阅读说明：本技术 大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统及工艺 (Large oil-gas pipeline crossing anchorage prestress system integrated protection system and process ) 是由 张�杰 *** 王志强 曾洁 徐云川 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统及工艺,包括：设置第一、二定位支撑板及二者之间的刚性支架和多个刚性预应力防护材料填充管,从每个填充管两端分别引出相应高于第一、二定位支撑板的第一、二支管；在第一、二定位支撑板之间浇注混凝土,待混凝土凝固并达到预定张拉强度后,将多组预应力刚性绞线分别穿过填充管,并通过锚具压紧锚固座以达到预定张拉值；通过第一支管注入防护砂浆,至砂浆从第二支管稳定排出后,封闭第一、二支管。本发明能够提高跨越锚碇的张拉能力,满足大型油气管道跨越结构的需求；尤其适用于管道直径和重量不低于0.7m和10kN/m且跨越长度不低于180m的大型油气管道跨越结构。(The invention provides a large-scale oil and gas pipeline crossing anchorage prestress system integrated protection system and a process, which comprises the following steps: arranging a first positioning support plate, a second positioning support plate, a rigid support and a plurality of rigid prestress protection material filling pipes between the first positioning support plate and the second positioning support plate, and respectively leading out a first branch pipe and a second branch pipe which are correspondingly higher than the first positioning support plate and the second positioning support plate from two ends of each filling pipe; pouring concrete between the first positioning support plate and the second positioning support plate, after the concrete is solidified and reaches a preset tensile strength, respectively penetrating a plurality of groups of prestressed rigid stranded wires through the filling pipe, and tightly pressing the anchoring seat through an anchorage device to reach a preset tensile value; and injecting protective mortar through the first branch pipe, and sealing the first branch pipe and the second branch pipe after the mortar is stably discharged from the second branch pipe. The invention can improve the tensioning capacity of the crossing anchorage and meet the requirement of a crossing structure of a large oil-gas pipeline; the method is particularly suitable for large oil and gas pipeline crossing structures with the pipeline diameter and weight not less than 0.7m and 10kN/m and the crossing length not less than 180 m.)

大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统及工艺

技术领域

本发明涉及大型油气管道跨越结构施工技术领域，具体来讲，涉及一种大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统及工艺。

背景技术

现有的管道跨越结构，其锚碇系统通常采用传统锚杆加锚固座的方式。然而，随着跨越结构的逐渐大型化，传统的锚杆加锚固座的方式难以适应。此外，对于传统桥梁预应力体系而言，其采用独立的预应力束与独立的桥梁缆索相连的方式实施，因此独立的预应力束可以采用成熟的预应力锚固件。

然而，由于大型油气管道跨越结构具有诸多不同于传统桥梁的结构，例如，大型油气管道跨越结构多采用单束缆索、以及特定的锚固座和连接结构，所以传统的桥梁及其预应力锚固件无法有效应用于大型油气管道跨越结构。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种适用于大型油气管道跨越结构的锚碇预应力体系集成防护系统及工艺。本发明的另一目的在于提供一种适用于管道直径和重量分别为Φ600mm以上和10kN/m以上、且跨越的长度为180m以上的大型油气管道跨越结构的锚碇预应力体系集成防护系统及工艺。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护工艺，所述预应力体系集成防护工艺包括以下步骤：紧贴锚固座设置第一定位支撑板和与第一支撑定位板相向的第二定位支撑板，并在第一定位支撑板与第二定位支撑板之间设置刚性支架以及多个刚性预应力防护材料填充管，并且所述每个填充管的第一端和第二端分别与第一定位支撑板和第二定位支撑板接触，且第一支撑板与每个填充管的接触位置开设第一通孔，第二支撑板与每个填充管的接触位置开设第二通孔，所述锚固座与第一支撑板的多个第一通孔对应的位置也设有多个第三通孔；从所述多个填充管中的每个填充管的第一端引出第一支管，第一支管的末端高出第一定位支撑板，并从所述多个填充管中的每个填充管的第二端引出第二支管，第二支管的末端高出第二定位支撑板；在第一定位支撑板和第二定位支撑板之间浇注混凝土，待混凝土凝固并达到预定张拉强度后，将多组预应力刚性绞线中的每组刚性绞线穿过第三通孔、第一通孔、填充管和第二通孔，并通过锚具压紧锚固座以达到预定张拉值；通过第一支管注入防护砂浆，直至防护砂浆从第二支管稳定排出后，封闭第一支管和第二支管。

本发明的另一方面提供了一种大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统，所述预应力体系集成防护系统包括锚固座、第一定位支撑板、第二支撑定位板、刚性支架、多个刚性预应力防护材料填充管、多个第一支管、多个第二支管、混凝土、多组预应力刚性绞线、锚具和防护砂浆，其中，所述第一定位支撑板紧贴锚固座设置并开设有多个第一通孔，第二定位支撑板与第一支撑定位板相向设置并开设有多个第二通孔，锚固座与第一定位支撑板的所述多个第一通孔的对应位置开设有多个第三通孔；所述刚性支架和多个刚性预应力防护材料填充管设置在第一定位支撑板与第二定位支撑板之间，每个填充管具有与第一定位支撑板的一个第一通孔连接的第一端、以及与第二定位支撑板的一个第二通孔连接的第二端；多个第一支管中的每个第一支管都与一个填充管的第一端的侧部连通并且延伸至高出第一定位支撑板的高度，多个第二支管中的每个第二支管都与一个填充管的第二端的侧部连通并且延伸至高出第二定位支撑板的高度；所述混凝土浇注在第一定位支撑板和第二定位支撑板之间；所述多组预应力刚性绞线中的每组刚性绞线都穿过第三通孔、第一通孔、填充管和第二通孔，并通过所述锚具实现以预定张拉值对锚固座进行紧固；防护砂浆通过第一支管灌注到填充管中，并充满第一支管、填充管和第二支管。

在本发明的一个示例性实施例中，所述预定张拉值可以为60％～80％设计强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够提高跨越锚碇的张拉能力，满足大型油气管道跨越结构的需求；尤其适用于管道直径和重量不低于700mm、重量不低于10kN/m且跨越长度不低于180m的大型油气管道跨越结构。

附图说明

图1示出了本发明的大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统的一个示例性实施例的结构示意图。

图2示出了本发明的大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统的一个示例性实施例的主体结构在浇注混凝土前的实物图。

图3示出了本发明的大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统的一个示例性实施例的压紧锚固座后的实物图。

附图标记说明如下：

1-锚固座、2-第一定位支撑板、3-第二支撑定位板、4-刚性预应力防护材料填充管、5-第一支管、6-第二支管、7-预应力刚性绞线、8-锚具、9-螺旋筋。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统及工艺。这里，所述大型油气管道的直径可以为Φ600mm～Φ1420mm，甚至更大，重量可以为10kN/m～30kN/m，甚至更重，跨越的长度可以为180m～360m，甚至更长。

在本发明的一个示例性实施例中，大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护工艺可由以下步骤实现：

首先，以预定间距平行设置第一定位支撑板2(也可称为前定位支撑板)和第二定位支撑板3(也可称为后定位支撑板)。例如，第一、二定位支撑板可以立于地面的方式设置。第一定位支撑板紧贴锚固座1非连接缆索的一面设置。在第一定位支撑板与第二定位支撑板之间设置刚性支架、以及多个刚性预应力防护材料填充管4。这里，刚性支架可由彼此交错的多个钢条或钢筋组合构成。每个刚性预应力防护材料填充管(以下可简称为填充管)可以为直钢管，其内径尺寸可以为50mm～200mm。此外，还可在每个刚性预应力防护材料填充管4的外圆周缠绕螺旋筋9。每个填充管的一端(例如，第一端)与第一定位支撑板接触，其另一端(例如，第二端)与第二定位支撑板接触。多个填充管可以彼此平行地设置在第一定位支撑板与第二定位支撑板之间，并与第一定位支撑板和第二定位支撑板呈基本垂直的角度。第一支撑板与每个填充管的接触位置均开设有一个第一通孔；第二支撑板与每个填充管的接触位置均开设有一个第二通孔；锚固座与第一支撑板的多个第一通孔对应的位置也开设有相应数量的第三通孔。也就是说，锚固座的一个第三通孔、第一定位支撑板的一个第一通孔、一个填充管的中空、以及第二定位支撑板的一个第二通孔串联构成一个可供刚性绞线通过的通道，并且每个填充管均对应于一个这样的可通过刚性绞线通过的通道。另外，从每个填充管的第一端可引出一个第一支管5，且第一支管的长度足以使该第一支管的末端高出第一定位支撑板；并且从每个填充管的第二端引出一个第二支管6，且第二支管的长度足以使该第二支管的末端高出第二定位支撑板。也就是说，每个填充管都连接有一个第一支管和一个第二支管。第一支管和第二支管可以为弯曲的钢管。

然后，在第一定位支撑板和第二定位支撑板之间浇注混凝土，待混凝土凝固并达到预定张拉强度后，将多组预应力刚性绞线7(也可称为刚性绞线)中的一组刚性绞线顺序穿过第三通孔、第一通孔、填充管和第二通孔，或者顺序穿过第二通孔、填充管、第一通孔和第三通孔，并通过锚具8固定每组刚性绞线以压紧锚固座，从而达到预定张拉值。前述混凝土所达到的预定张拉强度可以为60％～80％设计强度；所述预定张拉值可以为60t～400t。一组刚性绞线的数量可以为一个或两条以上。预应力刚性绞线的数量可以为填充管的数量的整数倍，且能够满足每个填充管均具有一条或两条以上的刚性绞线。预应力刚性绞线可以为钢绞线。

接下来，通过多个独立的第一支管分别注入防护砂浆，直至防护砂浆从相应的第二支管稳定排出后，封闭该第二支管以及该第二支管对应的第一支管，直至封闭每个填充管对应的第一支管和第二支管，从而形成大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统。

如图1所示，在本发明的另一个示例性实施例中，大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护工艺可以通过以下方式实现。这里，大型油气管道的直径为Φ900以上，重量为20kN/m，跨越的长度为主跨240m。

首先，在锚碇混凝土浇筑之前，设置第一、二定位支撑板、钢支架和多个填充管，作为应力体系的主体结构。图2示出了该主体结构在浇注混凝土前的实物图。然后，在每个填充管的靠近第一定位支撑板的部位和第二定位支撑板部分分别开设一个孔，孔的大小根据注浆量的需求而定，开孔后采用分别采用两根独立的第一支管和第二支管引出，且第一支管和第二支管的末端(例如，不与填充管连接的上端)的断面高于锚碇混凝土顶部，以使形成多组独立的注入及出浆子系统。

随后，待锚碇混凝土浇注完毕并达到70％的张拉强度后，通过预应力防护材料填充管穿入预应力钢绞线，并通过锚具压紧锚固座进行张拉，达到设计拉力的预定张拉值，实现锚固座与锚碇的受力传递。图3示出了压紧锚固座后的实物图。

接下来，在锚碇后部通过每一根独立的第一支管注入钢绞线防护砂浆，待砂浆从第二支管稳定出浆后，封闭该束预应力通道，从而形成大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统。

在本发明的又一个示例性实施例中，大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统由锚固座1、第一定位支撑板2、第二支撑定位板3、刚性支架(图2中示出)、多个刚性预应力防护材料填充管4、多个第一支管5、多个第二支管6、混凝土、多组预应力刚性绞线7、锚具和防护砂浆构成。

第一定位支撑板紧贴锚固座非连接缆索的一面设置并开设有多个第一通孔，第二定位支撑板与第一支撑定位板相向设置并开设有多个第二通孔，锚固座与第一定位支撑板的所述多个第一通孔的对应位置开设有多个第三通孔。

刚性支架和多个刚性预应力防护材料填充管设置在第一定位支撑板与第二定位支撑板之间，且每个填充管均具有与第一定位支撑板的一个第一通孔连接的第一端、以及与第二定位支撑板的一个第二通孔连接的第二端。刚性支架可由彼此交错的多个钢条或钢筋组合构成。每个刚性预应力防护材料填充管(以下可简称为填充管)可以为直钢管，其内径尺寸可以为100mm。

多个第一支管中的每个第一支管都与一个填充管的第一端的侧部连通，并且延伸至高出第一定位支撑板的高度；多个第二支管中的每个第二支管都与一个填充管的第二端的侧部连通，并且延伸至高出第二定位支撑板的高度。每个填充管均对应连接一个第一支管和一个第二支管。第一支管和第二支管可以为弯曲的钢管。

所述混凝土以浇注的方式设置在第一定位支撑板和第二定位支撑板之间，并以所述刚性支架和多个刚性预应力防护材料填充管为骨架。

多组预应力刚性绞线中的每组刚性绞线都顺序穿过一组串联的第三通孔、第一通孔、填充管和第二通孔、或者穿过一组串联的第二通孔、填充管、第一通孔和第三通孔，并通过所述锚具实现对锚固座进行紧固，从而达到预定张拉值。一组刚性绞线的数量可以为一个或两条以上。预应力刚性绞线的数量可以为填充管的数量的整数倍，且能够满足每个填充管均具有一条或两条以上的刚性绞线。预应力刚性绞线可以为钢绞线。

防护砂浆通过对应的第一支管灌注到每个填充管中，并充满第一支管、填充管和第二支管，直至每个填充管及其对应的第一支管和第二支管均灌注满防护砂浆，并封闭所有第一支管和第二支管，从而形成大型油气管道跨越锚碇预应力体系集成防护系统。

综上所述，本发明能够提高跨越锚碇的张拉能力，满足大型油气管道跨越结构的需求，尤其适用于管道直径不低于Φ700mm、重量不低于10kN/m且跨越长度不低于180m的大型油气管道跨越结构。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。