的努力是为了 保证本推荐作法中 所使用 数据的 准确性和可靠性。但是， 学会不代表、 保证或担保本出 版物， 并明确表 示， 对因使用本出版物 而导致的损失或损坏， 或由 于本出 版物可能与任何联邦、州的或市的法规有矛盾而违反了这些法规， A P I 均不承担任何义 务和责任。 欢迎对本推荐作法的各种改进建议， 并请将建议提交美国 石油学会制造、 分配和市场部 ( 1 2 2 0 L S t ree t , N. W Wa s h ir mt o n D. C. 2 0 0 0

13、 5) o 中华人民共和国石油天然气行业标准 钢 质 管 道 穿 越 铁 路 和 公 路 推 荐 作 法 SY /T 03 25- 20 01 S t e e l p i p e l i n e s c ros s in g r a i l roa d s a n d h i g h w a y s 范围 1 . 1 概述 本推荐作法主 要规定了公 共安全方面的条款。其内容包括确保钢质管道安全穿越铁路和公路所需 的设计、安装、检验和试验方面的要求，主要适用于穿越铁路和公路的焊接钢质管道的设计与施工。 本推荐作法的条 款的目 的是为 保护被管道穿越的设施以及为管线的安全安装与操作提供满足要求的

14、设 计而制定的。 1 . 2 应用 本推荐作法适用于管道穿越铁路和公路的施工，同时也适用于铁路或公路施工越过现有管道时对 管道的 调整。 本推荐作法不应 用于追溯既往， 不应把本推荐作法应用于本版生效日 或其以 前签订施工 合同的 管道;不 适用于定向钻曲 线穿越和公用隧道中安装的管道。 1 . 3 管道类型 本推荐作法适用于焊接钢质管道。 1 . 4 公共安全条款 本推荐作法主 要强调公共安全。本推荐作法中所提出的条款， 足以保证管道及管道设施在正常条 件下的 安全。 对于 非正常或罕见条件下的要求未作具体的规定， 也未规定设计与施工的所有细节。 在 管道设计与 施工中应 遵守相应的国家、

15、地方和行业日 的规定以及对被穿越设施有管辖权的规章制度。 1 . 5 穿越的认可 在管线穿越施工前 ，应与被穿越设施的主管部门达成协议。 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本 均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 G B / T 9 7 1 1 . 1 -1 9 9 7 石油天然气工业 输送钢管交货技术条件 第1 部分: A级钢管 G B 5 0 2 5 1 -9 4 输气管道工程设计规范 G B 5 0 2 5 3 -9 4 输油管道工程设计规范 S Y 0 4 0 1 -9 8 输油输气

16、管道线路工程施工及验收 规范 S Y / T 4 1 0 3 -1 9 9 5 钢质管 道焊接 及验收 S Y / T 6 0 6 4 -9 4 管 道干 线标记设置 技术规定 A P I R P 1 1 1 7 放低不 停输管 线 ( 1 9 9 5 年版) A P I S p e c 5 L 管线钢管 规范 ( 2 0 0 0 年版) A P I S t d 1 1 0 4 管道焊接及有关设 备 ( 1 9 9 9 年版) A P I R P 1 1 0 9 标记液体石油管线设施 ( 1 9 9 3 年版) 采用说明:飞 原标准按国外管理规定，本标准按本国的管理程序进行改动。 国家经济贸易

17、委员会2 0 0 1 一 0 9 一 2 4 批准 2 0 0 2一0 1一0 1实施 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 A S M E B 3 1 . 4 烃类: 液化石油气、 无水氨及醇类、 液体输送管 线系 统 ( 1 9 9 2 年版) . A S M E B 3 1 . 8 石油管道规范 输气和配气管线系 统 ( 1 9 9 9 年版) 注:以上、。、项，在使用本标准时可参考采用 符号、公式及定义 符号 A , : 轮 荷 载 作 用 接 触 面， 时; B d :穿越钻孔直径， 二 ; B e : 土荷载引 起的环向 应力埋深系数; D : 管子外径， 二 ; E:

18、 纵向 焊缝系数; E“ :土壤反作用模量，MP a ; E Q : 土荷载引 起的 环向 应力 挖掘系数; E , : 土壤弹性模量， M P a ; E s : 钢杨氏模量， k P a ; F:按照标准作法或规程要求选择的设计系数; F:冲 击系 数; G F O , : 公路车辆荷载引起的周期环向应力几何系数; G ,: 铁 路荷载引起的周期环向应力几何系数; G L h : 公路车辆荷载引起的 周期轴向 应力几何系 数; G L , : 铁路荷载引 起的 周期轴向应力 几何系数; H:管顶埋深，m; HV L :易挥发液; K 、 : 土荷载引 起的 环向 应力刚 性系 数; K m

19、: 公路车辆荷载引起的周期环向 应力刚性系数; K , , * : 铁路荷载引 起的 周期环向 应力刚 性系 数; K L , : 公路车辆荷载引起的周期轴向应力刚性系数; K , : 铁路荷载引起的周期轴向 应力刚性系数; L : 公路轴组合系 数; L c : 穿越管线环焊缝离轨道中 心线距离， m ; MA O P:气体最大允许操作压力，k P a ; MO P:液体最大操作压力，k P a ; N H : 周期环向 应力双轨系数; N L : 周期纵向应力双轨系数; N ， : 穿越铁路处轨道数; 尸:轮荷载，k N; P S : 单轴轮荷载， k N; P , :双轴轮荷载，k N;

20、 A: 管道内压， k P a ; R:公路路面类型系数; R F : 疲劳轴向 应力折减系 数; S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 (l)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8a)(8b) S ,f ; : 总有效应力， k P a ; S F ; : 环焊 缝抗疲劳性， k P a ; S F . : 纵焊缝抗疲劳性， k P a ; S H e : 土荷载引起的环向 应力， k P a ; S H ; : 用平均直径计算的内 压引 起的 环向 应力， k P a ; S H ; ( B a r l o w ) : 用B a r l o w公式计算的内 压引 起的 环向

21、应力， k P a ; S i , S 2 , S 3 : 管子主应力， k P a ; S i最大环向应力; S 2 最大轴向应力; S 3最大径向 应力; S MY S : 规定的最小屈服强度， k P a ; T : 温度折减系 数; T , ，T 2 :温度， ; t , : 管子壁厚， m m; W: 外加设计表面压力， k P a ; a T : 热膨胀系数， 一 I , y : 土壤单位质量， k N / m 3 ; A S H : 周期环向应力， k P a ; A S H , : 公路车 辆荷载引 起的 周期环向 应力， k P a ; A S H r : 铁路荷载引 起的

22、周期环向 应力， k P a ; S L :周期纵向应力， k P a ; A S L h : 公路车辆荷载引起的周期轴向应力， k P a ; A S , : 铁路荷载引起的 周期轴向 应力， k P a ; ， ， : 钢泊松比。 3 . 2 公式 注:下列所有应力单位为 k P a a 项目公式 土荷载:S H Q = KH Q B e Ee Y D 可 变 荷载:W= P / A P A S H , = Kl k G H k NL F ; W A S L , = KL 3 0 5 mm; 埋深H-1 . 2 m的各种管径 路 面 类 型临界轴组合 弹性路面 无铺砌路面 刚性路面 双轴

23、双轴 双轴 推荐的设计荷载P g = 5 3 . 4 k N , P , 二 4 4 . 5 k N 。外加设计表面压力如下: 1 )单轴荷载:W = 5 7 4 k P a 2 )双轴荷载:W = 4 7 9 k P a 设计轮荷载与推荐的最大值不同时，参见附录A ( 标准的附录) 。 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 b )冲击系数 建议用冲击系数增加动荷载。冲 击系 数是穿 越输送管道埋设深度H的函 数。图7 所示铁路和公 路穿越冲 击系数: 铁路冲击系 数为1 . 7 5 ， 公路冲 击系数为1 . 5 。埋深超过1 . 5 m时， 每增加 1 m冲击 系数降低0 .

24、1 ， 直至冲 击系 数等于1 . N 1 . 2 5 1 . 5 0 1 . 7 5 2 . 0 0 白翻矢黝聆 珊厂|十.一广|1|目区|L|1/区酌 nLn 1飞. 护J.尧赌到 、 公 路 铁路 推荐的冲击系数与埋深关系曲线 c )铁路周期应力 1 )由铁路荷载产生的周期环向应力 S H r ( 单位: k P a ) ， 可按式 ( 3 ) 计算。 A S ,=K, , G, NH F ; W ( 3 ) 式中: K , 周期环向 应力铁路刚性系 数; G ,4, 周期环向应力铁路几何系数; N i l周期环向 应力铁路单或双 轨系 数; F ;冲 击系数; W 外加设计表面压力，

25、k P a o 图8 给出了 铁路刚性系数K 1i, ， 它是管壁厚与 管径之比t , ,/ D和土壤弹性模量E , 的函数。附录A ( 标准的附录)中 表A 2 给出了E , 的常用值。 图9 给出了铁路几何系数G ,_, ，它 是管径D和埋深H的函 数。 周期环向 应力单轨系数N H = 1 . 0 0 。 图1 0 所 示为周期环向应力双轨系数N x o 2 ) 铁路荷载周期纵向 应力 S L , ( 单位: k P a ) ，可由式 ( 4 ) 计算。 As ,二K, G, , NL F ; W ( 4) S Y 八0 3 2 5 - 2 0 0 1 E , , k s i (! (P

26、 a ) /5 ( 3 4 ) ， 1 0 (6 9 ) 2 0 ( 1 3 8 ) 心彭哄塑因淹彬只侧疽洽缀峻 0 . 0 4 壁 厚与管径 比 t , / D 0 . 0 8 图8 周 期环向 应力铁 路刚 性系数K , , 注:土壤说明见A 2 a 管径 刀 ， 网 万， f t ( m 1 6 ( 1 . 8 ) ， 1 0 ( 3 . 0 ) 一， ， 1 4 ( 4 . 3 ) -店截喊军喊馥邓只侧何氏县叹 6 1 21 8 2 4 3 0 3 6 4 2 管径 D , i n 图9 周期环向 应力铁路几何系数G y , 式中: K L , 周期轴向应力铁路刚性系数; G 。 周期

27、轴向应力铁路几何系数; N L :_ 一周期轴向 应力铁路单轨或双轨系数; F ;冲 击系 数; W外加设计表面压力 ，k P a o 图1 1 给出了铁路刚性系数K, ，它 是 t , 1 D和E , 的函 数。 图1 2 给出了铁路几何系数 G , , ， 它是D和H的函数。 周期纵向 应力 单轨系数N 、 二 1 . 0 0 ，图1 3 所示为 周期轴向应力双轨系 数 N L o S Y汀 0 3 2 5 -2 0 0 1 管径 刀，mm 2 0 04 0 0008 0 01 0 0 0 扩，f t ( a 1 ， 1 4 ( 4 . 3 ) ， 1 0 ( 3 . 0 ) 6 ( 1

28、. 8 ) 们USO 二袱彭吸群礴告邓只侧坦旨缀暇 0 . 5 1 8 2 4 管径 D, i n 图1 0 周期环向应力铁路双轨系数 NH k s i (H P a ) 5 ( 3 4 ) 1 0 ( 6 9 ) 2 0 ( 1 3 8 ) 600500400300200100。 以峨塑乡砚幽邓只侧但解盔厦 0 . 0 2 0 . 0 4 壁厚 与管径 比t , / D 0 . 0 8 0D6凡 图1 1 周期轴向应力 铁路刚性系数 注:土壤说明见Ag o 1 4 S Y/ C 0 3 2 5 - 2 0 0 1 管 径刀 ， . 1 . 5 1 . 0 万 ，f t (m ) 6 ( 1

29、. 8 ) , 1 0 ( 3 . 0 ) 1 4 ( 4 . 3 ) -勺橄曦拿叹睑书只创世界盔呢 1 8 2 4 管径 D, i n 图1 2 周 期轴向应力铁路几何系数G 1 .* 管 径 刀， 四 X, f t 回 / 1 4 ( 4 . 3 ) 1 0 ( 3 . 0 ) 6 ( 1 . 8 ) 尧截峨葬群睑邓只创星界毅叹 6 1 21 8豁 管径 刀，如 3 6 4 2 图1 3 周期轴向应力铁路双轨系数从 d )公路周期应力 1 )由 公路车辆荷载 产生的 周期环向 应力 S am , ( 单位: k P a ) ， 可按式 ( 5 ) 计算。 AS M =K, , G 1 6

30、, R L F ; W 式中:K H 一周期环向 应力公路刚性系 数; G am ,周期环向 应力公路几何系数; R 公路路面类型系数; L - 公路轴组合系 数; F ; 冲击系数; ( 5) S Y/ r 0 3 2 5 - 2 0 0 1 W外加设计表面压力，k P a o 公路 路面 类型系 数 R和轴组合系 数L ， 取决于埋深 月、管道直径D和设计轴组合 ( 单轴或双 轴) 。5 . 7 . 1 . 2 条的a )项中规定了如何确定设计轴组合;表 4给出了不同H, D、路面类型和轴组合 所对应的R和L值。 表 4 公路路面类型系数 R和轴组合系数L 埋深 H 3 0 5 mm; 埋

31、深 H乒1 . 2 m的各种管径 路面类型设计轴组合 RL 弹性路面 双轴 单 轴 .令 ; : : 无铺砌路面 双轴 单 轴 . 十1 .00 .6 5 刚性路面 双轴 单 轴 .; ; .: ; 图 1 4给出了公路刚性系数 K, , ，它是 t w / D和E , 的函数。 占眨奴喊到蔓睑匆只创尽险级叹 0 . 0 2 0 . 0 4 壁厚 与管径 比t , / D 图1 4 周期环向 应力公路刚性系数K im , 注:土壤说明见A 2 图1 5 给出了 公路几何系数G i lt, ， 它是D和H的函 数。 2 )由 公路车辆荷载产生的周期轴向应力 S L h( 单位: k P a )

32、可按式 ( 6 ) 计算。 1 6一 S Y/ r 0 3 2 5 - 2 0 0 1 2 . 0 0 管径 刀 ， 恤 4 0 0 6 0 0 H , f t ( m ) 3 - 4 ( 0 . 9 - 1 . 2 ) 6 ( 1 . 8 ) 1 1 0 ( 3 . 0 ) 11 4 ( 4 . 3) 至叻翻峨寡喊告令只创星氏获昵 0 6 1 2 1 8 2 4 3 0 3 6 4 2 管径 D , i n 图巧 周期环向 应力 公路几何系数G 1 0 , A S L h=KL h G L h R L F; W 式中:K L h 周期轴向应力公路刚性系数; G。 周期轴向应力公路几何系数;

33、R 公路路面类型系数; L 公路轴组合系 数; F ;冲击系 数; W外加设计表面压力，k P a o 表4中同样给出了路面类型系数 R和轴组合系数L o 图1 6 给出了 公路刚 性系 数 K w， 它是 t W / D和E , 的函 数。 ( 6) E k s i ( N P a ) 5 (3 4 ) 1 0 ( 6 9 ) 2 0 ( 1 3 8 ) 201510 共IJ彭暇刘员告令只创疽瞬盔呢 0 . 0 4 壁 厚与管 径比 t . / 1 1 0 . 0 8 图1 6 周期轴向 应力 公路刚 性系 数 K L h 注:土壤说明见A2 . S Y/ 1 0 3 2 5 -2 0 0

34、1 图1 7 给出了公路几何系数 G , .，它是 D和H的函数。 管 径 刀 ， 恤 4 0 0 6 0 0 2 0 1 . 5 万. f t ( . ) 3 -4 ( 0 . 9 1 . 2 ) 6 ( 1 . 8 ) 8 ( 2 . 4 ) - 1 0 ( 3 . 0) 占1心州咸拿喊告令只创何寨级叹 1 8 2 4 3 0 3 6 4 2 管径D . i n 图1 7 周期轴向应力公路几何系数G l .h 5. 7. 2由内部荷载严生 的应 力 由内压 产生的环向应力S 1 ,; ( 单位: k P a ) S伟 可 按下式计算: p ( D一t w ) i 2 t w ( 7 ) 式

35、中: p 内压， 取M A O P或M O P , k P a ; D管外径，m m; t w 壁厚， m m o 5 . 8 计算应力极限 按5 . 7 的 规定计算的应力不应超过一定的允许值。以 下条款规定了 控制管 道屈服和疲劳的许用应 力。 5 . 8 . 1 需要进行的两项许用 应力校核 5 . 8 . 1 . 1 由于内 部压力而产生的 环向 应力， 该项校核应按式 ( 8 a )和式 ( 8 b )进行: 必须小于规定 最小屈服强度与设计系数的乘积。 输送介质为天然气的管道: S a ( B a r lo w ) 二; D / 2 t , 1 2 i n ( 3 0 5 mm)

36、; H- 4 f t ( 1 . 2 m )时所有管径 kN0 k N 0 2 0 4 0 6 0 气 臀 常 用值 铃 常 用 值 弹性路 面 各种 路面 5 1 0 1 5 P k i p s J O2 0 !j 常用 值 4 0 二 可摇撑黎解哥 无铺砌路 面 080 020 瓣 常 ” 刚性 路面 0 5 1 0 1 5 双轴轮荷载 P k i p s J 02 0 图A I 确定设计是采用单轴还是双轴组合的主要依据 2 9 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 附录B ( 提示的附录) 无套管穿越设计范例 B 1 公路穿越设计 一 条管径为3 2 4 m m ,壁厚为6

37、. 4 m m的液体产品管线打算 穿越一条主要公路， 该公路为沥青混凝 土 路面。 管线钢材为X 4 2 ， 采用电阻焊焊接而成， 最大操作压力为6 . 9 M P a 。管线采用无套管安装， 设计埋深 1 . 8 3 m， 采 用钻孔施工法， 其钻孔过盈量为5 1 m m， 穿 越点土壤确定为疏松砂土， 其弹性模 量为6 9 MP a o 采 用A P I R P 1 1 0 2 ， 校核提出的 设计是否足以承受所施加的土荷载、 公路活荷载和内压。管道温 度变化忽略不计。 第一步:原始设计资料 管子和管道操作特性 外径 D 3 2 3 . 9 c n m 操作压力p 6 8 9 5 k P

38、a 钢级X4 2 规定最小屈服强度 S MY S 2 8 9 5 9 0 k P a 设计系数 F 0 . 7 2 纵向焊缝系数 E 1 . 0 0 安装温度 T 1略 最大或最小操作温度 T 2略 温度折减系数略 壁厚 t , 6 . 3 5 m m 安装及现场特性 埋深 H 1 . 8 3 mm 钻孔孔径B d 3 7 5 . 9 m m 土壤类型疏松砂土 土壤反作用模量 E 3 4 4 8 k P a 弹 性模量E , 6 8 9 5 0 k P a 土 壤单位重量 Y 1 8 . 8 5 2 k N / m 3 纵向焊缝类型电阻焊 设 计单轴轮荷载P s 5 3 3 7 6 N 设计双

39、轴 轮荷载P t 4 4 4 8 0 N 路面类型弹性路面 管子其它钢特性 杨氏 模量E S 2 0 6 8 5 0 0 0 0 k P a 泊松比， ，0 . 3 0 热膨胀系数a T 1 1 . 7 X 1 0 - 6 / r 第二步:校核允许B 盯扬 w应力 用公式 ( 8 6 ) ，已知:得出: p=6 8 9 5 k P a S H ( B a r lo w ) =1 7 5 8 2 3 k P a 一3 0一 S Y/ T 0 3 2 5 - 2 0 0 1 D= 3 2 3 . 9 mm t , = 6 . 3 5 r n m F = 0 . 7 2 E=1 . 0 0 丁=略

40、F- E“ T“ S MY S“略 F “ E “ S MY S = 2 0 8 5 0 5 k P a SM、 侣 = 2 8 9 5 9 0 k P a S H ; ( B a r l o w)毛许用值?对 第三步:由土荷载产生的环向应力 已知: 1 )用图3 , t w / D = 0 . 0 2 0 E = 3 4 4 8 k P a 2 )用图4 , H/ B d = 4 . 9 土壤类型=疏松砂土=A 3 )用图5 , B d / D = 1 . 1 6 4 )用公式 ( 1 ) ，D = 3 2 3 . 9 mm Y =1 8 . 8 5 2 k N/ m3 第四步: 冲击系 数F 。 和外加设计表面压力，w 已知: 1 )用图7( 公路) ， H=1 . 8 3 m 2 )外加设计表面压力 W， 第5 . 7 . 1 . 2 a ) 条弹 性路面 临界条件:双轴 第五步: 周期应力， A s , , 和A s ,b 1 )周 期环向 应力 s m , 已知: 用图1 4 , t , / D= 0 . 0 2 0 E , = 6 8 9 5 0 k P a 用图1 5 , D=3 2 3 . 9 m m H=1 . 8 3 m 用表 4 , 弹性路面H