佛山市顺德区港华燃气有限公司佛山
摘要：加强管道通过增加管道截面二次矩和截面系数，有效提高管道的跨距；通过计算，上、下加强板法的跨距分别增加28.6%、31.8%，下加强板法更优。
关键词：截面系数；下加强板
1前言
由于顺德区杏龙路快速化改造，在杏龙路与二环路十字路口设计增设跨线立交，其增建道路桥与现状运行压力0.2~0.36MPa的D406.4×7.9架空跨越河流燃气主干管道冲突，需要将燃气管道进行迁改。
根据现场勘察，河流两岸混凝土护墙的间距是28米，没有条件采用开挖直埋、随桥敷设及定向穿越的方式进行管道的迁改。第1版施工图在不通航河道两侧各设置一座钢管支架架空敷设，但是城建水利部门不允许在河道中设置钢管支架。因此需要找到燃气管道支架间距大于28米的架空跨越方法。
2方案比选
管道的跨度取决于管材的强度、截面二次矩、载荷的大小等，其最终的跨度应根据强度和刚度分别计算并取其中的最小值。
2.1现状管道的跨距
2.1.1按强度条件确定管道支架允许跨距
管道自重及各种载荷产生的弯曲应力不应超过管材的弯曲应力值，以保证管道的安全。
对于连续敷设、均布载荷的水平直管，支吊架最大允许跨距按式（1）[1]计算：
同理，依据公式（3），计算出D406.4×7.9直缝焊接钢管在刚度条件下的最大允许跨距为22.10m。
通过强度条件和刚度条件计算，D406.4×7.9直缝钢管的允许跨距取值为22m。显然，这不能满足28m的跨距要求，必须寻求增大跨距的方法。
2.2增大跨距的方法
2.2.1加大管径增加壁厚。
将燃气管道规格加大两级至D508×11，分别按强度、刚度条件计算的跨距依次为26.5m和25.7m，亦无法满足要求。
2.2.2设置桁架敷设管道
桁架敷设是较为常用的方法，这种设计结构外形比较宏伟、刚度大，同时投资和耗钢量大，经过现场仔细勘察后分析研究发现桁架方案并不合适：一是桁架方案需要22天，而工期是10天，无法满足要求；二是现场迁改管线众多，多专业交叉作业，空间不足，吊装困难；三是造价高，桁架敷设预估成本是直接跨越敷设的2.3倍，因此该方案也不获通过。
2.2.3采用拱形管道跨越
将钢管设计为圆弧形的无铰拱。经计算，拱管的矢高需3.5m。这种方法对施工制作及安装要求非常高，短期内很难实施；且规划部门认为拱管将影响城市景观，不推荐采用。
2.2.4采用吊索式跨越结构
其由水平拉杆、吊索、型钢梁和独立式管架组成。经计算，与管道水平跨越结构相比，需多用钢材2.1吨，且施工困难，工期需要30天，因此该方案也不采用。
2.2.5加强管道
采用局部加强管道的方法，在管道上方或下方焊接加强板，使截面二次矩及刚度都加大，从而达到增加跨距的目的，同时施工难度不大，亦能满足现场施工条件、工期等方面要求。
因此，选择加强管道的方案对杏龙路燃气管道迁改项目进行设计计算。
3加强管道计算
加强板一般用扁钢制成，在支吊架处管道上方焊接加强板的做法称为上加强板法；在支吊架跨距中部管道下方焊接加强板的做法称为下加强板法。
接下来分别对两种方法进行计算，择优选择。
3.1上加强板法
在管道上方焊接两块高250mm，厚20mm的钢板，上加强板截面见图1。
图1上加强板截面
3.1.1上加强板组合截面的重心位置按式（5）[1]计算：
图4下加强板加强的中压燃气管道
4结束语
（1）管道焊接加强板，提高了管道截面系数和截面二次矩，能增大管道的水平跨距。
（2）通过计算结果，下加强板法跨距增长值较上加强板法更大。
参考文献
[1]施振球，赵廷元，叶全乐，等.动力管道设计手册[M].北京：机械工业出版社，2011：479~483.
[2]张廷元，廖冬青，李昌盛，等.城镇燃气输配及应用工程施工图设计技术措施[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：115~132.
[3]宋琴.加强板在管道设计中的应用[J].热电技术，2014，2：23~24.