燃气管道弹性敷设设计参数的计算1

燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算燃气管道的弹性敷设设计是为了保证管道在温度变化和地震等情况下能够有一定的变形能力，从而减少管道的应力和变形。

在设计过程中，需要考虑的参数包括管道的长度、管道材料的弹性模量、管道的温度变化、管道的固定支座、管道的支持装置等。

首先，需要计算管道的长度。

管道的长度是指管道的实际长度。

在进行弹性敷设设计时，需要考虑管道的伸长或缩短量，这取决于管道所处的环境温度和管道材料的线膨胀系数。

伸长或缩短的长度可以通过管道的温度与环境温度之差以及管道的长度系数来计算。

其次，需要计算管道材料的弹性模量。

弹性模量是指材料在受力后发生弹性变形的能力。

不同材料具有不同的弹性模量，通过弹性模量的计算可以确定管道在弯曲或拉伸时的应力和变形情况。

然后，需要计算管道的温度变化。

温度变化是指管道所受到的环境温度的变化。

管道的温度变化会导致管道的伸长或缩短，从而产生应力和变形。

计算管道的温度变化需要考虑管道所处的环境温度和管道的自由伸缩长度。

接下来，需要设计管道的固定支座。

固定支座是指管道的支撑装置，用于固定管道的位置，防止管道的不受约束变形。

固定支座的设计需要考虑管道的应力和变形情况，以及管道的受力位置和受力方向。

最后，需要设计管道的支持装置。

支持装置是指管道的支持装置，用于支持管道的位置，防止管道的垂直和水平位移。

支持装置的设计需要考虑管道的长度和重量，以及管道的应力和变形情况。

总之，燃气管道的弹性敷设设计涉及到多个参数的计算，包括管道的长度、材料的弹性模量、温度变化、固定支座和支持装置等。

这些参数的计算可以帮助工程师设计出安全可靠的燃气管道系统，保证管道在各种环境条件下都能正常运行。

燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形，施工中利用这种变形，改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫做弹性敷设。

利用弹性敷设可以减少弯管数量，降低投资。

1.弹性敷设的要求及计算方法《输气管道工程设计规范》GB 50251中 4.3.14款的规定：弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得小于钢管外径的1000倍。

垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径按下式计算：3242cos 13600D R αα-≥式中 R —— 管道弹性弯曲曲率半径(m)；D ——管道的外径(cm)；α——管道的转角(°)。

即在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D 和大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。

为确保管道敷设时满足这两个条件，同时为方便施工，管道纵向施工图应给出弹性敷设曲率半径Rt 、弹性敷设弧型管长A 、切线长度L 、弹性敷设起终点标高、埋深等参数。

在管道纵向施工图设计时已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程，据已知条件求解这些参数的计算步骤如下：（1） 计算α图一L ：切线长度 E ：外矢矩 M ：弹性敷设起点 N ： 弹性敷设终点 O ：管线拐点 设弹性敷设管道形成的圆在M 点、N 点的切线与水平线的交角分别为α1、α2（α1、α2可根据三角函数求得）。

根据四边形内角和定理，OM 、ON 的夹角α为： ①OM 、ON 在水平线同侧时：α=α1+α2；②OM 、ON 在水平线不同侧时：α=│α1-α2│。

（2）确定弹性敷设曲率半径Rt ：1000D 及3242cos 13600D R αα-=的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径Rt 。

（3） 计算切线长度L2αtg Rt L •=（4） 计算弧长Aαπα••≅••=R RtA 01744.0180（5） 计算外矢距：2αtg Rt L •=Rt L Rt -+=E 22（6） 以管线拐点O 为坐标原点，计算弹性敷设圆心P 的坐标（a ，b ）。

燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形,施工中利用这种变形,改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫做弹性敷设。

利用弹性敷设可以减少弯管数量,降低投资。

1、弹性敷设的要求及计算方法《输气管道工程设计规范》GB 50251中 4、3、14款的规定:弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求,且不得小于钢管外径的1000倍。

垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径,其曲率半径按下式计算:3242cos 13600D R αα-≥式中 R —— 管道弹性弯曲曲率半径(m);D ——管道的外径(cm);α——管道的转角(°)。

即在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D 与大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。

为确保管道敷设时满足这两个条件,同时为方便施工,管道纵向施工图应给出弹性敷设曲率半径Rt 、弹性敷设弧型管长A 、切线长度L 、弹性敷设起终点标高、埋深等参数。

在管道纵向施工图设计时已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程,据已知条件求解这些参数的计算步骤如下:（1） 计算α图一L:切线长度 E:外矢矩 M:弹性敷设起点 N: 弹性敷设终点 O:管线拐点设弹性敷设管道形成的圆在M 点、N 点的切线与水平线的交角分别为α1、α2(α1、α2可根据三角函数求得)。

根据四边形内角与定理,OM 、ON 的夹角α为: ①OM 、ON 在水平线同侧时:α=α1+α2;②OM 、ON 在水平线不同侧时:α=│α1-α2│。

(2)确定弹性敷设曲率半径Rt:1000D 及3242cos 13600D R αα-=的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径Rt 。

（3） 计算切线长度L2αtg Rt L •=（4） 计算弧长Aαπα••≅••=R RtA 01744.0180（5） 计算外矢距:2αtg Rt L •=Rt L Rt -+=E 22（6） 以管线拐点O 为坐标原点,计算弹性敷设圆心P 的坐标(a,b)。

燃气管道弹性敷设设计时几个参数的计算管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形，施工中利用这种变形，改变管道走向或适应高程变化的管道敷设方式叫做弹性敷设。

利用弹性敷设可以减少弯管数量，降低投资。

1.弹性敷设的要求及计算方法《输气管道工程设计规范》GB 50251中 4.3.14款的规定：弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得小于钢管外径的1000倍。

垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径按下式计算：3242cos 13600D R αα-≥式中 R —— 管道弹性弯曲曲率半径(m)；D ——管道的外径(cm)；α——管道的转角(°)。

即在垂直面上弹性敷设管道曲率半径要同时满足大于等于1000D 和大于管道在自重作用产生的挠度曲线的曲率半径两个条件。

为确保管道敷设时满足这两个条件，同时为方便施工，管道纵向施工图应给出弹性敷设曲率半径Rt 、弹性敷设弧型管长A 、切线长度L 、弹性敷设起终点标高、埋深等参数。

在管道纵向施工图设计时已知各桩点地面标高、弹性敷设管道管径、拟设计埋深及各桩点里程，据已知条件求解这些参数的计算步骤如下：（1） 计算α图一L ：切线长度 E ：外矢矩 M ：弹性敷设起点 N ： 弹性敷设终点 O ：管线拐点 设弹性敷设管道形成的圆在M 点、N 点的切线和水平线的交角分别为α1、α2（α1、α2可根据三角函数求得）。

根据四边形内角和定理，OM 、ON 的夹角α为：①OM 、ON 在水平线同侧时：α=α1+α2；②OM 、ON 在水平线不同侧时：α=│α1-α2│。

（2）确定弹性敷设曲率半径Rt ：1000D 及3242cos 13600D R αα-=的计算结果中的较大值即为弹性敷设曲率半径Rt 。

（3） 计算切线长度L（4） 计算弧长Aαπα••≅••=R RtA 01744.0180（5） 计算外矢距：Rt L Rt -+=E 22（6） 以管线拐点O 为坐标原点，计算弹性敷设圆心P 的坐标（a ，b ）。

油气管道的弹性敷设设计作者：商庆伟来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：在论述油气管道的弹性敷设时，应当确保管道自身强度和变形条件满足实际功能稳定性的需求，并在此基础上提供弯曲受热管道处理方式，以便整体油气管道运行环境安全。

在此期间，针对油气管道的弹性敷设设计应当明确计算依据的指向性，并将弹性挠曲线等因素融入到当前设计环境内部，这样才能够确保整体设计工作满足质量要求。

本文根据油气管道的弹性敷设设计的特性展开分析，在明确最小弯曲半径和管沟参数同时，期望能够为后续油气管道设计提供参照。

关键词：油气管道；弹性敷设；施工设计；方法分析1 油气管道的弹性敷设设计概述油气输送管道在平面走向改变处和竖面坡度、坡向改变处都会出现大量的转角点。

管线的转弯可利用工厂预制的冲压弯头或热弯弯头、现场弯管机冷弯的冷弯弯头和弹性弯曲的管道来实现；冲压和热弯弯头的弯曲半径范围分别为（1.5-4）D和（3～16）D。

由于弯头的转弯半径小，在较高温差压力作用下，弯头处会产生较大的应力；若埋深不够，弯头处管段的纵向稳定性也不易保证，因此在地下受热管线的弯头两侧一定位置处常需设置固定墩。

冷弯弯管的弯曲半径为（18～80）D.国外常利用冷弯弯管来实现长输管线在一般地段的转弯。

我国虽从国外引进了现场弯管机，但有此设备的施工单位不多。

管道弹性敷设具有许多优点：管道的应力分布均匀，不存在过高的峰值应力；管道基本上处于嵌固状态，不需设置固定墩；管线由直管道组焊取代弯头组焊施工方便。

但弹性敷设段管沟的形状或标高要严加控制，才能保证管线紧贴沟底。

在河流穿越管线或直接教设于浸水地段或沼泽地的管线，广泛采用弹性敷设实现管线转弯；而对一般地段的转角点，采用何种管道敷设方式，要综合考虑多种因素，如曲管应力大小。

管线的纵向稳定性、清管器的要求，场地条件等等经技术经济分析比较后确定。

2 油气管道敷设的最小弯曲半径分析最小弯曲半径根据管道的强度和变形条件确定，对上凸弹性弯曲管道，还要考虑纵向稳定性条件。

设计参数及计算方法一、燃气小时计算流量的确定燃气管道及设备的通过能力都应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。

小时计算流量的确定，关系着燃气输配系统的经济性和可靠性。

确定燃气小时计算流量的方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法。

1.不均匀系数法各种压力和用途的城市燃气管道的计算流量是按计算月的小时最大用气量计算的。

居民生活和商业用户燃气小时计算流量，计算公式如下：Q h＝（1／n）·Q a …………………………………………………………………3-①燃气小时计算流量（m3／h）；式中：Q h——Q a ——年燃气用量（m3／a）；n ——燃气最大负荷利用小时数（h）；其值n＝（365×24）／K m K d K hK m——月高峰系数。

计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比；K d ——日高峰系数。

计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；K h——小时高峰系数。

计算月中最大用气量日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比；居民生活和商业用户用气的高峰系数，应根据该城镇各类用户燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料，经分析研究确定。

当缺乏用气量的实际统计资料时，结合当地具体情况，可按下列范围选用。

月高峰系数取1.1～1.3；日高峰系数取1.05～1.2；小时高峰系数取2.2～3.2。

工业企业和燃气汽车用户燃气小时计算流量，宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料确定。

采暖通风和空调所需燃气小时计算流量。

可按国家现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ34有关热负荷规定并考虑燃气采暖通风和空调的热效率折算确定。

2.同时工作系数法在设计庭院燃气支管和室内燃气管道时，燃气的小时计算流量，应根据所有燃具的额定流量及其同时工作系数确定，计算公式如下：Q h＝K t（∑KNQ n）…………………………………………………………………3-②式中Q h—燃气管道的计算流量（m3／h）；K t—不同类型用户的同时工作系数；当缺乏资料时，可取K t＝1；K —燃具同时工作系数，居民生活用燃具可按表2-3-1确定。

城市燃气输配燃气管网水力计算(1)一、城市燃气输配燃气管网的水力计算概述城市燃气输配燃气管网的水力计算是指计算城市燃气管网中燃气流经管线时的燃气压力、流速等参数的过程。

燃气的输送过程中需要维持一定的压力和流量，以保证用户的正常用气需求。

城市燃气管网的水力计算是燃气输配领域的重要技术之一，对规划设计、施工和运营维护都有着重要意义。

在计算过程中，需要考虑多个因素和参数，如管道长度、管径、燃气密度和温度、燃气流量和压力等，综合分析并进行水力优化，才能保证燃气管网的稳定、高效运行。

二、城市燃气输配燃气管网的水力计算方法1.基本原理城市燃气管网的水力计算基于燃气流动的流体动力学基本原理，主要包括能量守恒方程、连续性方程和状态方程等。

其中，能量守恒方程主要用于计算管道中燃气压力的变化；连续性方程用于计算燃气的流量；状态方程用于计算燃气的密度和温度等参数。

2.计算方法城市燃气管网的水力计算可以采用多种方法和软件进行，如相似理论方法、管道特性法和CFD数值模拟等。

其中，相似理论方法和管道特性法是比较常用的计算方法。

相似理论方法是通过建立模型来模拟实际的管网系统，在实验条件下进行流场等参数的测量和分析，得出管网水力特性，以此来推导出实际管道的水力性能。

管道特性法是通过分析管道的特性方程和各个管道之间的相互关系，计算出燃气流经管道时的燃气流量、压力等参数。

3.优化方法城市燃气管网的水力计算还需要进行优化，以求得最优的燃气输送方案。

优化方法主要包括管道线路规划、管道直径选取、阀门设置等方面的优化。

在管道线路规划方面，需要考虑管道的布局和长度，以缩短输送距离和减少压力损失。

在管道直径选取方面，需要综合考虑输送流量、压力损失和管道的制造和安装成本等因素，以确定最适合的管径。

在阀门设置方面，需要根据不同用户的用气需求和管道的分布情况，合理设置阀门，调节管道压力和流量，在确保正常用气的前提下尽可能减小能耗和损失。

三、城市燃气输配燃气管网的水力计算应用城市燃气输配燃气管网的水力计算是燃气输配领域的关键技术之一，广泛应用于城市燃气管网的规划设计、施工和运营维护中。

设计参数及计算方法一、燃气小时计算流量的确定燃气管道及设备的通过能力都应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。

小时计算流量的确定，关系着燃气输配系统的经济性和可靠性。

确定燃气小时计算流量的方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法。

1.不均匀系数法各种压力和用途的城市燃气管道的计算流量是按计算月的小时最大用气量计算的。

居民生活和商业用户燃气小时计算流量，计算公式如下：Q h＝（1／n）·Q a …………………………………………………………………3-①燃气小时计算流量（m3／h）；式中：Q h——Q a ——年燃气用量（m3／a）；n ——燃气最大负荷利用小时数（h）；其值n＝（365×24）／K m K d K hK m——月高峰系数。

计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比；K d ——日高峰系数。

计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；K h——小时高峰系数。

计算月中最大用气量日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比；居民生活和商业用户用气的高峰系数，应根据该城镇各类用户燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料，经分析研究确定。

当缺乏用气量的实际统计资料时，结合当地具体情况，可按下列范围选用。

月高峰系数取1.1～1.3；日高峰系数取1.05～1.2；小时高峰系数取2.2～3.2。

工业企业和燃气汽车用户燃气小时计算流量，宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料确定。

采暖通风和空调所需燃气小时计算流量。

可按国家现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ34有关热负荷规定并考虑燃气采暖通风和空调的热效率折算确定。

2.同时工作系数法在设计庭院燃气支管和室内燃气管道时，燃气的小时计算流量，应根据所有燃具的额定流量及其同时工作系数确定，计算公式如下：Q h＝K t（∑KNQ n）…………………………………………………………………3-②式中Q h—燃气管道的计算流量（m3／h）；K t—不同类型用户的同时工作系数；当缺乏资料时，可取K t＝1；K —燃具同时工作系数，居民生活用燃具可按表2-3-1确定。