长输管道弹性敷设技术的现场应用及分析摘要：一条长输管线，除了受到地形、地貌的限制外，地方政府的规划、地面 障碍物类型及数量、工农关系等因素制约着管线走向，从而存在有大量的弯转 要实现管线的弯转除了采用热煨弯头和冷弯管外，还可使管道在其弹性限度内弯 曲以满足敷设要求，受管件供货周期，现场运输条件、作业流动性等影响，可采 用弹性敷设代替管件实现弯转，即利用管道自身的弹性变形实现管道的弯转，进 行管道的敷设关键词：弹性敷设；长输管道；分析应用1 弹性敷设的定义 管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形，在施工中利用这种变形，改变 管道走向或适应调和变化的管道敷设方式叫做弹性敷设弹性敷设分为平面弹性敷设及纵向弹性敷设2 弹性敷设的优势热煨弯头及冷弯管的制作对制作设备、人员、技术等方面提出了较高要求， 影响所需管件按期到货有诸多影响因素，如运输量、运输环境、制作周期及现场 二次倒运等，往往供货不及时，无形中增加了管道连头数量2.1 成本方面，不仅连头上增加了成本，而且弯头、弯管的运输成本也要比直 管高出许多；2.2 施工进度方面，弹性敷设在施工中可根据现场情况就地取材、随取随用， 可保证作业的连续性；2.3 施工难度方面，由于弹性敷设节约了管件，故减小了施工难度。
2.4 受力方面，弹性使管道受力良好，也减小了温度变化引起的管道疲劳危险 点数，提高了管网系统的使用年限3 存在的缺点3.1 对于大管径管道，曲率半径达到几百米，安装空间限制了弹性敷设的角度 大小3.2 若要完成一个大角度的弹性敷设，必将花大力气重新放线对调整作业带， 此时就需要当地政府部门对地面附着物进行重新清点确认，耽误施工进度3.3 管沟成形时需要开挖成一条曲线，这样增加了施工难度也增加施工成本， 不如直接安装一个热煨弯头来得经济、方便3.4 由于弹性敷设的距离过长，转角桩变得不明显3.5 弹性敷设管材间角度变化较小，弹性敷设的起止点不明显，施工现场从管 材布管到组对焊接过程难以精确控制3.6 对生产中的管件存在材料浪费的风险3.7 弹性敷设段由于曲率半径大，每根管的偏转角度小，在满足技术规范要求 的条件下，现场实际放线测量及施工存在一定难度4 分析及计算4.1 曲率半径的规范要求计算《输气管道工程设计规范》（GB 50251—一2003）第4.3.14条规定：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沿应大于管道在自重作用产生曲线的曲率半径，其 曲率半径按下式计算：式中f—弧形管沟的最大挠度，m；L—弧形管沟的弦长，m； p —弧形管沟的曲率半径，m。
假定M、N以外的管线为直线形状，则管道在M、N点的支撑情况均可视为 铰支，则f可用正式求得：将（5）（7）计算得的值比较，并取大者，则以此曲率半径开挖的管沟，可 使管道靠自重能与沟底贴合，同时也满足管道的强度要求设计中为节约管材、方便施工，分割管段时除应考虑满足管道弹性弯曲应力 强度条件要求的每两个相临直管段转角限制外，应尽量使每个直管段长度控制为 12的倍数（直埋预制管道标准长度一般为每根12m）图2为弹性弯曲管道曲率半径R、转角8、直管段L数学关系模型，根据图2, 满足管道弹性弯曲应力强度条件要求的管段最大转角按下式计算：6 影响 在纵向弹性敷设穿越沟渠时，管沟若不做加深处理则会造成埋深不足的危险 在横向弹性敷设时，作业带的变更前后差异大，容易造成超占地现场现象7 要注意的几个问题7.1 水平与纵向角，一般用圆形曲线（即同一曲率半径）来控制对于叠加曲 线，首先控制水平角的曲线，再控制纵向角的曲线，让水平与纵向的两曲线相叠 加，自然确定叠加曲线7.2 为保证管道弹性敷设贴沟底，必须严格按照设计要求放线，严格控制挖深， 要分段组焊管段而切忌焊接成一条“长龙”否则，敷设时管道大段悬空，使管子 承受附加弯矩，严重者造成隐患。
7.3 纵向弹性敷设时，若管道向上弯曲，则应注意计算后的最浅埋深必须大于 等于设计最小埋深7.4 纵向弹性敷设时，若管道向下弯曲，则应注意计算后的最大埋深必须小于 等于钢管出现径向失稳的埋深7.5 平面弹性敷设时，管道弹性敷设还要偏离规划部门给定的控制界限7.6 当管道采取弹性敷设时，弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯曲管段之间及 弹性性弯曲管段和人工弯管之间应采用段连接，直管段东应小于管道外径，且不 应小于 500mm7.7 应对弹性弯曲管道管顶敷土和曲率半径进行限制，以便保证管道的稳定性 对于大管径管道还需考虑局部失衡和椭圆化变形7.8 应适当增加弹性弯曲管道弧顶砂垫层厚度，以便保证管道的横向位移7.9 弹性敷设时，可在管道组对焊接完成后调整管道至偏转角度，应注意不可 为满足偏转角度而出现斜口8 总结 为减少弯头数量，在燃气管道设计时，应尽量采取弹性敷设试，从工程建设 的源头——尽可能为项目降低工程造价，节约建设资金。