24m大型管道拉運(yùn)拖車后支點(diǎn)平衡位置的選定

楊春生

（中國(guó)石油天然氣管道局第二工程分公司，江蘇徐州221008）

24m大型管道拉運(yùn)拖車后支點(diǎn)平衡位置的選定

楊春生

（中國(guó)石油天然氣管道局第二工程分公司，江蘇徐州221008）

長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)大型長(zhǎng)輸管道建設(shè)都是將批量單管從轉(zhuǎn)運(yùn)站拉運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，全部焊接工作都在現(xiàn)場(chǎng)完成，這樣既不能充分利用運(yùn)管拖車功率，也使現(xiàn)場(chǎng)焊接量增大，不利于保證焊接質(zhì)量。中國(guó)石油天然氣管道局第二工程分公司針對(duì)西氣東輸二線西段部分地段人煙稀少、道路寬闊等有利因素，在施工中采用了場(chǎng)站式管道二接一自動(dòng)焊。文章分析了二接一管段拉運(yùn)拖車的單胎負(fù)荷，通過計(jì)算，確定了24 m長(zhǎng)管段拉運(yùn)拖車管道后支點(diǎn)的平衡位置。

二接一管段；拉運(yùn)拖車；后支點(diǎn)位置；確定

0 引言

近十幾年來，隨著管道建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，數(shù)千千米的大型長(zhǎng)輸管道屢見不鮮（如國(guó)內(nèi)西氣東輸一線、二線），隨著管道直徑的增大（如國(guó)內(nèi)西氣東輸一線的管道直徑為1 016 mm，西氣東輸二線的管道直徑為1 219 mm），管道現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量越來越大，為了提高管道敷設(shè)速度，各國(guó)都相繼使用現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)焊或場(chǎng)站式管道二接一、三接一來代替現(xiàn)場(chǎng)手工焊、手工半自動(dòng)焊。

上世紀(jì)80年代，在美國(guó)德克薩斯州一條沿海輸氣管道，前蘇聯(lián)的奧倫普至東歐的一條大型輸氣管道，以及西伯利亞地區(qū)的大口徑管道施工中，均采用了場(chǎng)站式管道二接一、三接一對(duì)接工藝，45%～60%的焊口在場(chǎng)站式預(yù)制場(chǎng)采用自動(dòng)焊完成，其余的焊口在現(xiàn)場(chǎng)采用手工半自動(dòng)焊完成。這種加大預(yù)制作業(yè)量的施工方法，不但可提高管道敷設(shè)速度，而且可以提高焊口的焊接質(zhì)量。

采用場(chǎng)站式預(yù)制場(chǎng)加大管道焊接預(yù)制作業(yè)量的施工方法必須有兩個(gè)前提：一是有能拉運(yùn)預(yù)制接長(zhǎng)管段的拖車；二是有能滿足此拖車的運(yùn)輸?shù)缆贰?/p>

西氣東輸二線西段部分地段為戈壁荒漠區(qū)，人煙稀少，道路寬闊且路基和戈壁連為一體，行車轉(zhuǎn)彎時(shí)可部分利用路基，中國(guó)石油天然氣管道局第二工程分公司針對(duì)這一有利因素，確定采用場(chǎng)站式二接一施工方案。二接一管段拉運(yùn)拖車如圖1所示。

1 12 m管拉運(yùn)拖車托架位置和承壓比

通常拉運(yùn)單管的拖車長(zhǎng)12.5 m，單管長(zhǎng)度約為12 m，一次可拉運(yùn)3根單管。但不論管壁厚或薄，都很難達(dá)到拖車額定載重量，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。

這種常規(guī)拖車的主車后橋和拖車橋的承壓力及單胎負(fù)荷計(jì)算如下：

以德國(guó)奔馳ACTROS—2031/ACTROS—3340型拖車為例，這兩種型號(hào)車額定載重均為294 kN。常規(guī)拖車?yán)\(yùn)12 m長(zhǎng)單管的荷載如圖2所示，圖中，P1為托架A處主車承壓力，P2為托架B處拖車承壓力。

圖1 二接一管段拉運(yùn)拖車示意

圖2 12m管拉運(yùn)拖車荷載示意

管的均布荷載為：

q=G/L

式中q——拖車額定載重量下管道每米重力/（kN/m）；

G——拖車額定載重力/kN；

L——常規(guī)管道長(zhǎng)度/m。

對(duì)于上述兩種德國(guó)奔馳型拖車，算得：

q=24.5（kN/m）

由∑MA=0，有：

0.7×24.5×0.7/2+8.5 P2=11.3×24.5×11.3/2

解得：P2=183.32（kN）

單胎受荷Q2=P2/8=22.91（kN）

由∑F=0，有：

P1=294-183.32=110.68（kN）

單胎受荷Q1=P1/8=13.84（kN）

主車后橋與拖車支撐橋承壓力比例：

P1/P2=110.68 kN/183.32 kN=0.604

此外對(duì)北奔1929AS、太拖拉815-Ⅱ、東風(fēng)EQ4242GJ等其他幾種車型，驗(yàn)算其主車后橋與拖車支撐橋承壓力比例均在0.6～0.7之間。

2 24 m管段拉運(yùn)拖車管道后支點(diǎn)平衡位置的確定

查《現(xiàn)代車用材料應(yīng)用手冊(cè)》，1200－20、18層普通花紋輪胎的最大單胎負(fù)荷為29.4 kN。

按上節(jié)計(jì)算出奔馳型拖車的單胎負(fù)荷為22.91kN，對(duì)其他幾種車型驗(yàn)算出的單胎負(fù)荷均＜26.66 kN。

考慮拖車運(yùn)管行駛道路情況比較復(fù)雜，我們?nèi)翁ヘ?fù)荷Q=24.5 kN。

按上節(jié)計(jì)算出的奔馳型主車后橋與拖車支撐橋承壓力比例為0.604，對(duì)其他幾種車型驗(yàn)算出的主車后橋與拖車支撐橋承壓力比例均在0.6～0.7之間，為保證有足夠的主車后橋正壓力，從而保證牽引力，我們?nèi)≈鬈嚭髽蚺c拖車支撐橋承壓力比例P1/P2=2/3

根據(jù)主車前護(hù)欄及轉(zhuǎn)彎半徑考慮，確定管段前端距前托架支點(diǎn)A為1 200 mm。

設(shè)管段末端與后托架支點(diǎn)B的距離為x，按圖3所示工況進(jìn)行計(jì)算。

圖3 24m管段拉運(yùn)拖車荷載示意

由∑MA=0，有：

1.2 q×1.2/2+P2×（22.8-x）=22.8×q×22.8/2

由∑F=0，有：

24 q=P1+P2

P1=2/3P2解得：x=4.8 m

在現(xiàn)場(chǎng)一次拉運(yùn)2根直徑1 219 mm、壁厚18.4mm的二接一管段，單根重力為142.1 kN（含防腐層重量），按上節(jié)計(jì)算步驟，解得P2=170.52 kN，單胎受荷Q2=21.32 kN＜24.5 kN。

單胎負(fù)荷滿足使用要求，說明24 m管段拉運(yùn)拖車后托架支點(diǎn)平衡位置選在距管段末端4.8 m處是合理的。

3 實(shí)際運(yùn)用效果

整車樣機(jī)經(jīng)2008年12月中旬現(xiàn)場(chǎng)短距離試驗(yàn)，行駛速度達(dá)30 km/h時(shí)試剎車，剎車距離7 m，主車輪、拖車輪同步，整機(jī)性能良好。

中國(guó)石油天然氣管道局第二工程分公司在西氣東輸二線工程中，二接一管段焊接量達(dá)到1 508道口，焊接檢測(cè)一次合格率99.8%，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)最大口徑二接一管段（直徑1 219 mm、長(zhǎng)24 m、重142.1 kN）在長(zhǎng)輸管道工程的運(yùn)輸和施工中成功應(yīng)用。該公司CPP218機(jī)組日焊接量從每天15道口穩(wěn)步上升到30道口，同時(shí)該機(jī)組還將24 m二接一管段成功應(yīng)用于溝下焊接等難點(diǎn)施工中。

常規(guī)拖車能拉運(yùn)12 m長(zhǎng)的單管3根，或拉運(yùn)24 m長(zhǎng)的二接一管段2根，后者的拖車載重率提高了33.33%，有效地減少了“大馬拉小車”現(xiàn)象，充分利用了運(yùn)管拖車功率。

Abstract:It has been carried out in domestic large scale long-distance pipeline constructions for a long time that a batch of single-pipes are transported from a transfer station to a work site and then entire welding work is done on site.In such a way,the capability of pipe trailer is not utilized fully,welding work quantity on site increases and it is unfavorable to guarantee welding quality.According to the advantageous conditions such as sparse population and broad roads in some partial western sections of Second West to East Gas Pipeline,the Second Engineering Company of China Petroleum Pipeline Bureau adopts station type automated welding method to joint two pipes together（“two-formed-one pipe”）each time.The load on a single tyre of the long trailer with a batch of 24 m long two-formed-one pipes on it is calculated and the rear equilibrium support position on the trailer is determined.

Key words:pipe made of two single pipes by welding;trailer;rear support position;determination

（79）Determination of Rear Equilibrium Support Position of 24 m Pipes on Long Trailer

YANG Chun-sheng（Second Engineering Company of China Petroleum Pipeline Bureau,Xuzhou 221008，China）

U175U169.71

B

1001－2206（2010）05－0079－02

楊春生（1960-），男，河北保定人，高級(jí)工程師，石油化工一級(jí)建造師，PMI協(xié)會(huì)會(huì)員，1987年畢業(yè)于石油管道學(xué)院管道工程專業(yè)，2005年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)管理工程專業(yè)，現(xiàn)從事工程項(xiàng)目管理工作。

2009-05-15；

2010-07-02