山区长输管道施工轻轨小车力学计算.pdf

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1、第20卷第3期江汉石油科技V01．20No．32010年9月JIANGHANPETROLEUMSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．2010山区长输管道施工轻轨小车力学计算龚茂银(江汉石油管理局油田建没工程公司)摘要伴随着国家管道建设工程的兴起，各种自然环境下的管道施工工艺、工装的研究，成为每一个施工企业提高施工技术和工作效率，增强市场竞争力的一种手段。所述的轻轨小车，是解决山区路段管道运输的一种比较好的方法，通过实践的运用，取得了较好的效果，对山区段长输管道的施工具有一定的参考价值。关键词长输管道轻轨小车力学计算川气东送管道工程是国家重点管道建设工程之部分为地处四川与湖

2、北交界的山区段，山高、坡陡，一，管道设计规格为1016x22，L=12m，单根管重管道的运送方案是该项工程施工的一个非常关键的(含防腐层)W=6772kg，我公司承建的施工标段大环节，要求操作方便、安全、灵活，经过现场考察论鞋轴(4530／40)最重桀(Q235～A[200~75~9)车轮，／J承重轴(20114x6)轨道／／●轴套＼{=、乜土}l十‘rlll1l{}J：铜管(1o16×22L：12m)JIl一ll恩质量：6772kgll；IJ『II』一斗王{-1。。0一一1O(}0O一一10。。一一图1轻轨小车运管平面示意图证，确定了采用轻轨小车作为管道的运送方法。根据山区管道施

3、工的特点，管道运送方式分为水平运送和坡向运送两种，轻轨在垂直于管道轴线1轻轨小车运管示意图(见图1)方向上始终处于同一平面上。3受力分析2工作原理根据工程实际经验，承载件的接触面一般不容钢管由两台轻轨小车运送，通过钢丝绳将钢管紧固在小车上，使钢管、小车连接成为一个整体，牵作者简介龚茂银，男，工程师，1983年毕业于承德石引设备牵引小车在轨道上运行。主要承载部件为：油学校，2001年毕业于江汉石油学院，从事金属容器制造技轮轴、承重轴、承重梁。术管理工作多年。3期龚茂银：山区长输管道墼塾!主堂盐·61·易发生挤压破坏的塑性变形，且即使产生局部的塑川气东送管道用钢管规格为~1016，长度

4、12m，性变形，也不影响装置的正常使用；根据工程材料力最大厚度为22ram，考虑防腐层后，总质量m=学原理，钢材的挤压许用应力[]等于(1．7～2．0)6772kg，静载荷G=mg=66366N。倍许用拉应力[]，因此，将轻轨小车受力构件简化在一般情况下，运送钢管时，两台小车的间距为为弹性体，不需进行挤压强度校核。10m，两端分别外伸lm．其它情况的受力基本相同，轻轨小车的运管速度小于80m／rain，属低速状计算数据变化不大。态；承压连接件之间间隙相对较大(3．5mm≥a≥0．3．1钢管水平运送状态下25ram)，对动载荷起到了较好的缓冲作用，因此运管水平运送状态重量分别由2台小

5、车平均承担，过程中的动载荷较小，可以忽略不计，受力计算按静每台小车的受力均为钢管重量的1／2，其受力状态载荷考虑，静载荷G等于钢管的总重量。见图2。F1F2‘／lA{B(x=)5ooo一一。G_j00吐0=)]0000_J00[L图2水平运管状态受力分析图根据受力平衡：即1～=44729N作为小车应力校核的载荷。F1+=G坡向状态的小车A的受力比水平状态的受力根据力矩平衡，以A点小车为支点：大，因此，小车的应力校核按坡向状态计算且仅对单=y台小车A的受力进行校核。已知：G=66366N14应力校核F1==÷G=33183N二4．1轮轴的应力校核3．2钢管坡向运送状态下轮轴的受力状况

6、见图4。单台小车4根轴，每坡向运送状态下处于位置较低的小车受力较大，见图3。根轴承受的集中载荷为寺F1一=11182N．轮轴两端运管坡度越大，F1就越大，将运管极限角度按直径qb30，中部直径,I)40，长度lOOmm，材质45#，查70。考虑(实际运管的坡向角度<70。)。GB／T699—1999，=600MPa，or，=355MPa，对or6安根据受力平衡：全系数取3，对O"a安全系数取1．6，许用拉应力[叮]F1+F2=G根据力矩平衡，以A点小车为支点：为警、中的较小值：G=F2y已知：G=66366N：200MPa羔G：21637N：=222MPa，，F1=44729Nro

7、-]=200MPaF】>F2·62·江汉石油科技20卷[]=(0．6—0．8)[Of"]取小值：[]=0．6[or]=120MPa(1)1-1截面的剪应力校核根据受力平衡和力矩平衡，在1-1截面的剪力Q=1×F1=一吉×44729N=5591N剪切面积：．s=11T口2=-,rr30z=707剪应力：．r：号：7．9MPa<[下]1—1截面的剪应力校核合格。(2)2—2截面的弯曲剪应力校核在2-2截面轴弯曲时的剪应力：．r2-2截面的剪力Q’：Q=5591N剪切面积：