[发明专利]埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统及验证方法

说明书

埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统及验证方法，自平衡系统包括管线、承台板、至少一对挡墩和地基基础，承台板设于管线的下方，管线包括非平直段和平直段，至少一对挡墩设于管线的平直段的端部，非平直段和平直段之间为承插连接，地基基础沿管线的铺设方向设于承台板的下方。管线、承台板、挡墩和地基基础形成了自平衡受力体系，本发明涉及的埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统利用自平衡受力体系，将流体对管线产生的作用力转化系统内部的力，并利用各个部件的刚度提供反力，避免承插连接被破坏，实现自平衡效果，受力更合理，成本更低。

技术领域

本发明属于石油化工、天然气、市政给排水技术领域，更具体地，涉及一种埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统及验证方法。

背景技术

随着工业化的不断发展，能源日趋多样化，以满足经济发展和环境保护的需要。石油化工、天然气、市政给排水等应用管线输送，如液化天然气接收站建设过沉重，通常采用海水作为天然气气化的热源，而海水管线由于海水介质腐蚀性的影响，多采用玻璃钢材质。新生产工艺的不断出现，使得承插连接的大直径埋地承压管线应用越来越普遍。由于大直径埋地承压管线路由长、推力大、对沉降变形敏感，所以对地基处理和基础设计要求高，形成地基处理工程量大，施工周期长和造价高，因此，需要设计一种新的大直径埋地承压管线地基基础系统，以使管线不被破坏，降低建造成本，提高安全度。

发明内容

本发明的目的是提供一种埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统及验证方法，减少工程造价，提高结安全度。

为了实现上述目的，本发明提供一种埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统，所述系统包括管线、承台板、至少一对挡墩和地基基础，所述承台板设于所述管线的下方，所述管线包括非平直段和平直段，至少一对所述挡墩设于所述管线的平直段的端部，所述非平直段和所述平直段之间为承插连接，所述地基基础沿所述管线的铺设方向设于所述承台板的下方。

优选地，所述管线的非平直段包括弯头段、变径段、三通连接处或堵头连接处，所述平直段为多个，相邻的两个所述平直段承插连接或通过非平直段连通。

优选地，所述管线为承压管线。

优选地，所述承台板在两个所述挡墩之间无缝设置。

优选地，所述挡墩与所述承台板的材质均为钢筋混凝土，所述挡墩、所述管线和所述承台板通过浇筑成型。

优选地，所述地基基础为桩基或天然地基。

优选地，所述桩基由钢筋混凝土浇筑而成，每个所述桩基与所述承台板底部通过浇筑相连接。

优选地，所述管线的材质为玻璃钢、混凝土或碳钢。

本发明还提供一种上述的埋地承压大直径承插连接管线的自平衡系统的验证方法，所述所述方法包括：

计算流体对所述管线的作用力，并确认在所述作用力下的所述挡墩的位移是否符合限位要求；

根据所述作用力获取所述承台板的拉应力，通过调节所述承台板的截面的大小，使所述拉应力小于所述承台板的材质的抗拉强度，从而获取所述承台板受拉应力未开裂时的第一抗拉刚度；

对所述承台板进行有限元分析模拟非受力裂缝情况，考虑非受力裂缝因素的影响，对所述承台板的所述第一抗拉刚度进行修正，获取第二抗拉刚度；

根据所述第二抗拉刚度、所述承台板的截面和所述管线的作用力，再次通过有限元分析获取所述承台板的端部的位移，即所述挡墩的位移，，并确认所述位移是否符合限位要求。

优选地，所述限位要求为所述管线的所述承插连接不被破坏时的最大位移。