直埋热网管道固定支墩设计分析

直埋热力管道设计理论浅析摘要：根据直埋热水管道和直埋蒸汽管道的不同特性，介绍了两种管道的应力验算及强度计算，并对两种直埋热力管道的敷设方式和保温结构进行了分析比较。

关键词：直埋热水管道；直埋蒸汽管道；应力计算；保温结构1、概述国内外热力管道直埋技术的发展已经有 60 多年的历史。

随着高分子有机材料的发展，20 世纪 50年代初，国外开始研制预制保温管，采用聚氨酯泡沫塑料作保温材料，以高密度聚乙烯作为保温管的外壳。

由于这种保温管具有较好的防水性，因而可用于地下水位高、土壤潮湿的地区。

国内在 20 世纪 50 年代曾经采用浇灌泡沫混凝土的管道直埋敷设方式，20 世纪 70 年代采用沥青珍珠岩保温的热力管道直埋敷设技术。

1977 年对用沥青珍珠岩保温的直埋热力管道进行了无补偿直埋敷设实验。

20世纪 80 年代出现了两种新型的预制保温管：一种是保温结构为氰聚塑形式的预制保温管，一种是管中管形式的预制保温管。

目前这两种形式的预制保温管已大量生产，并广泛应用于城市供热管网及工矿企业。

近年来采用复合保温管结构的直埋热力管道也得到越来越广泛的应用。

随着我国“热电联产”的迅速发展，热力管道敷设方式有了重大变革，目前对150℃以下的热水管道，几乎全部实现直埋敷设，经过多年的研究开发和实际应用，技术已比较成熟和配套，并已有相应的技术规程做指导。

蒸汽管道直埋敷设近年来也得到了长足的发展。

经过多年的探索，现已出现理想的预制直埋式耐高温复合保温管，并探索出一整套科学的、实用的蒸汽管道直埋敷设设计方法和节点处理技术措施。

直埋热水管道和直埋蒸汽管道在设计、施工要求上均有很大不同。

本文从两种管道的应力验算、保温结构等方面进行分析和比较。

2、应力验算直埋热水管道和直埋蒸汽管道的应力验算均采用应力分类法［1］。

应力分类法的主要特点是将管道上的应力分为一次应力、二次应力和峰值应力三类，并采用相应的应力验算条件。

管道由内压和持续外载产生的应力属于一次应力，它是为了满足静力平衡条件而产生的。

热水直埋供热管网的设计天津市热电设计院 李春庆1 概述：国内外直埋技术的发展已有60余年的历史，由于直埋管道具有不影响环境美化、施工简便、工期短、维修工作量少的特点，因此特别是近三十年来热水供热管道直埋敷设发展迅速，相应形成了一整套直埋敷设的设计原理和计算方法。

80年代初，我国首次在一些城市的热网工程中采用从北欧国家引进的直埋保温管进行直埋敷设，经历了二十年的发展，无论在预制保温管的生产和安装技术上，还是在直埋供热管网的设计理论和方法上，我国的供热管道直埋技术都得到了飞速发展，直埋敷设现已成为我国城市热网的主要敷设方式。

早在70年代，北京煤气热力设计研究院就将当时已应用于火力发电厂汽水管道上的应力分类法推广到直埋供热管网上，其最显著的特点是对温度应力采用安定性分析，这样，直管段通常可采用既不预热也不补偿的无补偿冷安装方式。

然而，在80年代中，我国很多的直埋供热管网使用的都是从北欧引进的预制保温管，这样，很多设计单位也相应地采用了北欧的弹性分析法进行直埋管网设计。

采用弹性分析时，为保证管道始终处于弹性状态，直管段通常要采用设置补偿装置、预热或设置一次性补偿器的安装方式。

进入90年代，多年的直埋热网运行经验，让我国大多数设计人员认识到，在直管段对温度应力采用弹性分析的确过于保守，越来越多的设计人员开始应力分类法进行直埋管道的强度设计。

此时，北欧也已意识到这一点，1993年版的《ABB供热手册》中介绍了一种管道应力已超过弹性范围的冷安装方式，接着在1996年版的欧洲标准《区域供热整体式预制保温管的设计、计算和安装》和1997年为解释该标准而出版的《集中供热手册》中则明确地提出应力分类法。

1999年，在唐山市热力公司、北京市煤气热力设计研究院、哈尔滨建筑大学和沈阳市热力设计研究院等单位的努力下，历经六年的国家行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T81-98）颁布实施，标准明确规定了采用应力分类法进行直埋热力管道的强度设计，标准的颁布也标志着我国直埋管道设计理论进入了国际先进水平。

城镇直埋供热管道工程设计分析发布时间：2021-05-07T10:30:35.793Z 来源：《基层建设》2020年第34期作者：杨建[导读] 摘要：在本篇文章中，主要结合直埋供热管道发展情况对管道类型进行了重点论述，分析了直埋管道布设和敷设以及保温等多项技术要点，将城镇供热直埋热水管道的优势全面体现出来，经过分析得出，其产生的社会和经济效益极高，未来发展趋势良好。

乌鲁木齐热力工程设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000摘要：在本篇文章中，主要结合直埋供热管道发展情况对管道类型进行了重点论述，分析了直埋管道布设和敷设以及保温等多项技术要点，将城镇供热直埋热水管道的优势全面体现出来，经过分析得出，其产生的社会和经济效益极高，未来发展趋势良好。

关键词：城镇供热直埋；热水管道工程设计当设计城镇热力管网时，管道覆土深度非常浅的情况下，管道竖向稳定性将会被影响，以此引起管道表面凸出现象，严峻的情况下还会超出地面。

而管道覆土非常深的情况下，管道外护管表面具体温度提升，不符合相关要求。

基于此，要想保持表面温度处于正常状态，就需要加强对管道保温层厚度的控制力度，降低安全隐患出现概率，在掌握设计管道埋深要点的基础上实施相关作业。

1、对于直埋供热管道发展的论述当前阶段，供热管道地沟敷设期间还存在着诸多的问题，为了将该项问题有效解决，国外结合实际情况对供热方式进行了重点研究，使用直埋敷设代替地沟敷设的供热方式，该项方式由于效果良好，被广泛引进到了各个国家中，同时为了增强直埋供热管线的安全性，还引进了有关的渗漏报警检查系统。

供热管道直埋技术的应用掀开了新的篇章，同时很多区域内还使用了聚氨酯泡沫喷涂保温、涂沥青方式直埋敷设供热管道，不过其也面临着一系列问题，具体表现为无法有效掌握聚氨酯发泡的配料比例，质量得不到保障，空隙非常大，强度不高。

通过相关探究来看，自从热水直埋保管技术在我国得到了全方面发展之外，直埋敷设方式逐渐成为了热水供热管网中非常重要的一种模式。

关于室外直埋管固定墩选择的计算室外直埋保温管热胀冷缩补偿工艺中，《施-S-04-02市政管线设计说明5.3附件》要求：敷设在市政管沟内的热水管每隔75米设复式拉杆式轴向型不锈钢波纹补偿器；组团内热水管道在地下室外边沿设不锈钢球形伸缩器；其工作压力应与所在管道工作压力一致。

其它部位热水管道采用“门”形补偿器和管道敷设的自然弯曲吸收管道的自然变形。

直埋管道的“门”形补偿器设置时需同时配合设置固定支架、固定墩，可据各直埋管的规格，计算各单管推力后，依据《05R410 热水管道直埋敷设》确定固定墩尺寸。

下面以“不锈钢无缝管57*3”为例，进行单管推力计算。

根据《CJJ ／T81-98城镇直埋供热管道工程技术规程》附录E 确定，单管推力以max H=F l N +计算。

其中：max F ——轴线方向每米管道的摩擦力（N/m ）；N ——管道工作循环最高温度下，锚固段内的轴向力（N/m ）；一、 抗外压稳定临界压力Pcr （Mpa ） 依据《水电站压力钢管设计规范 DL t5141-2001》，1.70.25612t P cr s r δ=（）其中：Pcr ——抗外压稳定临界压力，Mpa ； t ——钢管壁计算厚度，mm ；r ——钢管内半径，mm ；s δ——钢材屈服点，Mpa ；查《水电站压力钢管设计规范 DL t5141-2001》中表6.1.4-1可知，s δ=235 Mpa 。

故：323563.0225.51.70.25612MPa P cr ⨯==⨯（）（） 二、 径向均布外压力标准值ok P （Mpa ）依据《水电站压力钢管设计规范 DL t5141-2001》，K P P c cr ok= 其中：K c ——抗外压安全稳定系数，1.8；则：P ok =35.01（Mpa ）三、 钢管管壁环向应力t σ（Mpa ）依据《水电站压力钢管设计规范 DL t5141-2001》，ok P r tt σ∙=- 其中：Pcr ——抗外压稳定临界压力，Mpa ； t ——钢管壁计算厚度，mm ；r ——钢管内半径，mm ；P ok ——径向均布外压力标准值。

直埋供热管道设计探讨摘要为更好地利用《城镇直埋供热管道工程技术规程》指导工程设计，本文按照规程的思路框架，结合实际工程的设计步骤，采用规程中的简化公式，对实际管道系统中的直管段（包括过渡段、锚固段）、转角管段（弯头）、三通支管进行分析计算。

对于满足规程验算条件的直管段，完全可以无补偿敷设；当不能满足规程验算条件时，管道必须全部布置成过渡段，此时采用有补偿敷设。

对于转角管段，只要合理确定长短臂长，就可以保证弯头的安全。

三通是热网中最脆弱的部位，应根据设计条件采用经济合理加固方案。

关键词直埋供热管道有补偿无补偿0 引言城镇直埋供热管道敷设方式同传统的地沟敷设相比具有占地少、施工周期短、维护量小、寿命长等诸多有点，非常适合城市建设的要求，随着《城镇直埋供热管道工程技术规程》（以下简称为规程）发布，技术已经很成熟，实际运用也越来越广泛。

1概述规程适用条件适用的供热介质温度≤150℃、公称直径≤DN500的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。

这里对适用条件提出了两个界限，即温度界限和管径界限。

在规程总则的条文说明中给出了详细的解释，温度条件是设计热网经济性和安全性的重要参数，针对的是预制保温管的保温材料耐温能力、使用寿命，另外根据现有理论在强度方面这个温度也是安全的；采用管径界限是因为现有的试验数据只有DN500以下的资料，另外规程中在强度计算、管道热伸长计算中对荷载做了简化，对小管径误差不大，对大管径而言计算结果会有较大偏差，是不安全的。

在使用本规程时必须满足其适用条件。

直埋敷设方式一种是有补偿敷设方式，一种是无补偿敷设方式。

无补偿敷具有投资省、工期短和施工简便的优点，因此在满足管网安全的前提下，要优先采用无补偿敷设方式。

近几年来的工程实践中应用的越来越多。

2管网的布置和敷设在确定了各单体建筑的入口之后，结合管网综合图来布置管线，满足热力管道与其他管线的间距要求。

管网的其他要求如管道覆土深度、排气泄水、分支管三通弯头的保护、阀门附件的要求等详见规程中的具体要求。

埋地热输管道结构分析及固定墩优化设计系列程序简介
崔孝秉;张宏;石临嵩;杨祖佩
【期刊名称】《油气储运》
【年(卷),期】1989(8)2
【摘要】目前我国原油输送、城市供热等行业中大量使用埋地热输管道。

如何合理、经济、安全而又方便地设计埋地热输管道是我们面临的重大课题。

自1976年以来,我们一直从事于埋地热输管道强度方面的研究,建立了一套埋地热输管道热胀强度理论计算公式,并与有关单位合作,做了大量的模拟试验和工业试验,对理论分析进行了验证。

近年来,随着计算机的广泛应用,为了使科研成果更好地用于生产实际,为此编制了一系列计算程序。

【总页数】4页(P61-64)
【关键词】埋地热输管道;管道结构;固定墩
【作者】崔孝秉;张宏;石临嵩;杨祖佩
【作者单位】石油大学;管道科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U173
【相关文献】
1.直埋热力管道固定墩优化设计 [J], 张鹏
2.城市热力管道直埋固定支墩优化设计 [J], 艾克曼;陈吉荣
3.埋地长输管道固定墩腐蚀的分析 [J], 熊锦林
4.谈直埋供热管道固定支墩的优化设计 [J], 王琴
5.埋地原油热输管线中混凝土固定墩的优化设计 [J], 崔孝秉;岳伯谦
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蒸汽管道直埋敷设设计的探讨杨平修高远摘要：探讨蒸汽管道直埋敷设和补偿、固定墩设置防滑移及倾覆、系统的排汽和疏水关键词：蒸汽管道直埋敷设固定墩防滑移和倾覆排气和疏水0．引言蒸汽直埋管道敷设已被广泛的应用于城市热力网设计，下面笔者就设计、协助热力公司进行现场热力系统调试中，对蒸汽管道直埋敷设遇到的问题进行探讨。

在蒸汽直埋管道工程设计过程中，应根据热负荷的大小和发展情况，按照蒸汽的压力、温度和地形、土壤结构等因素进行设计计算、选择管材及保温结构，设置补偿器和控制阀门以及排汽阀、疏水阀，布置直埋管道固定支墩。

1．蒸汽管道直埋敷设和补偿（1）蒸汽管道的直埋敷设蒸汽管道直埋敷设主要为城市热力管网的热源管道，目前常用的预制直埋保温管最高运行温度为140℃，蒸汽压力小于0.3MPa。

压力大于0.3MPa的蒸汽直埋保温管道，其保温应根据介质温度采用五层高温复式保温结构形式，由工作钢管向外分为硅酸铝减阻层、硅酸钙瓦高温隔热层、铝箔反射层、聚氨脂保温层及高密度聚乙烯保护层。

其技术指标必须符合《高密度聚乙烯外护管聚氨脂泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114的要求。

蒸汽管道采用直埋敷设与传统的地沟敷设相比具有占地少、不需砌地沟、不需做防水工程、施工周期短等优点，在保证施工质量的前提下，直埋敷设在地下的蒸汽管道维护工作量小，直埋敷设的蒸汽管道使用寿命可达40～50年，而地沟敷设的蒸汽管道使用寿命仅20年。

由于复合保温埋地蒸汽管各保温材料与管道紧密结合，没有缝隙，保护层也是严密的，加上土壤也起保温作用，减少热损失，节能效果好，很适合城市热力建设的需要。

（2）直埋蒸汽管道的补偿埋地蒸汽管道分有补偿敷设和无补偿敷设两种，无补偿埋地管道适用距离较短，平面、立面管道转角较多，且可通过转角管段达到自然补偿。

有补偿敷设的蒸汽埋地管道常用的补偿器有直埋外压式波纹补偿器和直埋全密封防腐波纹补偿器。

在设计中应注意，在主直干管上宜选择直埋外压式波纹补偿器，应成对布置，且应法兰连接。

管道支墩施工方案
一、前言
管道支墩，作为管道建设的重要组成部分，直接关系到管道的稳定性与安全性。

因此，合理的管道支墩施工方案对于管道工程的顺利进行具有重要意义。

本文将对管道支墩施工方案进行详细介绍。

二、管道支墩施工方案的重要性
管道支墩作为管道的支撑节点，不仅承担着管道的重量，还需要抵抗外部环境
的影响，保障管道的正常运行。

因此，科学合理的管道支墩施工方案对管道的稳定性、安全性具有重要意义。

三、管道支墩施工方案的关键步骤
1. 方案设计
在进行管道支墩施工前，首先需要进行详细的方案设计。

其中，需要考虑到管
道的类型、地质环境、荷载情况等多方面因素，以确保支墩的稳定性和承载能力。

2. 材料选用
管道支墩施工所需材料的选用也至关重要。

应选择质量稳定、强度高的材料，
以确保支墩的稳固性和耐久性。

3. 基础施工
支墩的基础施工是管道支墩施工中的重要环节。

在施工过程中，需要保证基础
的平整度和承载力，以确保支墩的稳定性。

4. 支墩搭设
支墩的搭设是管道支墩施工的最后一道工序。

在搭设过程中，需确保支墩的垂
直度和水平度，以确保支墩的稳定性和安全性。

四、总结
管道支墩施工方案的科学合理性直接关系到管道建设的质量和效益。

因此，在
进行管道支墩施工时，应根据实际情况制定相应的施工方案，确保支墩的稳定性和安全性，从而保障管道的正常运行。

以上就是关于管道支墩施工方案的简要介绍，希望对您有所帮助。

关于热力管道固定墩泄露利用声学定位效果分析摘要：现阶段，面对现代化城市要求的节能减排、节能降耗等趋势，集中供暖已经成为城市供暖的主体趋势。

本文主要通过研究热力管道漏水，采用相关仪等设备，来具体实施精确的查找管道漏水点的位置，探讨热力管道利用相关仪设备检测时的异常情况分析、技术存在的问题与建议等。

关键词：热力管道；相关仪；一、二次主管网；分支管线1、热力公司的发展及现状随着现代化城市的不断建设，城市集中供暖已经成为城市供暖的主体趋势。

新疆在建房地产项目在政府相关单位报备时，政府相关单位会根据房产小区的具体位置与规划部门、设计部门、房产单位、附近热源的热力公司等进行沟通，确定该新建小区的供暖方式（集中供暖、电采暖、壁挂炉等）等。

在满足对城市环境保护的前提下，对市场提出需求，用以保障该新建小区居民的供暖保障。

对于热力公司而言，随着城市不断的在建设，市场不断在完善，很多以前存在的问题，必须进行精细化管理，热力管网漏水就是其中之一。

城市热力管网铺设大部分属于直埋铺设，而面对直埋管线，漏水点的精确查找将是疑难杂症。

2、查漏相关仪等设备查漏相关仪等设备分为三部分：多功能声学泄露定位相关仪、听漏仪、管线定位仪等。

多功能声学泄露定位相关仪工作原理为：通过与管道连接设备，测量两个探头发出的噪声信号的时间延迟，从而计算泄漏点相对于探头的位置距离。

听漏仪工作原理为：通过听漏设备对地面发出的信号波及噪声值，根据设备反馈不同的声音，来判断该位置是否为漏水点。

管线定位仪工作原理为：将设备连接装置放置在管道上，通过设备不断的发出信号波，根据设备反馈的信号来判断具体管线的位置。

这三套设备连在一起使用，将会使查找漏水点的位置更精确与准确。

3、设备的操作、漏水点的分析及判定位置热力公司采用的是瑞士Log3000 功能声学泄露定位相关仪，该设备拥有2台发射机（A点为红色，C点为蓝色）、1台接收机、1台电脑等设备，将2台发射机探头分别放置在管网的两侧位置，探头会记录管道中的泄漏噪声并将其传输到发射机，发射机通过无线电将这些信号转发到接收机，然后接收机通过蓝牙将信号发送到电脑，相关仪软件评估这些信号并确定泄漏位置。

直埋供热管网工程设计两种计算方法的对比分析直埋供热管网工程设计两种计算方法的对比分析一、问题的提出近年来，随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，作为城市基础设施的集中供热工程，也逐渐从锅炉房集中供热向热电厂区域供热型式转变，由此带来一次网规模不断扩大，主干线管径也从最初的DN450~500增长到了DN800~DN1000，甚至达到DN1200。

与此同时，供热管网的敷设方式也架空、地沟方式逐渐转向预制直埋敷设。

直埋供热管道分为无补偿直埋敷设和有补偿直埋敷设。

无补偿直埋敷设又可分为冷安装无补偿、预应力无补偿。

预应力无补偿有分为机械拉伸、敞槽预热、一次补偿等多种形式。

预热方式又分为热水、热风和电热等。

在直埋供热管网设计过程中，选择有补偿还是无补偿是经常被讨论的事情。

如何确定和取舍对整个工程的经济性影响较大。

目前，国内设计单位有两种意见，一种基于弹性理论分析，不认可管网可以发生任何塑性变形，并基于此进行直管段的补偿计算；另一种是欧洲上世纪70年代出现的基于弹塑性理论分析，允许管网发生有限塑性变形，并按应力分类进行安定性条件判定，并基于此进行补偿计算。

上述两种方法简单来说就是，基于弹性理论分析方法，对于供水温度大于80℃的长直管道段，均不允许出现锚固段，也即要求管网设计必须考虑补偿装置，补偿器间距随管径变化，约为100~200米一处；基于安定条件分析方法，对于供水温度大于140℃的长直管道，才不允许出现锚固段，这对于一般的供热管网来说，已经足够。

也就是说，按照弹塑性分析方法，进行供热系统设计，可以按无补偿设计（一般一次网供水温度130以下，二次网则更低）。

本文以下部分在阐述上述两种基本方法的基础上，从工程设计角度对其不同点进行对比分析，并提出在设计过程中应注意的问题及解决办法。

二、直埋管的应力验算2.1稳定性分析（1）整体稳定性分析：直埋管最小覆土深度应满足垂直稳定性要求，一般而言，大于DN700的直管道不必从垂直稳定性考虑限制其埋深。