1、1 总则中华人民共和国石油天然气行业标准原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范跨越工程批准部门:中国石油天然气息公司批准日期:19980426实施日期:19980801SYjT 0015.2-199S 代替SYJ15-. 1985 1.0年1为了在煤油和天然气输送管道跨越工程设计中贯彻执行国家的有关方针政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规范，1. O. 2 本规范适用于地震基本烈度小于或等于9度地区的原油和天然气输送管道跨越人工或天然障碍物付可流、湖泊、沼泽、冲沟、水库、铁路、公路等)的工程设计。1. O. 3 原油和天然气输送管道跨越工程设计应遵守下列原则zi 处理好与
2、输油、输气管道线路工程的衔接，与铁路、公路、河流户城市及水利规划的相互关系;2 采用先进技术，吸收国内外新的技术成果s3 优化设计方案，确定最佳跨越点的位置及最佳跨越结构型式。1. O. 4 管道跨越工程设计除应符合本规范外.尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。2 术语2. O. 1 管道跨越工程pipeline aerial crossing engineering 原油和天然气输送管道从天然或人工障碍物上部架空通过的建设工程。2.0.2 梁式管道跨越gird盯ppelineaerial Clossing 以输送管道作为梁的跨越。2. O. 3 n 形刚架管道跨越11 -type fra
3、me pipeline aeral crossing 以输送管道构成日形刚架的跨越。2.0.4 街架式管道跨越trusS pipeline aerial crossing 以输送管道和其他构件组成将架结构的跨越.2.0.5 轻型ffi架式管道跨越light truss pipeline aerial crossing 以管道作为上弦杆、钢索作为下弦杆组成托架结构的跨越。2.0.6 单管拱跨越single- line arch type pipeline crossing 以单根输送管道作成拱形的跨越.2.0.7 组合管拱跨越pipe- build up arch type pipeline a
4、erial crossing 以输送管道及其他构件组成拱形的跨越。2.0.8 悬缆式管道跨越suspended cable and pipeline aerial crossing 输送管道以悬垂形状吊挂在承重主索上的跨越。2.0.9 悬垂式管道跨越uspended ppeline aerial crossng 输送管道以悬垂状构成自承式的跨越。2. O. 10 岩、索式管道跨越suspension cable type pipeline aerial crossing 189 SY/T0015.2一1998输送管道以平直形状吊挂在承重主索仁的跨越。2. O. 11 斜拉索管道跨越obliqu
5、ely-cable stayecl pipeline aerial crossing 输送管道用多根斜向张拉钢索连结于塔架和锚固墩上的跨越。2. O. 12 管桥上部结构pipeline bridge upper structure 管桥架空部分的总称，即管桥支座以t或从管拱起拱线以上的结构部分。2. O. 13 管桥节部结构pipeln( brdge understructure 管桥上部结构支承结构部分的总称，即塔架、桥墩、基础、铺固墩等。2. O. 14 主跨mam span 管道跨越工程的主要跨越管段。2. O. 15 弹性失效lasticity falure 结构或构件在撤去作用的全
6、部荷载时，结构或构件不能恢复到初始的形状与尺寸。2. O. 16 塑性失效pl臼ticityfailure 结构或构件在荷载作用时，荷载不增加而出现不符合弹性规律的塑性变形。2. O. 17 安定性stability 结构或构件在荷载作用若干循环以后，没有出现弹、塑性或递增的非弹性变形。2. o. 18 疲劳分析fatigue analysis 结构或构件在规定的作用重复次数和作用变化幅度下所能承受的最大动态应力的分析。2. O. 19 风振wnd vibration 在风力的动态作用下引起的管桥动力响应。3 基本规定3. O. 1 管道跨越工程应按跨越所处地理环境条件划分为甲、乙两类，甲类为
7、通航河流跨越，乙类为非通航河流及其他障碍跨越。3.0.2 管道跨越工程应按表3.0.2中条件之划分等级。表3.O. 2 管道路越工理等级工程等级总跨t是度(m)主跨长度(m)大型注目。注150中型注100-GB/T5117、低合金钢焊条GB/T5118、熔化焊用钢丝)GB/T14957的有关规定。4.2 荷载及荷载效应组合4. 2. 1 管道跨越设计时，应考虑永久荷载、可变荷载、偶然荷载、试压荷载、施工荷载及地震作用效应。1 永久荷载应包括输送管道、钢丝绳、塔架、基础、锚固墩、栏杆及走道板、连接件、防腐及保温层等结构自重，并包括输送介质及管内凝集液重量、输送介质压力等g2 可变荷载应包括清管荷
8、载、检修荷载、冰雪荷载、裹冰荷载、风荷载、充水荷载、温度应力、洪水冲击荷载及流水压力、水浮力、冰压力等荷载;3 偶然荷载应包括船或漂流物的撞击力及断线荷载$4 试压荷载应符合本规范表5.3. 2的规定:5 施工荷载应包括施工中临时起吊设施及操作人员荷载、吊装和管道发送产生的冲击荷载$6 地震作用效应应考虑水平地震作用效应和竖向地震作用效应。4.2.2 荷载效应组合应按不同阶段进行组合，即施工阶段、使用阶段、试压阶段、清管阶段，按最不利组合进行设计计算。4.3 管道跨越结构型式选择及几何尺寸确定4. 3. 1 选择管道跨越结构型式时，宜将输送管道作为结构体系杆件之一。4.3.2 根据跨度、管径，
9、以及河床水文、地质条件，管道跨越的结构型式可分别选用梁式、口形刚架、单管拱、组合管拱、轻型托架、街架、悬垂、悬缆、悬索、斜拉索等结构型式(见附录A)。4. 3. 3 确定管道跨越的跨度时，除应考虑跨越结构受力条件和桥墩(支墩)的稳定性外，尚应考虑施E场地和其他条件。192 SY/T 0015.2-1998 4.3.4 选用悬垂、悬缆、悬索、斜拉索等结构型式的大、中型管道跨越，宜采用对称结构，且边跨长度不宜小于中跨长度的2/5，4.3.5 大型斜拉索管道跨越的斜拉索宽对称于塔架布置，并分散悬挂(或固定)于塔的两侧，最外一根斜拉索与管道水平夹角不宜小于22004.3.6 管道跨越的支承结构最高洪水
10、位以下部分，宜采用混凝土或钢筋混凝土结构。4. 3. 7 大型管道跨越的锚固墩，宜采用重力式混凝土或钢筋混凝土结构。4. 3. 8 在架空管道的两端应设防护栏或值班守卫室等防范设施。4.4 输送管道强度及稳定性计算4. 4. 1 管道输送介质内压引起的环向应力按式(4.4.)计算。唔=主主28 式中:叫管道输送介质内压引起的环向应力(MPa); d 管道内径(mm); 管道壁厚(mm); 户管道输送介质内压(MPa)。4.4.2 管道的轴向应力计算l 管道输送介质内压引起的轴向应力按式(4.4.2-)计算。.1 = O. 5h 式中，1管道输送介质内压引起的轴向应力(MPa); h 管道输送介
11、质内压引起的环向应力(MPa), 2 桥面荷载效应组合引起的弯曲应力按式(4.4.2-2)计算。M dzw 式中:.2桥面荷载效应组合引起的弯曲应力(MPa); M 桥面荷载效应组合产生的弯矩(N m); W 管道净截面抵抗矩(cm)。3 管道悬垂引起的轴向应力按式(4.4.2-3)计算.4ED f . . ,_, 予L.X 10-. 式中z.1管道悬垂引起的轴向应力(MPa); E 钢材弹性模量(N/mm);D 管道外径(mm); / 垂高(m); _-跨度水平长度(m)。4 拉索引起的轴向应力按式(4.4.2-4)计算。式If:J 10的规定执行。混凝土保护层厚度不成小于35mm.裂缝宽度
12、不应大于队2mm ., 4.9 地基与基础设计4. 9. 1 管道跨越工程的水文、工程地质勘测报告应满足管道跨越工程设计需要回4.9.2 在地震基本烈度为7度及7度以上的地区建设管道跨越工程时，应查叨地基杏元液化土层，并按现行国家标准建筑抗震设计规范)GBJ11的规定进行液化判别和确定地基的液化等级。4.9.3 管道跨越工程基础型式应根据工程地质、水文地质、管道跨越结构型式和施工条件等各种因素进行选择。4.9.4 管道跨越工程在满足地基强度和变形要求的前提下。基础埋深应符合下列规定:1 摹础理深应满足抗滑移、统倾覆要求;2 、吁基础设置在冻土层中，基底应埋置在冰冻线以下。不小于0.3m; 3
13、当基础设置在冲刷稳定层中，除岩石地基外.基底埋置在设计冲刷线以下，大型管道跨越工程不应小于2fll.中型管道跨越工程不应小于1.5 m，小型管道跨越工程不应小子1m; 4 当基础设置在岩石地基上时，应清除风化岩层，根据基岩的抗冲刷能力和承载能力将基底嵌入岩石一定深度。4.9.5 管道跨越工程各类基础应根据各种荷载组合和地基条件，按现行国家标准建筑地基基础设计规地)GBJ7的规定进行地基承载力、基础沉降及基础自身的强度和稳定计算。4.9.6 地基基础的抗倾覆与抗滑稳定性按式f9.6-)、式(4.9.6-2)汁算。式中，FR滑一-抗滑动力zF晴-滑动力;K楷二抗滑稳定性系数pMJ，哺-抗倾覆力矩5
14、Ms.，-倾覆力矩;K倾-一扰倾覆稳定性系数。4. 10 抗震设汁K. 如1. 3 .lS罚K倾=悖E注1.5Hl睛4. 10. 1 各类管道跨越工程抗震设计应符合下列规定z(4.9.6-) (4.9.6-2) l 在抗震设防烈度为7度及7度以上时.地震对大型管道跨越工程的作用，应拨专门研究的地震动参数计算。2 地震对其他各类管道跨越工程的作用，应按本地区的地震基本烈度计算。地震基本烈度为6度及6度以F时，可不作地震作用计算。3 管道跨越工程应采用相应的抗震措施。4. 10.2 抗震结构应符合下列规定:l 结构应有明确的传力体系和合理的地震作用传递途径$2 宜设置多道抗震防线6197 SY/T
15、 0015.2-1998 3 应具有必要的抗震强度、良好的变形能力和减震能力。4. 10. 3 管道跨越工程结构的抗震计算和构造措施应符合现行国家标准GBJ11，(构筑物抗震设计规范)GB50191的规定。4. 11 防腐和保温4. 11. 1 管道跨越工程所用的钢管及其他钢材，其表面应采用耐环境腐蚀、耐日晒、耐寒、抗紫外线作用的防腐涂层。构件设计中应避免难于检查、清刷、积留湿气或灰尘的死角和凹槽。4. 11. 2 管道跨越工程所用的钢丝绳，其表面油膜及污泥必须洗刷干净，并在钢丝绳及索具表面包扎或热涂防腐保护层。采用的防腐材料必须是在当地气温条件下高温不流淌，低温不龟裂，为不含酸、碱的中性材料
16、，并与钢丝绳秸结性能良好。4. 11. 3 全部索具连接件(包括主索夹板、花篮螺栓、U型拉环、滑轮、索鞍、拉杆螺栓等)，待安装、调试完毕后，均应涂防腐油，并用自交联和胶带密封包裹，防止雨水侵蚀。4. 11. 4 输送工艺要求保温时，跨越管段应选用保温性能良好、重量轻的保温材料，并在保温层表面设置防水保护层。5 施工技术要求5. 1 跨越管段组装5. 1. 1 管段加工前，应对其长度和口径进行选配，每根钢管最小长度不宜小于8m，钢管外径的允许偏差应为士3.0mm，管壁厚度的允许偏差为壁厚的土10%。5. 1. 2 管子坡口加工型式及尺寸应符合表5.1.2的规定。玻5.1. 2 雷子搜口加工型式及
17、尺寸式壁厚8焊接间隙b钝边P坡II角型方式(mm) (mm) (mm) 7 上向焊1. 5-2.5 1.01.5 60。土507 下向焊1.01.5 1. 0- 1. 5 600工5n713 上向焊2.0-3.0 1. 5-2.0 60+扩7-13 F向焊1.52.0 1. 0- 1. 5 60 +.。b 13 上向焊2.53.5 1.52.0 60。工5013 下向焊1.52.0 1. O1. 5 60工505. 1. 3 管道组装时，应准确测量管段长度，并应按设计指定位置上焊接牛腿或其他连接件，标出明显编号，施工中注意随时检查纠正。5. 1. 4 对接组装时，两管的纵向焊缝(包括弯头的纵向
18、焊缝)必须错开，间距不得小于100mm, 5.2 跨越管段焊接与检验5. 2. 1 施工单位应根据设计文件及国家现行标准油气管道焊接工艺评定方法)SY 4052的规定进行评定后方可施焊。5.2.2 焊件的预热和焊后的热处理应根据材料的机械性能、化学成分、焊件厚度、焊接条件以及气候条件等确定。5.2.3 当焊接两种具有不同预热或不同焊后热处理要求的材料时，应以其中要求较高的材料为准。5.2.4 焊接时的最低环境温度，低碳钢应为一20C，低合金钢应为15 C，低合金高强度钢应为5C。198 SY/T15.2一19985.2.5 焊接时遇到雨雪天、风速超过8.0m/s、相对湿度超过90%等情况，必须
19、采取有效防护措施。5.2.6 焊缝焊完后，应及时进行外观检查，对外观质量检验不合格者不得进行元损探伤检测，焊缝外观质量检验应符合国家现行标准石油天然气管道跨越工程施工及验收规范)SY 4070的规定。5.2.7 焊缝进行无损探伤检测应符合下列规定:l 跨越管道的环向焊缝应进行100%的射线探伤。2 对用射线探伤难度大的个别环向焊缝部位，经有关部门共同商定可用超声波探伤代替射线探伤，但其数量不得超过管道环向焊缝总数的10%。1 射线探伤应按现行国家标准钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级GB/T 12605的规定执行，合格级别为E级。超声波探伤应按现行国家标准钢焊缝子工超声波探伤方法和探
20、伤结果分级)GB/T 11345的规定执行，合格级别为I级。5. 3 试压和清管5. 3. 1 试压和清管应在管道组装、焊接、检验合格后进行。管道的整体吹扫、试月二和清管应在跨越管道全部完成后进行。5.3.2 试压介质宜用水或空气，试验压力及合格标准应符合表5.3. 2的规定。表5.3. 2 试验压刀、稳定时间及合格标准项管段试压整体严密性试验目强度试验严密性试验卜一介质7)(或空气试验压力1.5户设1.0户提1.0设稳压时间4 h 8 h 24 h 合格标准无异常变形、无渗漏无渗漏t，1% 注:户以为设计压力(MPu)。4户(1一岳母)x100 (5.3.2) 式中，6，户压降率(%); 1
21、日试验开始时管内介质热力学温度(K); 丁终一试验终r时管内介质热力学温度(K), 户始试验开始时i卖表值(MPa); 阳试验终了时读表值(MPa)。5.3.3 强度试验压力应均匀缓慢上升，当试验压力大于3.0MPa时，宜分三次升压，即压力分别为30%、60%的试验压力时，应分别稳压30min，并对管道进行全面检查后方可继续升压至最终试验压力也采用空气介质试fk时，每小时升压不得超过1.0 MPa。在稳压期间若发现有渗漏异常情况，应泄压修理，经检验合格后，重新按规定进行试压，直到合格为止。5.3.4 严密性试验应在强度试验合格后，将管内压力降到设计压力，待管内介质温度和管道周围大气削度均衡后，
22、按表5.3.2的规定进行严密性检查。5.3.5 管道分段试压前，应清除管内泥土、杂物等，整体试压前还必须进行清管作业。用水清管时，水的流速不得小于11.5 m/s;用空气清管时，出口处空气流速不得小于20m/s.直到扫尽脏物为止。5.3.6 大、中型跨越工程与线路管道连通前，应设临时清管收发设施和放空口，严禁将线路管道内的脏物和职水在跨越管道上通过。5.3.7 用水试压时，应在跨越管道的管顶最高点设排气阀。5.3.8 输送热汹的管道跨越工程，在通泊前应进行热水试验，经检查各节点变位正常后才通油输送。199 SY/T 0015.2-1998 附录A各种跨越结构型式示意图/ l 图Al梁式管道跨越图A2. rr形刚架管道跨越图A3单管拱跨越/ I / 图A4组合管拱跨越图A5轻型托架式管道跨越图A6衔架式管道跨越a I 1 b 图A7悬垂式管道跨越a 十图A8悬缆式管道跨越200 SY/T 0015.2-1998 L l h J 图A9悬索式管道跨越 I b 图AIO斜拉索管道跨越。l 户图All斜拉索愚索组合跨越201
