供水管道搭载市政桥梁过河工程实例(精)

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给水排水 Vol.36 No.8 2010

供水管道搭载市政桥梁过河工程实例

娄 善 良

(浙江省淳安县自来水公司,淳安 311700

摘要 介绍了淳安县自来水公司两根DN 500的城市供水管道成功搭载 城中湖大桥 过河的工程案例。分析了供水管道过桥可能对桥梁造成的外观、荷载等方面的影响。采用球墨铸铁管及T 型胶圈接口,计算了温差对管道的影响,并提出应对措施,最后介绍管道排气阀的安装经验。管道运行一年来安全可靠。

关键词 城市供水管道 市政桥梁 球墨铸铁管 温差 水锤 管道安装 排气阀

0 引言

城市供水管道过河一直是个难题,要么建管桥,要么从河床穿越,施工难度大,造价高,难维护。管桥还占用城市空间,影响美观。淳安县自来水公司2009年在千岛湖的 城中湖大桥 上成功搭载了两根DN 500的城市供水管道,一年来运行情况良好。造价和城市道路安装管道相同,比单独建管桥或穿越河床要低很多,更重要的是检修维护很方便。

千岛湖上的 城中湖大桥 为市政桥梁,全长449m,为五跨连续刚性结构,总宽度为20.5m,其中车行道宽15m,两边人行道宽2m 2.75m 。设计荷载:城-A 级,桥梁设计安全等

级为一级,桥梁设计基准期为100a 。城中湖大桥涉水宽度400m,水深40m 。供水管道在此穿过,由于湖面太宽,建管桥或敷设湖底管道难度都很大,造价也高。经与建设主管部门及桥梁设计单位协商,两根DN 500的城市供水管道搭载在桥梁的人行位置。供水管道能否搭载桥梁过河,主要考虑是否能解决其可能对桥梁造成的影响,以及运行是否安全可靠。1 对桥梁造成的影响及解决方法1.1 供水管道在桥梁上的位置

供水管道在桥梁上的安装位置见图1、图2。人行道的架空层内搭载了三种管道,除供水管道外还有电力、通信管道(电信、移动、联通、广电,排管原则是重质管道排在内侧,轻质管道排在外侧,所以供水管道被安排在靠近车行道的位置。人行道架空层的高度最小限度满足供水管能穿过。1.2 对行人、行车、桥梁外观的影响

图1 桥梁横断面

图2 人行道断面从图2可以看出,人行道被抬高了65cm,在桥

的两头人行道要加一个6m 长的10%的斜坡,对行人有一点影响。从图1可以看出,没有改变车行道,对行车没有影响。对桥的美观也没有影响,因为车行道和人行道之间,桥梁按规范设计100cm 高的防撞墙,从车行道上看防撞墙遮挡了人行道的抬升高度。人行道提高了,相应的护栏也提高了,对行人是安全的。

1.3 对桥梁荷载的影响

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考虑供水管道及管道支墩的重量对桥梁的垂直作用力。以两根DN 500管道为例,分布在桥梁上的线性荷载为8kN/m,与桥梁的结构荷载500kN/m 相比微不足道,在桥梁设计时予以考虑就可以了。1.4 水锤冲击力对桥梁的影响

供水管道正常的水流对桥梁没有影响,水锤的冲击力可能对桥梁产生危害。消除的办法是: 桥梁上管道要直线布置,不要设置阀门,桥两头装阀门要远离桥梁10m 以上; 按规范设置管道支墩,支墩应为简支墩,不能把管道卡死; 选用柔性接口的管道可分散水锤的冲击力;

在桥梁两头的桥台部位,用混凝土将管道浇固,可以减小水锤对桥梁的冲击力。2 管道安装

2.1 管材选用

经多方比较,我们选用了K9级球墨铸铁给水管,T 型胶圈接口,理由为: K9级球墨铸铁给水管强度高,工作压力等级为2.5M Pa,是一般城市供水压力的5倍; 球墨铸铁给水管标准长度为6m,T 型胶圈接口为柔性接口可随温度变化自由伸缩,可以吸收车辆行驶引起的桥梁震动,分散水锤的冲击力; 成品球墨铸铁给水管,厂家按照国家标准已经做了内外防腐,防腐性能远比钢管好,无需再做防腐处理; 安装简便快速,449m 管道用了两天就安装完毕。 占用空间小,没有法兰,贴桥面安装,支墩小。DN 500球墨铸铁管的大头外径为60cm,人行道架空仅为65cm 。2.2 温度的影响

主要考虑一年四季温差引起的桥梁热胀冷缩对供水管道的影响。热胀冷缩量 L 的计算见式(1。

L = T max L

(1

式中 钢筋混凝土桥梁的线膨胀系数,1.2 10-5

m/( m;

T max

桥梁可能遇到的最大温差, ;

L 桥梁长度,m 。

本案例桥长L =449m,年最大温差 T max =60 , L =1.2 10-5

60 449=0.32(m。

该桥是连续刚性结构桥梁,只在桥两头设计伸缩缝,每一头的伸缩量为0.16m 。伸缩缝处是管道最容易漏水的地方,如果处理不当,后患无穷。

由于选用了球墨铸铁给水管,我们在桥两头伸

缩缝设置了普通的球墨铸铁给水管双承套筒,T 型胶圈接口,注意要用贯通的套筒。这是因为T 型胶圈比常规伸缩器胶圈粗5倍,既能伸缩又能吸收桥梁的振动和水锤的冲击力。

套筒的长度为承口长度(120mm 加上 L /2的长度,本案例为400m m 。套筒固定在桥台侧,桥梁上的管道伸入套筒的长度按施工时的气候温度确定,计算见式(2:

l =120+ 1000(T 1-T 0 L /2

(2

式中 l 伸入套筒的长度,mm;

T 1 桥梁施工时的温度, ;

T 0 桥梁设计可能遇到的最低温度, 。桥梁的伸缩缝处两边的管道都要固定。我们采取了在桥梁结构混凝土内预埋钢筋,在管道施工时与管道焊牢并用混凝土浇固。钢筋和球墨铸铁管的焊接方法可参见文献[1]。

2.3 排气阀安装

供水管在道路上是埋地的,过桥要从地下爬起到桥面上,过桥后又转入路面下,一般桥中间都有起拱,在桥梁的最高处安装自动排气阀是必要的。由于人行道上方不可能安装自动排气阀,采取泄水三通反上位安装的方法,将排气管引出人行道外面后安装自动排气阀(见图3。

图3 自动排气阀安装

3 运行效果

以上各项技术措施都得到了桥梁建设、设计、监理、施工方的支持。工程竣工后,经过一年的供水运行,没有出现任何问题,证明是安全可靠的。如万一管道漏水,维修也很方便,只要揭开人行道盖板就能修理。

4 工程造价

该工程实例DN 500过桥给水管包括阀门配件

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河北省南水北调配套工程廊坊干渠输水管材选择

倪 治 斌

(河北省水利水电勘测设计研究院,天津 300250

摘要 对河北省南水北调配套工程廊坊干渠工程输水管材选择进行了介绍。针对球墨铸铁管、钢管、预应力钢筒混凝土管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢复合管等5种管道,从性能、应用实例、直接造价等方面进行了比选,最后选用预应力钢筒混凝土管(PCCP。

关键词 南水北调 中线工程 廊坊干渠 输水管材 球墨铸铁管 钢管 预应力钢筒混凝土管 预应力钢筋混凝土管 玻璃钢复合管 南水北调中线工程通水后,廊坊干渠向沿途的涿州、松林店、固安县、固安电厂、永清县及廊坊市区供水,是河北省南水北调配套工程的重要组成部分。在南水北调中线工程正式通水前,利用已实施的南水北调中线京石段应急供水工

程,从河北省的岗南、黄壁庄、王快、西大洋水库引水,通过廊坊干渠输水到廊坊的广阳水库向廊坊市区供水。廊坊干渠总长80km ,工程概算总投资约178147.39万元。最大引水流量11m 3/s 。全线采用2排三种管径的预应力钢筒混凝土管(PCCP输水,其中2排DN 2400管道44.37km 、2排DN 2200管道17.45km 、2排DN 2000管道18.18km 。管道工作压力分别为0.6MPa 和0.8MPa 。管道覆土厚度一般为1.8~2m 。

1 管材种类及其应用实例

在长距离输水工程中,常用的管材有球墨铸铁管、钢管(SP、预应力钢筒混凝土管(PCCP、预应力钢筋混凝土管(PCP、玻璃钢复合管(GRP。1.1 球墨铸铁管

球墨铸铁管的特点是强度高、韧性大、耐腐蚀能力强;管道的柔性较好、且管口之间采用柔性接口,有很强的适应地基变形和抗震能力,施工安装方便。大口径球墨铸铁管价格较高。北京水源九厂二期工

程密云至怀柔输水管线总长约36km,其中除密云水库至取水站的2.8km 引水隧洞和约1.2km 的钢管外,其余32km 全部为DN 2600球墨铸铁管。黄河水源太原市城市给水工程中,滨河东路(柴村~学府街段输水管线亦采用了DN 2000~1400球墨铸铁管,其长度为13.4km 。

1.2 钢管

钢管应用历史悠久,范围广。钢管的优点是适应性强,加工灵活方便,可承受较高的内压。其缺点是不宜承受较大的外荷载,防腐麻烦。国内著名的引滦入津工程(全长234km,

亦分别选用了DN 2500(长10.67km、DN 1800(长3.67km的钢管。辽宁省大连市引碧入连三期工程输水规模67万m 3/d,工作压力为1M Pa 。工程采用管径DN 2000钢管

安装费,总造价为124.43万元,管道总长度为1066m,每米管道造价为1167元,和道路上埋设管道造价相当,约是水下敷设过河管道造价的1/2,约是建管桥过河造价的1/4。

5 其他类似工程可能遇到的问题

(1如供水管径很大,使人行道抬得太高,可分成几根管道过桥,降低人行道的高度。人行道抬高不应超过防撞墙的高度,宜低于防撞墙20cm 以上。

(2北方需做保温防冻处理。

参考文献

1 娄善良.球墨铸铁给水管电焊法抢修技术.设备信息,2006,(2:

62~63

通讯处:311700淳安县千岛湖镇开发路500号

电话:139********

E mail:CAL SL 2004@yahoo.com.cn 收稿日期:20100419