原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范跨越工程

原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范跨越工程 中国石油天然气总公司文件 前言 1 总 则 2 术 语 3 基本规定 ４ 管道跨越设计 4.1 材料

4.2 荷载及荷载效应组合

4.3 管道跨越结构型式选择及几何尺寸确定 4.4 输送管道强度及稳定性计算 4.5 温度补偿及桥面设施 4.6 钢丝绳设计及技术要求 4.7 索具设计及技术要求 4.8 塔架结构型式选择及设计 4.9 地基与基础设计 4.10 抗震设计 4.11 防腐和保温 5 施工技术要求 5.1 跨越管段组装 5.2 跨越管段焊接与检验 5.3 试压和清管

附录A 各种跨越结构形式示意图 标准用词和用语说明 附件

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 修 订 说 明 1 总 则 3 基本规定 4 管道跨越设计 4.1 材 料

4.2 荷载及荷载效应组合

4.3 管道跨越结构型式选择及几何尺寸确定 4.4 输送管道强度及稳定性计算 4.5 温度补偿及桥面设施 4.6 钢丝绳设计及技术要求 4.7 索具设计及技术要求 4.8 塔架结构型式选择及设计 4.9 地基与基础设计 4.10 抗震设计 4.11 防腐和保温

1 总 则

1.0.1 为了在原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。

1.0.2 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(河流、湖泊、沼泽、 冲沟、水库、铁路、公路等)的工程设计。 1.0.3 原油和天然气输送管道跨越工程设计应遵守下列原则：

1 处理好与输油、输气管道线路工程的衔接，与铁路、公 路、河流、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；

3 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。

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页脚内容郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 1.0.4 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

2.0.1 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 girde rpipeline aerial crossing 以输送管道作为梁的跨越。

2.0.3 \"n\"形刚架管道跨越 \"n\"-type frame pipeline aerial crossing 以输送管道构成\"n\"形刚架的跨越。

2.0.4 桁架式管道跨越 truss pipeline aerial crossing 以输送管道和其他构件组成桁架结构的跨越。

2.0.5 轻型托架式管道跨越 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 pilSe-build up arch type pipeline aerial 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 suspended pipeline aerial crossing 输送管道以悬垂状构成自承式的跨越。

2.0.10 悬索式管道跨越 suspension cable type pipeline aerial crossing 输送管道以平直形状吊挂在承重主索上的跨越。

2.0.11 斜拉索管道跨越 obliquely-cable stayed 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。

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页脚内容郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 2.0.12 管桥上部结构 pipeline bridge upper structure

管桥架空部分的总称，即管桥支座以上或从管拱起拱线以上 的结构部分。 2.0.13 管桥下部结构 pipeline bridge understructure

管桥上部结构支承结构部分的总称，即塔架、桥墩、基础、 锚固墩等。 2.0.14 主跨 mainspan

管道跨越工程的主要跨越管段。 2.0.15 弹性失效 elasticity failure

结构或构件在撤去作用的全部荷载时，结构或构件不能恢复 到初始的形状与尺寸。 2.0.16 塑性失效 plasticity failure

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。 2.0.17 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。 2.0.18 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。

2.0.19 风振 wind vibration

在风力的动态作用下引起的管桥动力响应。

3 基本规定

3.0.1 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中条件之一划分等级。

表3.0.2 管道跨越工程等级 工程等级 大 型 总跨长度 ≥300 主跨长度 ≥150 页脚内容4

郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 中 型 小 型

≥100-＜300 ＜100 ≥50-＜150 ＜50 3.0.3 跨越管道的强度设计系数F应符合所在地区管道强度设 计系数及表3.0.3的规定。

表3.0.3 管道跨越强度设计系数F

3.0.4 管道跨越点的选择应符合下列规定：

1 跨越点应符合线路总走向，线路局部走向可根据跨越点 位置进行调整；

2 跨越点应选择在河流较窄、两岸侧向冲刷及侵蚀较小、并有良好的稳定地层的地方；当河流有弯道时，应选择在弯道的 上游平直河段；

3 跨越点应选在闸坝上游或其他水工构筑物影响区之外； 4 跨越点应避开冲沟沟头发育地段； 5 跨越点应避开活动地震断裂带；

6 跨越点附近应有--定的施工安装场地及较方便的交通运 输条件。 3.0.5 跨越管段与埋地管道相连接时，应符合下列规定：

1 跨越管段的管径应与埋地管道的管径匹配，所用弯头的 曲率，半径应大于或等于5DN；

2 大型跨越工程应在两岸设置截断阀；

3 跨越管段与埋地管道在人土连接点处应绝缘，并符合 《埋地钢质管道强制电流阴极保护设汁规范)SYJ 36的规定；

4 跨越管段与埋地管道连接点一般应在埋地管道人土点延 伸lorn处。

3.0.6 管道跨越工程的设计洪水频率(重现周期)应根据不同 工程等级按表3.0.6选用，并

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 结合当地水文资料确定设计洪水 位。

表3.0.6 设计洪水频率

工程等级 设计洪水频率(1年)

3.0.7 管道在通航河流上跨越时，其架空结构的最下缘净空高 度应符合现行国家标准《内河通航标准》GBJ 139的规定；当地 有特定要求时，可协商确定。

3.0.8 管道在无通航、无流筏的河流上跨越时，其架空结构的 最下缘，大型跨越应比设计洪水位高3m，中、小型跨越应比设 计洪水位高2m。

3.0.9 管道跨越铁路或道路时，其架空结构的最下缘净空高度 不应低于表3.0.9的规定。

表3.0.9 管道跨越铁路与道路净空高度

类 型 人行道路 公 路 铁 路 电气化铁路

3.0.10 跨越管道与桥梁之间的距离应大于或等于表3.0.10的 规定。

表3.0.10 跨越管道与桥梁之间最小距离

净空高度(m) 3.5 5.5 6.5-7.0 11 大 型 1/100 中 型 1/50 小 型 1/20 页脚内容6

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3.0.11 通航河流上的跨越工程设置标志，应符合现行国家标准 <内河交通安全标志)GB13851的规定。

3.0.12 航空港附近的跨越工程，凡设有高耸塔架，必须取得航 空部门的同意并按规定设置标志。

4 管道跨越设计

4.1 材 料

4.1.1 跨越管道所选用的国产钢管应符合现行国家标准《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》 GB／T9711.1的规定。输送天然气管道还要求屈服强度与抗拉 强度之比应不大于0.85。

4.1.2 跨越工程所用其他钢材应符合现行国家标准《碳素结构 钢》FB／T 700、 《桥梁建筑用热扎碳素钢 技术条件》GB/T 714和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GBl499的规定。 4.1.3 跨越工程所用水泥应符合现行国家标准《中热硅酸盐水 泥 低热矿渣硅酸盐水泥》GB200的规定。

4.1.4 跨越工程所用镀锌钢丝绳应符合现行国家标准《钢丝绳 包装、标志及质量证明书的一般规定》GB／T 2104的规定，在 设计中宜选用钢芯。 4.1.5 索具的选材应遵守下列规定：

1 索具的选材应根据环境条件、荷载状况及所在地区等因 素，经技术经济分析比较后确定；

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 2 主要索具选材宜采用16Mn，20、35、45、35CrMoA以 及Q235-A、Q235-B、Q235-C，一般索具可选用结构用钢；

3 有疲劳破坏可能性的索具材料必须是酸性平炉或电炉冶 炼的镇静钢，且属于优质钢或锻件，材料的ψ≥40％；

4 当环境温度小于或等于-20℃时，应作akV试验，并应 满足αkv≥20J的要求； 5 需焊接的索具碳素钢，其含碳量不得大于0.25％；低合 金钢或合金钢除碳含量不得大于0.25％外，碳当量Ceq不得大于 0.43％，一般控制在0.38％左右。

4.1.6 焊接材料应根据被焊材料的机械性能、化学成分、焊前 预热、焊后热处理及使用条件等因素选择。

4.1.7 焊接材料应符合国家现行标准GB／T 5117、 <低合金钢焊条)GB／T5118

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； 2 可变荷载应包括清管荷载、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。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 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，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、\"n\"形刚架、单管拱、组合管拱、轻型托架、桁

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，尚应考虑施工场地和其他条件。

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宜对称于塔架布置，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22°。

4.3.6 管道跨越的支承结构最高洪水位以下部分，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(4.4.1)计算：

式中 σh--管道输送介质内压引起的环向应力(MPa)； d--管道内径(mm)； δ--管道壁厚(mm)； P--管道输送介质内压(MPa)。 4.4.2管道的轴向应力计算：

1管道输送介质内压引起的轴向应力按式(4.4.2-1)计算：

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式中 σal--管道输送介质内压引起的轴向应力(MPa)； σh--管道输送介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：

式中 σa2--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(cm3)。

3 管道悬垂引起的轴向应力按式(4.4.2--3)计算：

式中σa3-管道悬垂引起的轴向应力(MPa)；E--钢材弹性模量(N／mm2)； D--管道外径(nm)； f--垂高(m)；

L--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：

式中σa4--拉索引起的轴向应力(MPa)； N--拉索对管道的拉力(N)； 5 温度应力按式(4.4。2-5)计算： A--管道截面面积(mm2)。

式中 σat----温度变形引起的轴向应力(MPa)； α--钢管线膨胀系数(1℃)；

△t--温差(℃)；-E--钢材弹性模量（N/MM2)。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 4.4.3 管道剪应力按式(4.4.3)计算：

式中 τ--管道弯曲引起的剪应力(MPa)； V--管道剪力(N)； A--管道截面面积(mm2)。 4.4.4 当量应力应按式(4.4.4)计算：

式中 σ--当量应力(MPa)；

σx、σy、σz、--X、Y、Z方向的应力(MPa)； τxy、τyz、τxz--X、Y、Z方向的剪应力(MPa)。 4.4.5 强度验算按式(4.4.5)进行：

式中σs--钢管的屈服强度(MPa)； F--强度设计系数(见表3.0.3)； σ--钢管的当量应力(MPa)。

4.4.6 管道跨越结构应进行整体及局部稳定性验算。

4.4.7 大型跨越工程的风动力反应，宜采用振型分解反应谱法计算或通过风洞模拟试验确定。

4.4.8 管道跨越应避免风的涡激作用引起桥面结构共振，采取有效的防振措施，并进行结构疲劳验算。

4.4.9 管道跨越抗震设计按本规范第4.10节的规定执行

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 4.5 温度补偿及桥面设施

4.5.1 跨越管段宜利用自身补偿能力，当不能满足热变形要求时应采用补偿器，补偿器必须满足清管器及检测仪器能顺利通过的要求。

4.5.2 补偿器与直管段连接最后一个焊口时，应选择在当地最佳温差条件下焊接。 4.5.3 补偿器弯头可用冷弯管或热弯管制作，弯头的曲率半径应大于或等于5DN。当管径DN大于或等于400mm时，宜用高频弯管制作。

4.5.4 补偿器采用弯管组焊时，两弯管之间应采用直管段连接，直管段长度不得小于管道外径的1.5倍，且不得小于500mm。

4.5.5 凡采用补偿器，应根据施工环境温度与正常输送介质温度之差选择合适的预拉伸(压缩)措施。

4.5.6 跨越管段在通航河流上设置的航标灯、输送电缆应选用加强绝缘型，照明灯具应选用密封防水防爆型。

4.5.7 跨越管段架空高度(包括塔架高)超过15m，应考虑防雷接地措施。

4.5.8 大、中型跨越工程应设置人行检修通道，通道两侧设手扶栏杆，高度不应低于1.2m。 4.5.9 跨越管段支承点宜做成滑动支座或弹性支座。若管道两端预埋人两岸锚固墩中，则在锚固墩端面与管道连接处，应对道采取局部加强措施。

4.5.10 凡在跨越管段上焊接连接件时，均应焊接在加强板上，不应直接焊在管道外壁上。

4.6 钢丝绳设计及技术要求

4.6.1 钢丝绳的设计许用拉力应采用钢丝绳破断拉力的30％-40％，钢丝绳破断拉力应为全截面钢丝的破断拉力总和的0.85％。

4.6.2 跨越工程所选用的钢丝绳必须在施工前进行预张拉，预拉力为钢丝绳破断拉力的50％，预张拉的稳定时间不得小于6h。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 4.7 索具设计及技术要求

4.7.1 管道跨越工程中的索具包括花篮螺栓、锚固头、拉杆(U形环)，及铸钢索鞍等零部件。 4.7.2 索具设计计算一般包括以下内容：

1 以弹性失效作为破坏准则的强度设计计算； 2 以塑性失效作为破坏准则的极限设计计算；

3 由于结构或形状发生变化所引起的结构不安定性，需采用安定性准则进行安定性设计计算；

4 由于荷载变化引起的疲劳破坏，需进行疲劳分析和校核的设计计算。 4.7.3 索具设计的安全系数、许用应力和计算准则应符合下列规定： 1 重要部件安全系数按表4.7.3-1和4.7.3-2的规定选用；

2 以塑性失效作为破坏准则的极限设计许用应力应取其基本许用应力的1.5倍； 3 安定性设计准则和疲劳破坏分析设计许用应力值及计算准则分别按《钢制压力容器-分析设计标准》JB4732-95中\"分析设计的一般准则\"和附录C\"以疲劳分析为基础的设计\"(补充件)的规定执行；

4 铸钢许用应力值等于基本许用应力乘以0.8-0.9倍的铸造质量系数；

表4.7.3-1钢材安全系数

常温或设计温 常温下最低 度 抗拉强度 下的屈服点 σb σs或σts 页脚内容设计温度小经10*104h 断裂的持久强度 平均值 最小值 13

郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 nb 碳素钢、低合金纲 、铁素体高合金钢 傲氏体高合金钢 - ns nD ≥3.0 ≥1.6 ≥1.5 ≥1.25 ≥1.5 ≥1.5 ≥1.25

表4.7.3-2螺栓安全系数

5焊接件的许用应力应乘以焊缝系数φ。φ值按(钢制压力容器)GB150-1989中1.8的规定选用；

6 瞬时荷载-卜的许用应力值小于在该温度下的材料屈服极限的0.9倍： 7 当温度低：厂20C时，取20℃的许用应力； 8螺栓强度削弱系数大于或等于4.0。 4.7.4 索具的制造和检验应符合下列规定：

1 索具的制造和检验应在具备资质证的工厂进行：

2 对制造索具的所用材料，制造厂除应提供原材质证书外，还必须对所用材料进行复验。

4.7.5 对花篮螺栓、拉杆等有疲劳破坏的重要零部件的制造和检验应符合下列规定：

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 1 锻件应是镇静钢，锻件所用钢锭应去掉足够浇冒口；

2 锻件化学成分和机械性能以及热处理等应符合现行国家标准《优质碳素结构钢技术条件》GB／T699或《合金结构钢技术条件》GB／T3077的规定；

3 晶粒度检查按现行国家标准《金属平均晶粒度测定方法》GB/T6394的规定进行，保证达到6级以上；

4 非金属夹杂物检查按现行国家标准《钢中非金属夹杂物显微评定方法》GB／T 10561的规定进行，氧化物不超过2级，硫化物不超过2级，氧化物和硫化物的总和不超过3.5级；

5 锻件的低倍检查按现行国家标准《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》GB／T226的规定进行，保证达到一般疏松不超过2级，中心疏松不超过2级，偏析不超过1.5级，不允许锻件内部存在白点、裂纹、气孔等缺陷；

6 锻件应进行超声波探伤检查，其结果应符合现行国家标准《锻轧钢棒超声波检验方法》GB／T4162中A级的规定；

7 零件应进行磁粉探伤检查，检查分两次进行，即分别在粗加工和精加工后进行检查，其结果应保证零件内外表面和螺纹等处无裂纹、洞穴和缝隙等缺陷存在；

8 螺纹基本牙型和基本尺寸应符合现行国家标准(普通螺纹基本牙型)GB／T192和 9 螺纹表面不得有毛刺、伤痕、凹陷等缺陷，螺纹根部圆滑，只应为0.625-0.72mm； 10 零部件除制造厂检验外，还应在现场安装前进行复查抽检，其抽检率为10％－20％；发现有不合格时，应增大抽检百分数或全部重新进行复验，抽检结果应出据检测资料； 11 所有零部件必须有完整的质量检验证明书，质量检验证明书应包括化学成分、机械性能(同时包括低温Akv值)、零部件加工过程中检验和最终检验结果以及现场安装前抽检资料。

4.8 塔架结构型式选择及设计

4.8.1 根据水文条件、工程地质条件、支承结构本身的高度、受力特征以及施工条件等，管道跨越的支承结构可选用钢塔架或钢筋混凝土支架。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 4.8.2 根据所处环境、与桥墩或支墩的连接方式等，钢塔架可选用自立式钢塔架或桅杆式钢塔架。钢筋混凝上支架宜采用四柱式带斜腹杆的支架。

4.8.3 为了增加管桥的侧向刚度，宜采用矩形钢塔架，出可采用锥形钢塔架，但锥形钢塔架垂直于管桥方向一面的塔顶宽度不得小于3m。 4.8.4 钢塔架高度与底部宽度之比不宜大于50

4.8.5 钢塔架宜采用\"K\"形腹杆体系，在主水平腹杆处宜设置横隔。

4.8.6 钢塔架的立柱、主腹杆及塔顶水平腹杆宜采用钢管，其余杆件也不宜采用组合断面。 4.8.7 钢塔架的顶部及输送管道补偿器处，必须设置检修平台。高度大于50m的钢塔架，还应在中部增设休息平台。4.8.8 塔架顶部应预留施工承重索的位置。

4.8.9 在计算塔架的自振周期时，应考虑管桥上部结构在正常使用状态下的垂直荷载。 4.8.10 自立式钢塔架进行内力分析时，宜将整个塔架作为空间桁架进行分析计算。桅杆式钢塔架进行内力分析时，可按平面桁架进行分析汁算。

4.8.11 钢塔架杆件的强度及稳定计算、节点连接计算、构造要求等均按现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17的规定执行。

4.8.12 钢筋混凝土支架进行内力分析时，宜将整个支架作为空间结构体系进行分析计算。 4.8.13 钢筋混凝上支架的强度、裂缝宽度以及构造要求等均按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10的规定执行。混凝土保护层厚度不应小于35mm，裂缝宽度不应大于0.2mm。

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。

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，应查明地基有无液化土层，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：

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 1 基础埋深应满足抗滑移、抗倾覆要求；

2 当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 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2m，中型管道跨越工程不应小于1.5m，小型管道跨越工程不应小于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范)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(4.9.6-1)、式(4.9.6-2)计算：

式中

FR滑--抗滑动力； Fs滑--滑动力； K滑--抗滑稳定性系数； MR倾--抗倾覆力矩； MS倾--倾覆力矩； K倾--抗倾覆稳定性系数。

4.10 抗震设计

4.10.1 各类管道跨越工程抗震设计应符合下列规定：

1 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，应按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

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 烈度为6度及6度以下时，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：

1 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；

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》CB50191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，并与钢丝绳粘结性能良好。

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，并用自交联粘胶带密封包裹，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上3.Omm，管壁厚度的允许偏差为壁厚的±10％。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 5.1.2 管子坡口加工型式及尺寸应符合表5.1.2的规定。

表5.1.2管子坡口加工型式及尺寸

5.1.3 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)SY4052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-20℃，低合金钢应为-15℃，低合金高强度钢应为-5℃。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 5.2.5 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无损探伤检测，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：正程施工及验收规范》SY4070的规定。

5.2.7 焊缝进行无损探伤检测应符合下列规定： 1 跨越筲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1％。

3 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／F12605的规定执行，合格级别为Ⅱ级。超声波探伤应按现行国家标准

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、试压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 试验压力、稳定时间及合格标准

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式中 △p--压降率(％)；

T始--试验开始时管内介质热力学温度(K)； T终/--试验终了时管内介质热力学温度(K)； P始--试验开始时读表值(MPa)； P终--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。采用空气介质试压时，每小时升压不得超过1.0MPa。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温度均衡后，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1-1.5m／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积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 输送热油的管道跨越工程，在通油前应进行热水试验，经检查各节点变位正常后才通油输送。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 附录A 各种跨越结构形式示意图

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程

标准用词和用语说明

执行本规范条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便在执行中区别对待： 1 表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。

2表示严格。在正常情况卜均应这样做的用词： 正面词采用“应”；

反面词采用“不应”或“不得”。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 3表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词：-正面词采用“宜”； 反面词采用“不宜”。

表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。 附件

原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范 跨越工程

条文说明

修 订 说 明

根据1992年中国石油天然气总公司标准制修订计划的安排，由中国石油天然气管道勘察设计院和四川石油管理局勘察设计研究院共同对

为便于广大设计，施工、科研、学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文的规定，本规范编制组根据编制标准、规范条文说明的统一要求，按本规范的章、节、条的顺序，编制了本条文说明，供本规范使用者参考。在使用中，如发现本条文说明中有欠妥之处，请将意见函寄至四川石油管理局勘察设计研究院技术质量部标准中心(地址：四川省成都市小关庙后街，邮编：610017)。

四川石油管理局勘察设计研究院

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 1998年4月

1 总 则

1.0.2 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工程，这是符合当前国家有关政策规定的，也与GBJ11的规定相一致。 1.0.3 本条说明如下：

1 原油和天然气跨越工程属于输油、输气管道线路工程组成部分，因此所选用管径、材质、输送介质压力、连接点的坐标和标高以及清管、试压等都需要衔接好。同时也要求原油和天然气跨越工程设汁必须充分考虑国家有关政令、法规，以及有关部委、地方政策，如保护环境、节约用地、安全卫生监察的规定，以及<原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若干规定》[(87)油建第505号文、铁建(1987)780号文]、<关于处理石油管道和天然气管道与公路相互关系的若干规定》(试行)[(78)交公路字698号文、(78)油化管道字452号文]等。 2 本规范要求跨越工程设计不断采用国内外先进技术、吸收新的科技成果，但要符合国情、注重实效。

3 对大、中型管道跨越工程项目，一般应作优化设计方案，确定最佳跨越点的位置及最佳的跨越结构型式。小型管道跨越工程应视工程具体情况而定。

3 基本规定

3.0.1 因输送管道内聚积了大量易燃易爆的压缩能量，若管道一旦破裂，对周围环境危害很大，因此本规范按跨越通航河流及非通航河流(包括其他地理环境)将管道跨越工程分为甲类和乙类两种。设计时可按不同地理环境采用不同的设计系数，做到合理使用管材强度，不但经济上合理，而且确保跨越工程及周围环境有安全可靠的保证。

3.0.2 跨越工程等级划分的原则是以不同跨度大小来划分的，其主要原因是因为随着跨度的增大，技术、安全性要求也会越来越高，大型跨越一旦遭受损坏，不但对周围环境危害很大，而且修复的难度也十分艰巨。因此对待不同跨度采用不同的强度许用应力，并贯穿到从管道设计、设备材料选用、施工、生产、维护保养到更新改造的全过程，用控制管道的强度

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 来确保管桥系统的安全，从而为周围环境提供了安全保证。

3.0.3 管道跨越安全性的控制取决于管道强度的许用应力，因此应根据跨越工程所处不同环境条件以及不同的工程等级选用不同的强度设计系数F。根据《输气管道工程设计规范》GB0251规定的管道穿越铁路及公路的标准强度设计系数为0.4～0.6，结合跨越工程实践经验，认为仍采用强度设计系数为0.4～0.6，技术上是可行的，经济上是合理的。输油管道跨越工程设计系数可增大为0.45-0.65。 3.0.4 本条说明如下：

1 大、中型河流跨越点位置的选择应符合线路总走向，但为了使跨越工程更安全、更经济合理，线路局部走向应根据跨越点位置进行调整。因此，对大、中型河流跨越点位置应进行多方案比选。

2 跨越点位置应选择在河流较窄的断面处，以减少跨度，尽可能避免在水中设置桥墩，节约工程投资，加快施工进度。但一般河流较窄断面处流速较高，水流对两岸侵蚀作用较大，因此两岸的桥墩或基础必须选择在稳定的地基上。河流弯道顶部的岸坡一般冲刷较为严重，跨越点应选择在弯道上游平直河段上。

3 跨越点位置应远离上游坝闸或其他水工构筑物。因为水流通过坝闸或其他水工构筑物后，水的流态和流速都会发生很大变化，对下游桥墩或岸坡危害甚大。

4 跨越冲沟是指通过深而窄的冲沟，即沟床窄小、两岸与沟床高差较大的冲沟。由于地层岩性不同，冲沟的形成和发育变化有很大差别，因此选择跨越点时，对冲沟沟头正发育地段应尽可能避开。

5 在有活动地震断裂带地区，常发生各种不同的地层变化，如地裂、断裂挤压、拉张破碎、断口、地陷、山崩、泥石流、滑坡以及砂土液化等危害，因此跨越点应避开有活动的地震断裂带。

6 跨越工程施工，一般都在现场完成预制、组装、发送、安装等一系列施工工序乙为完成这一系列施工工序，现场必须设置一整套的施工临时设施和施工机具设备，并有材料堆放场所和交通运输条件等。这些都是选择跨越点位置所考虑的重要因素。 3.0.5 本条说明如下：

1 跨越管道选用的管径必须与线路工程匹配，壁厚则根据各不相同的强度选用不同的

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 壁厚。但清管器外径的富盈量应以管壁薄的一'方考虑，否则清管器富盈量过小，密封性差，形不成强有力的推动趋势，影响清管效果。降低弯头的热胀应力，最经济和最有效的措施是加大弯头的曲率半径，但考虑到我国管道工业的具体情况，通过实践证明预制弯头的曲率半径大于或等于5DN并不影响清管器的顺利通过。

2 大型跨越工程在两岸设置截断阀，主要目的是便于管桥维修，以及当管桥发生破损时，尽可能减少损失和防止事故扩大。

3 若采用绝缘法兰，应符合国家现行标准《绝缘法兰设计技术规定)SY／T0516的规定。 4 跨越工程与线路工程的管道连接点处往往没有明确的分界线，常常造成两者之间有一段管段设计遗漏，或者是同一个桩号却表示不同符号，因此有必要建立明确的连接分界线，以方便施工。

3.0.6 本条主要参考了国内外桥梁设计标准，对三种不同工程等级的管道跨越工程选用三种不同防洪标准。

3.0.8 一般无通航河流很少有历年水文资料记录，近年来国内洪水灾害又频繁发生，很难准确确定没汁洪水位高度，因此本条规定的管桥最下缘高出设计洪水位的高度是比较合理的。

3.0.9、3.0.10 管道跨越人行道、公路、铁路、电气化铁路的净空高度、跨越管道与桥梁之间最小距离是根据《输油管道工程设计规范》GB50253、《输气管道工程设计规范》GB50251、《公路路线设计规范》JTJ011、《原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若于规定》等有关规定制定的。

3.0.11、3.0.12 这两条是根据国家有关航道及航空安全规定制定的。

4 管道跨越设计

4.1 材 料

4.1.1－4.1.4 跨越工程中，所用的钢管、钢材、钢筋、水泥和钢丝绳等建筑材料应有严格

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 要求，才能保证工程质量。这四条规定了所用材料应遵循的相关标准，不符合这些规定标准的材料，跨越工程不得采用。

4.1.5 本条推荐索具宜采用的材料是根据我们多年实践经验所得，也符合常规选材的规定。碳当量不得大于0.43％，一般控制在0.38％左右，略低于其他钢材规定，这是因为索具一般除了主要承受拉应力以外，还承受脉动特性的接触应力和弯曲应力，容易引起金属疲劳。这是国内外常用作法。

4.1.6、4.1.7 焊接材料的质量及其选用是保证焊接质量的首要问题，焊接材料可参照

4.2 荷载及荷载效应组合

4.2.1 本条说明如下：

1 输送介质重量及输送压力，在使用阶段可视为不变，设计中按永久荷载考虑。 2 清管荷载要充分考虑清管阶段清管器的惯性力对跨越管道弯头处的动力作用。 3 试压压力为设计压力的1.5倍；有特殊试压要求时，按实际压力取值。

4.3 管道跨越结构型式选择及几何尺寸确定

4.3.1 由于输送管道内压所产生的轴向拉应力为环向应力的50％，为了充分发挥管道轴向拉应力的潜力，在国内外的管道跨越设计中大多将输送管道作为结构体系杆件之一，实践证明是可行的，可以起到节省钢材的目的。

4.3.2 本条所推荐的各种结构形式，在国内外的管道跨越设计实践中，均属比较成熟的。在大管径的中、小型跨越中，宜采用不加任何辅助杆件或仅加少数辅助杆件的梁式、\"Ⅱ\"型刚架、单管拱、轻型托架、组合管拱等结构型式。在小管径的大型跨越中，宜采用悬缆、悬链等结构形式。在大管径的大型跨越中，宜采用斜拉索、悬索等结构形式。

4.3.3 在确定管道跨越的跨度时，除了考虑结构受力条件和桥墩基础稳定性外，毫无疑问应尽可能缩小跨度以减少投资。但若墩位离水边太近，则在施工过程中水位稍有上涨就可能中断施工；其次是如果离水边太近，河水的渗透量大，必然增加施工基础时的排水工作量和

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 排水费用；再次是大型施工机具布置困难。所以在确定管道跨越的跨度时，除了以上综合分析比较外，尚应考虑施工时必要的施工场地和其他条件。

4.3.4 悬链、悬缆、悬索、斜拉索等结构形式的管道跨越，由于其支承结构多为钢塔架或钢筋混凝土支架，若其上部结构为非对称结构，则必须增大支承结构的内力和剪切变形。因此，在能满足跨越点地形地貌、水文地质条件的前提下，宜采用对称结构。

4.3.5 制定本条的目的，一是为了进一步减小上部结构对下部支承结构所产生的沿管桥纵向的水平力；二是为了改善塔顶主索、斜拉索过于集中拥挤的状况；三是避免管桥在飓风作用时，钢丝绳摆动引起互相碰撞损害防腐涂层；四是可以适当增强管桥的侧向刚度。 4.3.6 管道跨越的跨度一般是以常年枯水位时的水面宽度来确定的，因此在洪水期间支承结构的下部分往往浸泡在河水中，有被来往船只或水上漂浮物撞击的可能。为了管桥的安全及减少支承结构的维护保养费用，建议最高洪水位以下的支承结构部分采用混凝土或钢筋混凝土结构。

4.3.7 由于埋置于锚固墩内的地脚螺栓的直径一般均较大，埋得较深，若采用钢筋混凝土墙式锚固墩，则为了满足地脚螺栓锚固深度的要求，墙和顶板均很厚，其间填不了多少土石方，也省不了多少混凝土。为节省钢材，建议宜优先采用重力式锚固墩。

4.3.8 60年代中期，在设计小型管道跨越时，为给当地居民提供过河的方便，曾在管桥上设置栏杆和铺板。但不久其铺板就被当地居民拿回家去另作他用，且当地居民在管桥上行走过程中不时戏闹、敲打。为确保管桥的安全和使用寿命，以及当地居民的人身安全，故在管道跨越设计时，应考虑严禁闲人攀登及在管桥上行走的防范设施。

4.4 输送管道强度及稳定性计算

4.4.2 管道内压引起的轴向应力比环向应力小。一般管道较平直时，轴向应力可选取0.36～0.5倍环向应力值。

4.4.4 由于管道作为跨越结构体系杆件的一部分，管道应力将会增高，因此必须按三向应力状态进行组合计算。

4.4.8 在结构刚度突变处，应力集中，风的涡激振动易引起该处结构的疲劳破坏，因此还

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 应进行疲劳验算。

4.5 温度补偿及桥面设施

4.5.1 输送管道从地下埋设改变为架空跨越，到达对岸后又改为地下埋设，自然形成了垂直或水平方向的短臂立管，这样给跨越管段热变形提供了自身补偿功能。当然由于自身补偿能力所限，若仍不能满足热胀变位的要求，必要时应另设补偿器。

4.5.2 一般施工安装补偿器时，往往留下最后一个焊口与直管段焊接。选择在当地最佳温度条件下进行焊连，是指选择管道正常生产时温度与施工焊接时气温之间达到较小的温差值，这样对限制热胀变位十分有利。

4.5.3、4.5.4 大管径管道的温度补偿器是由多个弯头组焊而成的，两弯头之间应使用一短节直管连接，直管段长度不小于管道外径的1.5倍，且不得小于500mm，主要是避免弯头曲率半径的偏差给对口造成一定困难。弯头曲率半径应大于或等于5DN，根据实践经验基本能满足清管器及检测仪器顺利通过。

4.5.5 施工输送热油管道的补偿器时，往往将补偿器预拉伸约为管道热胀变位计算值的50％，这样使管道升温时能沿管道顺直方向变位；否则设置补偿器后，管道局部刚度增大，容易引起直管段向旁侧弯曲变形。

4.5.6 管道跨越工程中所采用的电源必须是低压电源，所用输送电缆及灯具均应防水、防爆，并有较好的绝缘性能。为保证管桥生产及操作人员安全，应按国家现行标准的有关规定进行设计。

4.5.9 管道支承点做成滑动支座或悬吊式弹性支座，其目的是防止跨越管道因温度变形或清管通球时产生冲击力的影响。允许管道有一定位移，可避免管道内应力超过其强度允许值的危险。锚固墩端面与管道连接处，两者刚度相差很大，在风的涡激振动下管道容易产生疲劳，因此对管道局部增强刚度措施是十分必要的。

4.5.10 在跨越管道上焊接的连接件形状各异，使用时产生的应力比较复杂，是管道结构中的薄弱环节。因此，在管道上焊接连接件时，均应焊接在加强板上，不应直接焊在管道外壁上。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 4.6 钢丝绳设计及技术要求

4.6.1 钢丝绳的设计许用应力一般采用钢丝绳破断拉力.的30％－40％，设计时应根据不同条件进行选择。提高设计许用应力值，则安全度相应减低，但钢丝绳的劲度反而增强，这样不但可以扩大跨越能力，而且抗风性能也有所增强；降低设计许用应力值，则安全度相应增加，从今后生发展来看，若管桥上再增加其他荷载时，还有一定潜力可利用。

钢丝绳破断拉力应为全截面的钢丝破断拉力总和的85％，因为钢丝绳通过各种形式的支座，必须扣除钢丝绳表面接触应力和弯曲应力等因素。这两者在风力作用下的脉动特性，常引起金属的疲劳，经过一定时间，表层钢丝逐渐受损，从而影响它的强度。

4.6.2 钢丝绳预张拉的目的是消除钢丝绳受力后非弹性变形的伸长值，但钢丝绳在绕制过程中，已产生相当大的内应力，实际上钢丝绳在未受荷载时已存在着一定的残余应力，因此预拉力的大小是取之于足够消除这些残余应力的存在。我们通过现场试验，选取预拉力为钢丝绳破断拉力的50％，并经过6h的稳定时间，所测得的弹性曲线比较平稳，据此做出了本条的规定。

4.7 索具设计及技术要求

4.7.2 本规范设计虽然引用了JB4732，但是仍应参考美国机械工程师协会中锅炉与压力容器规范中<锅炉与压力容器设计另一规定)ASMEⅧDiv2的规定，即一般所说的\"分析设计规定\"，它包括常规设计中结构、零部件截面尺寸的初定型和用分析方法进行的分析设计、疲劳分析和校核计算，这样才能保证使用安全可靠。

分析设计主要是考虑结构截面尺寸发生变化后，由于受载截面形状的变化而引起附加弯矩和附加剪力造成了二次应力。管桥上有一部分荷载是属于可变随机荷载，如出现脉动特性的荷载，有可能引起疲劳破坏，因此必须进行疲劳分析和校核计算，其中循环次数应符合n≥107。本规范规定无限寿命就是以此为基准，这也是国内外对疲劳设计中的统一规定。 4.7.3 索具设计的安全系数和许用应力是参照JB4732、ASMEⅧDiv2和GBl50的规定。这些

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 规范对索具设计的安全系数和许用应力的规定是基本一致的。本规范虽然采用目前试行的JB4732，但是JB4732中的规定还有待进一步实践。本条规定螺栓强度削弱系数应大于或等于4.0，是参照ASMEⅧDiv2和英国《非直接火焊制压力容器》BS5500规范。

4.7.4 索具制造和检验的技术规定应包括材料的制备、材料化学成分和机械性能检测、中间加工过程、无损检测、最后出厂和厂方出据合格证及质量检验证明等全过程。其中检测规定是参照兰州石油机械研究所、兰州石油化工机器厂和原化学工业部第五设计院等院所在研制高压聚乙烯反应釜(有疲劳存在)时的规定和实测结果，并参照上海石化总厂对进口高压聚乙烯反应釜的复验结果，总的来说它高于对材料的一般要求。但我们从实践中证明是切实可行的，国内在技术上也是可以解决的，按本条的规定执行，索具使用安全可靠是有保证的。否则任一环节的疏忽都会造成花篮螺栓有可能断裂的危险。

4.8 塔架结构型式选择及设计

4.8.1 目前国内的大型跨越中的支承结构多为钢塔架，很难见到钢筋混凝土支架。之所以如此，并非钢筋混凝土支架的技术难度大，经济效果差，而是习惯作法所致。当工程地质条件较好，支承结构高度又不很高，不阻挡河道通航时，并在与其上部结构的连接上采取适当的构造措施，加上施工单位的积极配合，采用钢筋混凝土支架的可能性还是有的，并能取得良好的经济效益。故本条推荐钢塔架和钢筋混凝土支架两种支承结构形式。

4.8.3 通过试验和现场测试表明，圆环断面的管桥在脉动风的作用下，产生发散性振动的可能性很小，但在飓风的作用下，管桥横向水平摆所产生的内力是不可忽视的。因此，在塔架结构选型及构造上如何增加侧向刚度是非常必要的。本条推荐的钢塔架的结构形式及塔顶最小宽度限制，其意就在于此。

4.8.4 一般钢结构的电视塔高与底宽比为4～8，而大型跨越的钢塔架除了承受水平风荷载和自重外，还承受着上部结构传来的垂直荷载。因此，应尽可能减少水平风荷载在塔柱和腹杆上产生的轴向力，以达到经济合理的目的。

4.8.5 “K”形腹杆体系的钢塔架与交叉斜腹杆体系的钢塔架相比，具有节间长度和斜腹杆长度小、抗扭刚度大、节点板少等特点，不仅能承受较大的切力和扭力，而且还因系数小，

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 吸引的风荷载小，显得更加经济合理。故在本条中推荐采用\"K\"形腹杆体系的钢塔架。 设置横隔的目的是为了保证塔架水平截面的几何形状不变及塔柱有较好的工作条件。 4.8.6 管道跨越的钢塔架处在江边潮湿的环境中，在设计中除了在防腐涂料的选择和作法上应予以特别重视外，在结构构件的设计上也应特别，注意。组合断面的杆件，在连接板处易积水锈蚀，且相邻两肢之间的金属表面又不易除锈刷油，所以在设计中不宜采用组合断面的杆件。无缝钢管的材料价格虽然比型钢稍高一些，但它不需组合，施工费用少，耐腐蚀能力强，钢管断面各向回转半径一致，平面内外具有相同的承载力，而且圆环断面体型系数小，承受的风荷载小。综合比较后，无缝钢管的技术经济指标比型钢，特别是用型钢组合而成的塔架更好。

4.8.7 由于塔架处在江边，安装检修人员在攀登塔架时，面对其下的来往船只、漂浮物及波涛滚滚的江水，有一种自身也在空中漂动的感觉，神经特别紧张，易疲劳，故宜在高塔中增设中间休息平台。

4.8.8 在大、中型管桥的安装过程中，一般均需临时架设施工承重索，将整个管桥吊起进行安装工作。在大型跨越中，施工承重索的数量多达十余根。因此，在设计中必须考虑在塔顶预留安放施工承重索的位置。

4.8.9 计算塔架的自振周期时，考虑与不考虑管桥上部结构传来的垂直荷载，差别很大。当不考虑管桥上部结构传来的垂直荷载时，计算出的风振系数要比考虑了管桥上部结构传来的垂直荷。载减小15％～30％，因此在计算塔架的自振周期时必须考虑管桥上部结构传来的垂直荷载。该荷载可取正常使用阶段时的荷载。

4.9 地基与基础设计

4.9.1 跨越工程所在位置的工程地质好坏直接影响基础设计，地质构造对基础类型的选择起着决定性的作用。因此，设计时应准确查明跨越所在位置的工程地质和水文地质情况，如各层地基土的物理力学性能及其承载能力、土的透水性、河床冲刷和河床变迁、基岩层面的倾斜度、河床及岸坡的稳定性等情况。只有综合考虑了上述这些因素及其相互影响之后，才能选出切合实际并满足上部结构要求的、安全、经济和合理的基础方案。

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 4.9.3 选择跨越工程的基础型式，应考虑工程地质、水文地质、上部结构型式和施工条件等各种因素合理确定。如情况比较复杂，应拟定多种方案进行技术、经济比较后确定。 4.9.4 当基础设置在冻土层中时，地基土的冻胀(或沉陷)变形将使基础产生竖向位移，从而使上部结构内力产生很大的变化，因此在冻土层中跨越工程基础埋深要求在冰冻线以下不小于0.3m(冰冻线即指当地最大冻结深度线)。对于埋置在冻土层中的基础，其最小埋深计算应符合GBJ7的规定。

跨越工程在长期运营中，要经得起洪水冲刷，基础的埋深是关键。因此要求基底在最大冲刷线以下留有一定的安全值，以保证结构的安全。

设置在有冲刷河床上的跨越工程基础，在最大冲刷线以下的最小埋深值，仍采用了原SYJ15-85中第4.5.4条的规定，即本规范的第4.9.4条3款。

影响基础埋深的因素很多，如设计频率流量的可靠性与实测流量年代的长短、实测流量的连续性和代表性，以及调查所得历史洪水的可靠性等，都在一定程度上影响基础的安全。另外因在跨越工程下游取砂使河床下降及上游水库溃坝等，都会影响基础埋深并造成危害。因此在设计时，应加强综合调查，经分析研究后确定。

4.10 抗震设计

4.10.1 本条针对不同类别的跨越工程，在设计中采用不同的地震动参数和相应的抗震措施。对大型跨越工程，总的要求是地震作用计算及其基本参数的选用尽可能精确，抗震措施从严取用；对其他各类跨越工程地震动参数采用本地的设防烈度进行计算，并采用相应的抗震措施。但所有这些计算和抗震措施应首先致力于总体设计正确，包括结构布置及选型合理、结构体系对抗震有利等。

4.11 防腐和保温

4.11.1 跨越管道、钢塔架及桥面系统等所处工作环境很差，长期悬空于高空中，由于空气中潮气、雨水及污染物的侵蚀，金属结构容易腐蚀，直接危及管道的使用寿命；维修时，大量高空作业难度大、费用高。因此为了提高防腐层使用周期，减少生产成本，应采用高质量、

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郑州高新梧桐水务有限公司水厂改造工程 不易裂缝脱皮、附着力强、耐水性好、色调均匀的防腐层材料，以及严格遵守<石油天然气管道跨越工程施工及验收规范》SY4070的有关规定是十分重要的。

4.11.2 施工时必须将钢丝绳表面的油膜及污泥清洗干净后才能包扎或热涂防腐保护层，这样可以避免防腐层溶析或脱落。由于清洗油膜比较麻烦，不但消耗大量溶剂，还浪费人力、物力。如果生产部门与施工部门协调及时，可以订货时向厂方提出取消涂表层油膜这道工序，但防腐保护层必须及时施工，以免钢丝锈蚀。无论采用何种防腐保护材料，必须符合本条提出的几项技术指标，并通过实物取样检测，合格后方可施工。

4.11.3 各种索具连接件形状各异，凹槽处透风差，容易积水。索具连接件又是管桥调节的连接点，必须等管桥最终调节完毕后才能施工索具的防腐层，而在高空进行热涂难度大，质量也难保证，因此建议采用包扎自交联粘胶带，并涂油密封。这样操作方便，质量可以得到保证。

4.11.4 输送热油管道常采用轻质、保温性能良好的聚氨酯泡沫保温材料，但必须在保温层表面采取防水保护层措施，否则雨水渗入保温层后会引起管道金属电化学腐蚀，降低管道使用寿命。

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