[發(fā)明專利]一種淺海吹填區(qū)海底管線保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310578343.1
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103557366A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐研;謝衛(wèi)東;王金偉;黃劍;李興建;柳軍生;任燚;張巖;孫立強;閆澎旺;郭炳川;霍知亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中交天航港灣建設(shè)工程有限公司
• 主分類號: F16L1/20
• 分類號: F16L1/20;F16L57/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 鄭乘澄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海底管線保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種淺海吹填區(qū)海底管線保護裝置。

背景技術(shù)

圍海造路是沿海地區(qū)緩解土地供求矛盾、擴大社會生存和發(fā)展空間的有效手段，具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。但是有時候圍海造路會對其周圍地上和地下的環(huán)境造成不可估量的影響。在圍海造陸過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)規(guī)劃區(qū)域覆蓋一些海底管線例如油氣管線等情況，海底管線通常承擔著關(guān)系經(jīng)濟民生的重要用途，因此在圍海造陸施工中必須對其進行專項的保護，以確保管線安全。

在圍堤、防波堤等水工結(jié)構(gòu)橫跨海底管線設(shè)置的保護海底管線的剛性結(jié)構(gòu)，稱為剛性體，例如大圓筒裝置。在吹填造陸范圍內(nèi)鋪設(shè)的海底管線，當管線通過剛性體由外海進入吹填區(qū)內(nèi)時，由于吹填，使管道上部的荷載大面積增加，同時由于管線很長，管線總處于局部荷載增加、局部荷載不變的狀態(tài)，吹填區(qū)內(nèi)吹填土產(chǎn)生的上覆重量會直接使管壁受到的應(yīng)力增加，局部荷載的增加致使交叉處的管線產(chǎn)生撓曲變形，在管道中產(chǎn)生附加的拉、壓應(yīng)力。如果管道中的附加應(yīng)力與管道在操作狀態(tài)下原有應(yīng)力（如溫度和內(nèi)壓引起的應(yīng)力）的組合超過管道材質(zhì)的屈服應(yīng)力時，管線將發(fā)生破壞。

鑒于此，我們引入了通過在應(yīng)力集中區(qū)域進行荷載分級過渡理論，從而在吹填完成后降低對管線的應(yīng)力影響，確保管線不受破壞。為了達到荷載分級過渡的目的，我們設(shè)計了分級荷載過渡的結(jié)構(gòu)形式，通過不同區(qū)段不同樁頂標高的形式，使得吹填過程中的管線上部荷載分級傳遞至海底管線以下土層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、安裝使用方便、有效的保護了海底管線的淺海吹填區(qū)海底管線保護裝置。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種淺海吹填區(qū)海底管線保護裝置，其特征在于：主要包括豎樁、斜樁、橫梁、縱梁以及蓋板，

其中豎樁分布在吹填區(qū)內(nèi)的海底管線的兩側(cè)，并且海底管線的單側(cè)至少設(shè)有一排豎樁；

在吹填區(qū)內(nèi)以剛形體為起點沿管線方向呈階梯式布局，并且是逐級增高；

在最外側(cè)豎樁上每隔一定距離設(shè)有一組斜樁；

在豎樁的上頂部垂直管線方向通過緊固件鋪設(shè)有橫梁；

在所述的橫梁上表面沿海底管線方向通過緊固件鋪設(shè)有縱梁；

在每個階梯面的縱梁上表面通過緊固件鋪設(shè)有蓋板。

本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施：

所述斜樁與海底管線的徑向方向的豎直斷面的夾角α為30°～50°；斜樁與海底管線軸線方向豎直斷面的夾角β為40°～50°。

所述緊固件采用耙釘、自攻螺絲或者綁扎構(gòu)件。

在所述相鄰豎樁之間通過緊固件固定安裝有桁架。

所述立樁與相鄰的橫梁之間設(shè)有斜撐。

所述的豎樁、斜樁、橫梁、縱梁以及蓋板均采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：由于本發(fā)明將采用上述防護結(jié)構(gòu)使管線上部的荷載呈臺階狀分級過渡，從而使施工區(qū)外側(cè)原地表荷載與施工區(qū)內(nèi)側(cè)完全吹填荷載之間管線所承受荷載可以均勻過渡，有效確保管線不發(fā)生大的彎曲變形突破極限應(yīng)力導致管道破壞，該法即減少了采用完全保護所投入的大量的人力、物力，又減少了其施工機械和能源的浪費，是一種即環(huán)保又經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明施工便捷，保護結(jié)構(gòu)頂面處于潮間區(qū)，盡量避免水下施工，所有上部結(jié)構(gòu)單體組裝，多斷面形成流水作業(yè)，可充分利用潮間時間；對工料機要求低，材料渠道寬，船機稍作改造便可施工，減少工前準備時間，可操作性強。經(jīng)濟效益主要表現(xiàn)在設(shè)計結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了在簡便工藝條件，可操作性強的施工方法下對海底管線形成有效安全的保護。全木質(zhì)結(jié)構(gòu)降低自重減弱剛性，可保證施工過程以及完工后的安全系數(shù)，對管線影響小，提高了安全性。

附圖說明

圖1是吹填區(qū)管線無防護結(jié)構(gòu)的荷載分布示意圖；

圖2是吹填區(qū)內(nèi)管線荷載分級過渡的荷載分布示意圖；

圖3是第一級分級過渡段的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的Ⅰ-Ⅰ剖面圖；

圖5是圖4中A部放大圖；

圖6是圖3的Ⅱ-Ⅱ剖面圖；

圖中：1、豎樁；2、斜樁；3、橫梁；4、縱梁；5、蓋板；6、桁架；7、斜撐；8、海底管線；9、剛性體；10、緊固件。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1至圖6，一種淺海吹填區(qū)海底管線保護裝置，主要包括豎樁1、斜樁2、橫梁3、縱梁4以及蓋板5，