[發明專利]燃氣管道淺埋防護結構設計及防護效果測試分析方法

有效

• 申請號: 200910055827.1
• 申請日: 2009-08-03
• 公開（公告）號: CN101615210A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 陶志鈞;周偉國;何建春
• 申請（專利權）人: 上海煤氣第二管線工程有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01L1/22
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 峰

技術領域

本發明涉及燃氣管道施工技術，尤其涉及一種燃氣管道淺埋防護結構設計及防護效果測試分析方法。

背景技術

隨著城市建設的發展和人口密度的增加，城市燃氣輸配管網的安全運行問題也日益突出，影響城市燃氣輸配管網安全性的因素有很多。

為了減少對埋地燃氣管道可能的損害，針對不同的路面情況，現有的《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-2006)中第6.3.4條規定，地下燃氣管道(壓力不大于1.6MPa)埋設最小覆土厚度(路面至管頂)應符合下列要求：

1)埋設在機動車道下時，不得小于0.9m。

2)埋設在非機動車道(含人行道)下時，不得小于0.6m。

3)埋設在機動車不可能達到的地方時，不得小于0.3m。

4)埋設在水田下時，不得小于0.8m。

雖然上述規范中規定了不同路面地下燃氣管道最小埋設深度的要求，但由于城市地下管網線路和結構復雜，各類管道縱橫交錯。有些場合進行燃氣管道敷設時確實無法完全滿足規范中的埋設深度要求。如碰到由于地下其他管道、特殊地下構造等的影響，必須視施工現場具體情況，采取相應的防護措施，以減少管道埋設深度。

因此，上述規范中又注明“當不能滿足上述規定時，應采取有效的安全防護措施”，以減輕或抵消因淺埋而帶來的風險。

但是，當燃氣管道敷設無法滿足規范中的埋設深度要求的情形發生時，上述“安全防護措施”都是根據經驗來實施，缺乏量化的標準。

由于沒有精確的分析和計算方法，對淺埋的燃氣管道的安全防護效果難以量化，因此安全防護施工要么標準太高形成“過保護”，造成施工資源的放空；要么標準太低形成“欠保護”，造成保護效果不佳，埋地燃氣管道的安全性太低。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種步驟簡單、施行方便的燃氣管道淺埋防護結構的設計以及防護效果的測試分析方法，以實現對防護施工效果的量化考量。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種步驟簡單、實施方便、防護效果好的燃氣管道淺埋防護結構設計及防護效果測試分析方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種燃氣管道淺埋防護結構設計及防護效果測試分析方法，至少包括以下步驟：步驟一，建立燃氣管道的淺埋防護結構模型，根據有限元分析法計算所述淺埋防護結構模型的受力情況，獲得所述淺埋防護結構模型中的燃氣管道的理論受力數據；步驟二，利用燃氣管道淺埋防護施工效果測試系統，獲得實測的燃氣管道的測試受力數據；步驟三，將所述測試受力數據與所述理論受力數據比對，以驗證并優化所述有限元分析法；步驟四，根據優化后的所述有限元分析法，設計燃氣管道淺埋防護分析軟件；所述燃氣管道淺埋防護分析軟件根據有限次的模擬計算，建立不同工況中各參數間的關聯；步驟五，利用所述燃氣管道淺埋防護分析軟件，根據經濟性最優化原則，優選最佳的燃氣管道淺埋防護結構方案。

本發明的較佳實施方式中，在步驟一中，所述有限元分析法需要的參數包括埋深數據、內壓數據、外載數據、管道內徑數據、管道壁厚數據、回填土數據。

在本發明的較佳實施方式中，在步驟二中，至少包括以下步驟：首先，選取測試用土體并在所述土體中開挖至少一測試溝；選取一實測的燃氣管道；在燃氣管道外表面上布置多個應變片；多條導線分別與各所述應變片電連接，所述多條導線的另一端與外設的電阻應變儀電連接；測試管道通過耐壓皮管與外設的空壓機連接；然后，將燃氣管道埋入所述測試溝并填土；在所述測試溝內、燃氣管道的上方設置防護結構；其后，對燃氣管道加壓以進行內壓測試；保存所述電阻應變儀測得的各所述應變片的應變值；最后，根據獲得的所述應變值計算燃氣管道承受的應力。

采用上述測試系統，可以簡單準確地獲得燃氣管道在各種工況下的實測的受力數據。

在本發明的較佳實施方式中，在所述步驟二中，在燃氣管道的中部沿環向方向布置所述應變片，并且同時在燃氣管道的頂部沿軸向均勻布置所述應變片。

本發明通過上述方法，對淺埋的燃氣管道的安全防護結構做了優化的設計，對防護效果做出了比較精確的分析和計算，使燃氣管道淺埋防護效果得以量化，既克服了現有技術中防護結構容易形成過保護的現象，也避免了防護結構可能出現的欠保護現象，極大地有助于燃氣管道淺埋防護施工的實施。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發明的方法一具體實施例中的測試系統示意圖。

具體實施方式