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摘要： 随着我国经济的发展及西部的开发，管道运输以其运量大、占地少、运输建设周期短、费用低、安全可靠、连续性强、耗能少、成本低、效益好而与铁路、公路、海运、民用航空共称为五大运输行业。近年我国建设了多条长距离管道，如相继建成并投产的兰-成-渝成品油管道、西气东输管道、西部原油成品油管道及正在建设的兰-郑-长成品油管道、西气东输二线管道等。一条长输管道因其距离长，要经过多种地形地貌，如西气东输工程，自西向东途经11省区，全长4000km，沿线途经戈壁、沙漠、黄土台塬、山区、丘陵、平原、水网等，尤其是经过山区与水网，地形复杂、水网密集，需要大量的弯管，因此弯管的测量与安装直接关系到工程的进度与质量。本文从重点介绍了长输管道的弯管的测量与安装。
关键词： 管道弯管测量安装
Abstract: along with the economic development of China and the western development, pipeline transport, with its large capacity, less land, transportation, short construction period, low cost, safe and reliable, strong continuity, less energy consumption, low cost and good benefit with railways, highways, Marine, civil aviation, referred to as the five major transport industry. Several long distance pipeline construction in our country in recent years, such as have been built and put into production of LAN - into - chongqing product oil pipeline, west-east gas pipeline and west crude oil pipeline and is building a LAN - zheng - long pipeline, the second line of west-east gas pipeline, etc. A long-distance pipeline because of the distance is long, goes through a variety of topography, such as west-east gas project, from west to east through 11 provinces and autonomous regions, the total length of 4000 km, along the route the gobi, desert and loess tableland, mountains, hills, plains, water and, especially through the mountains and water, terrain, and condensed water, need a lot of bent pipe, therefore measuring and installation of pipe bending is directly related to the project schedule and quality. This paper mainly introduces the long pipeline measurement and installation of pipe bending.
Keywords: pipe bend measuring installation
中图分类号:U17文献标识码：Ａ
1管道方向改变的方法
管道水平和竖向的转变，可根据具体情况分别采用弹性敷设、现场冷弯弯管和预制热煨弯管来处理。一般在地形条件允许的情况下，要优先采用弹性敷设。采用弹性敷设时，弯曲曲线的曲率半径一般不小于钢管外径的1000 倍。当弹性敷设无法满足角度改变时优先采用冷弯弯管，曲率半径为R=40D；冷弯弯管无法满足角度改变时则采用热煨弯管，热煨弯管曲率半径为R=6D。
2弯管的测量
2.（1）测量工具
对于管道水平和竖向的转变的角度，除根据图纸外，还要进行现场实地测量。现场进行测量工具包括：全站仪、经纬仪、水准仪、角度尺等。全站仪、经纬仪、水准仪等仪器测量精确，但需要专业水平较高的人员操作，且仪器重量较大，尤其在山區携带不便，相比之下而角度尺与粉线配合使用，以其携带方便、操作简单、读数快捷直观、工作效率高、成本低而得到广泛应用。
2（2） 测量
角度微调
①在现场测量与弯管制作中不可避免地存在着误差，因此在准确测量的基础上进行合理的校正是非常必要的。尤其是在进行沟上主体施工作业时，应考虑到下一道工序的顺利进行，如纵向弯管的测量角度应根据施工的要求进行合理的调整：对于向上弯的角度增大30′，而对于向下弯的角度减小30′。这样，在管道施工安装中，安装完弯管之后，管口方向微微向上，如图1中A状态，非常便于下一根钢管的安装，在完成第二根钢管的组对安装后，管线会在自重的作用下在其弹性变形范围内自然回落到水平。否则，安装完弯管，管口有可能向下，如图1中B状态，管道安装在向下的趋势下安装，必须借助外力使其回复到水平状态，这样就延缓了主体施工进度。因此在实地测量中，根据实际情况与施工进度结合考虑，对实测角度进行合理必要的调整，有利于提高组对效率，加快施工进度。
（3）角度分解及应用
在实际施工中，根据三角形外角等于不相邻两内角和原理（如图2所示：α=γ+β），可将角度为α的弯管n（工程中习惯以锐角表示弯管角度），分解成角度为β的弯管m和角度为γ的弯管p，如图2所示:
①代替热煨弯管。因为热煨弯管的生产相对冷弯弯管，周期长、成本高。以Φ508钢管为例，当转角为30°时，必须采用热煨弯管，此是即可采用分解的方法，用两个15°冷弯弯管代替30°热煨弯管。
②保证管道埋深。在有曲率半径较大的转角（慢弯）时，如果采用一个大角度弯管，就可能出现在顶点位置埋深不够的现象，如果要保证正常埋深，就必须加深管沟，这样势必加大了土方开挖的工程量，增加了施工成本，延误了施工进度。这种情况下，也可采用分解的方法，将一个大角度弯管分解成2-3根小度数弯管，如图3所示：
③减少土石方开挖。在石方地段施工，常常采用沟下焊接作业，当管沟已经爆破成型，如图3所示的情况，如采用一个大角度弯管，管线水平转角顶点可能超出管沟或紧贴在沟壁上，不利于管道的安全运行。如采取加宽管沟的方案，也势必加大了石方开挖的工程量，增加了施工成本，延误了施工进度，此时可采用分解的方法，将一个大角度弯管分解成2-3根小度弯管，如图4所示。
（4）测量结果校核：角度测量出来之后，可对结果进行校核，如通过“V”、“U”地形，两侧地形基本在同一水平面或基本平行时，对测量出的角度可进行校核，来验证角度测量的准确性。如图5中α=γ+β，图6中α+θ=γ+β，即所有向上弯的弯管角度和等于所有向下弯的弯管角度和。
（4） 叠加角的计算
单纯的水平转角与纵向转角都较容易准确测量，而角度叠加（即在同一地点既有水平方向的改变，又有纵向方向的改变）就相对较难，而且用仪器不易直接测量出叠加角度。此时可以先分别测量出同一点的水平转角与纵向转角的角度，然后再通过计算的方法计算出叠加角的角度。
如上图，α为已测出的纵向转角；γ为已测出的水平转角；β为所求叠加角度
根据三角形余弦定理：
cosβ=(a12+b22-c22)/(2×a1×b2)
将b2=b1/cosγ；c22=c12+b32；b3=b1×tanγ；c12=a12+b12-2×a1×b1×cosα代入上式，得：
cosβ={ (a12+(b1/cosγ)2-[(a12+b12-2×a1×b1×cosα)+(b1×tanγ)2] } /(2×a1×b1/cosγ)
令a1= b1=1，代入上式，整理化简如下：
cosβ=cosα×cosγ
β=arccos( cosα×cosγ)
此叠加角计算公式形式简单、便于记忆、使用方便、结果准确，在实际施工应用中取得了良好的效果。
3安装
弯管在管线主体安装时应尽可能的与主体管线同时安装，这样可以减少留头的数量，同时也降低了有弯管的连头难度，加快施工的综合进度。因此在主体管线安装前就必须根据图纸结合现场实际情况，及时测量并加工弯管，便于在主体施工时可以及时进行安装。
3（1 ） 对筋的考虑
长输管道施工及验收规范要求组对的两根钢管的螺旋焊缝相错开100mm以上，在管道组对安装施工中如出现钢管的螺旋焊缝相错开小于100mm（称为对筋），通常采用旋转正在组对的直管以避免对筋现象。但弯管的角度与方向都是固定的，不可能通过旋转弯管来避免对筋情况的发生。因此必须在安装弯管之前，认真核对正在安装的直管与即将安装的弯管的螺旋焊缝位置，如果螺旋焊缝相错开间距不符合规范要求，可以调整正在安装的直管的螺旋焊逢位置。如果是两根弯管对接组装，出现对筋情况，将其中一根弯管调头安装，通常即可避免对筋情况的出现，或在相邻两弯管的弯制过程中就将它们的螺旋焊縫位置错开100mm以上。
3（2 ）顶点的考虑
弯管的安装位置是固定的，对于弯管的安装，最重要的是顶点位置正确与否。当主体施工时，如果为保证顶点正确位置而需要现场将直钢管割断，这样就延误了施工时间，降低了施工效率。在施工中，可采取两种方法来克服弯管顶点偏移的问题：
①偏心法：在弯管的弯制中采用不对称弯制，即从钢管中心的某一侧起弯，使顶点不在钢管的中心，这样的弯管顶点距离两管端长度不同（俗称马勺子），顶点一侧长4m，另一侧长8m。在现场安装时，可根据主体施工现场的情况，调整方向来满足现场组对要求。
②凑管法：提前对现场进行测量，测量主体组装位置到达顶点的准确长度，通常提前10根钢管。根据测量的长度，调整现场的钢管。一般情况下，钢管的长度不等，完全可以在10根钢管内将长度凑到符合顶点安装位置的长度。
在实际施工中，如果将两种方法结合起来使用，可以收到良好的效果，通常可以避免在现场割断钢管，节约施工时间，提高施工效率。
4结束语
在施工中将弯管准确测量并正确安装，可以提高主体管道焊接速度，提高施工效率，尤其是在山区施工，可以避免强力组对，减小焊接时焊口所受应力，避免焊接裂纹的出现，而且在管道下沟后，可以保证管道埋深，减少土石方的开挖量，从而加快施工综合进度，提高工程质量，降低施工成本，缩短施工工期。
作者简介：
李云芳（1973—），男，广东陆丰人，工程师，国家一级注册建造师，1999年毕业于石油管道学院，管道工程专业，现从事石油天然气管道工程项目管理工作。
关键词： 管道弯管测量安装
Abstract: along with the economic development of China and the western development, pipeline transport, with its large capacity, less land, transportation, short construction period, low cost, safe and reliable, strong continuity, less energy consumption, low cost and good benefit with railways, highways, Marine, civil aviation, referred to as the five major transport industry. Several long distance pipeline construction in our country in recent years, such as have been built and put into production of LAN - into - chongqing product oil pipeline, west-east gas pipeline and west crude oil pipeline and is building a LAN - zheng - long pipeline, the second line of west-east gas pipeline, etc. A long-distance pipeline because of the distance is long, goes through a variety of topography, such as west-east gas project, from west to east through 11 provinces and autonomous regions, the total length of 4000 km, along the route the gobi, desert and loess tableland, mountains, hills, plains, water and, especially through the mountains and water, terrain, and condensed water, need a lot of bent pipe, therefore measuring and installation of pipe bending is directly related to the project schedule and quality. This paper mainly introduces the long pipeline measurement and installation of pipe bending.
Keywords: pipe bend measuring installation
中图分类号:U17文献标识码：Ａ
1管道方向改变的方法
管道水平和竖向的转变，可根据具体情况分别采用弹性敷设、现场冷弯弯管和预制热煨弯管来处理。一般在地形条件允许的情况下，要优先采用弹性敷设。采用弹性敷设时，弯曲曲线的曲率半径一般不小于钢管外径的1000 倍。当弹性敷设无法满足角度改变时优先采用冷弯弯管，曲率半径为R=40D；冷弯弯管无法满足角度改变时则采用热煨弯管，热煨弯管曲率半径为R=6D。
2弯管的测量
2.（1）测量工具
对于管道水平和竖向的转变的角度，除根据图纸外，还要进行现场实地测量。现场进行测量工具包括：全站仪、经纬仪、水准仪、角度尺等。全站仪、经纬仪、水准仪等仪器测量精确，但需要专业水平较高的人员操作，且仪器重量较大，尤其在山區携带不便，相比之下而角度尺与粉线配合使用，以其携带方便、操作简单、读数快捷直观、工作效率高、成本低而得到广泛应用。
2（2） 测量
角度微调
①在现场测量与弯管制作中不可避免地存在着误差，因此在准确测量的基础上进行合理的校正是非常必要的。尤其是在进行沟上主体施工作业时，应考虑到下一道工序的顺利进行，如纵向弯管的测量角度应根据施工的要求进行合理的调整：对于向上弯的角度增大30′，而对于向下弯的角度减小30′。这样，在管道施工安装中，安装完弯管之后，管口方向微微向上，如图1中A状态，非常便于下一根钢管的安装，在完成第二根钢管的组对安装后，管线会在自重的作用下在其弹性变形范围内自然回落到水平。否则，安装完弯管，管口有可能向下，如图1中B状态，管道安装在向下的趋势下安装，必须借助外力使其回复到水平状态，这样就延缓了主体施工进度。因此在实地测量中，根据实际情况与施工进度结合考虑，对实测角度进行合理必要的调整，有利于提高组对效率，加快施工进度。
（3）角度分解及应用
在实际施工中，根据三角形外角等于不相邻两内角和原理（如图2所示：α=γ+β），可将角度为α的弯管n（工程中习惯以锐角表示弯管角度），分解成角度为β的弯管m和角度为γ的弯管p，如图2所示:
①代替热煨弯管。因为热煨弯管的生产相对冷弯弯管，周期长、成本高。以Φ508钢管为例，当转角为30°时，必须采用热煨弯管，此是即可采用分解的方法，用两个15°冷弯弯管代替30°热煨弯管。
②保证管道埋深。在有曲率半径较大的转角（慢弯）时，如果采用一个大角度弯管，就可能出现在顶点位置埋深不够的现象，如果要保证正常埋深，就必须加深管沟，这样势必加大了土方开挖的工程量，增加了施工成本，延误了施工进度。这种情况下，也可采用分解的方法，将一个大角度弯管分解成2-3根小度数弯管，如图3所示：
③减少土石方开挖。在石方地段施工，常常采用沟下焊接作业，当管沟已经爆破成型，如图3所示的情况，如采用一个大角度弯管，管线水平转角顶点可能超出管沟或紧贴在沟壁上，不利于管道的安全运行。如采取加宽管沟的方案，也势必加大了石方开挖的工程量，增加了施工成本，延误了施工进度，此时可采用分解的方法，将一个大角度弯管分解成2-3根小度弯管，如图4所示。
（4）测量结果校核：角度测量出来之后，可对结果进行校核，如通过“V”、“U”地形，两侧地形基本在同一水平面或基本平行时，对测量出的角度可进行校核，来验证角度测量的准确性。如图5中α=γ+β，图6中α+θ=γ+β，即所有向上弯的弯管角度和等于所有向下弯的弯管角度和。
（4） 叠加角的计算
单纯的水平转角与纵向转角都较容易准确测量，而角度叠加（即在同一地点既有水平方向的改变，又有纵向方向的改变）就相对较难，而且用仪器不易直接测量出叠加角度。此时可以先分别测量出同一点的水平转角与纵向转角的角度，然后再通过计算的方法计算出叠加角的角度。
如上图，α为已测出的纵向转角；γ为已测出的水平转角；β为所求叠加角度
根据三角形余弦定理：
cosβ=(a12+b22-c22)/(2×a1×b2)
将b2=b1/cosγ；c22=c12+b32；b3=b1×tanγ；c12=a12+b12-2×a1×b1×cosα代入上式，得：
cosβ={ (a12+(b1/cosγ)2-[(a12+b12-2×a1×b1×cosα)+(b1×tanγ)2] } /(2×a1×b1/cosγ)
令a1= b1=1，代入上式，整理化简如下：
cosβ=cosα×cosγ
β=arccos( cosα×cosγ)
此叠加角计算公式形式简单、便于记忆、使用方便、结果准确，在实际施工应用中取得了良好的效果。
3安装
弯管在管线主体安装时应尽可能的与主体管线同时安装，这样可以减少留头的数量，同时也降低了有弯管的连头难度，加快施工的综合进度。因此在主体管线安装前就必须根据图纸结合现场实际情况，及时测量并加工弯管，便于在主体施工时可以及时进行安装。
3（1 ） 对筋的考虑
长输管道施工及验收规范要求组对的两根钢管的螺旋焊缝相错开100mm以上，在管道组对安装施工中如出现钢管的螺旋焊缝相错开小于100mm（称为对筋），通常采用旋转正在组对的直管以避免对筋现象。但弯管的角度与方向都是固定的，不可能通过旋转弯管来避免对筋情况的发生。因此必须在安装弯管之前，认真核对正在安装的直管与即将安装的弯管的螺旋焊缝位置，如果螺旋焊缝相错开间距不符合规范要求，可以调整正在安装的直管的螺旋焊逢位置。如果是两根弯管对接组装，出现对筋情况，将其中一根弯管调头安装，通常即可避免对筋情况的出现，或在相邻两弯管的弯制过程中就将它们的螺旋焊縫位置错开100mm以上。
3（2 ）顶点的考虑
弯管的安装位置是固定的，对于弯管的安装，最重要的是顶点位置正确与否。当主体施工时，如果为保证顶点正确位置而需要现场将直钢管割断，这样就延误了施工时间，降低了施工效率。在施工中，可采取两种方法来克服弯管顶点偏移的问题：
①偏心法：在弯管的弯制中采用不对称弯制，即从钢管中心的某一侧起弯，使顶点不在钢管的中心，这样的弯管顶点距离两管端长度不同（俗称马勺子），顶点一侧长4m，另一侧长8m。在现场安装时，可根据主体施工现场的情况，调整方向来满足现场组对要求。
②凑管法：提前对现场进行测量，测量主体组装位置到达顶点的准确长度，通常提前10根钢管。根据测量的长度，调整现场的钢管。一般情况下，钢管的长度不等，完全可以在10根钢管内将长度凑到符合顶点安装位置的长度。
在实际施工中，如果将两种方法结合起来使用，可以收到良好的效果，通常可以避免在现场割断钢管，节约施工时间，提高施工效率。
4结束语
在施工中将弯管准确测量并正确安装，可以提高主体管道焊接速度，提高施工效率，尤其是在山区施工，可以避免强力组对，减小焊接时焊口所受应力，避免焊接裂纹的出现，而且在管道下沟后，可以保证管道埋深，减少土石方的开挖量，从而加快施工综合进度，提高工程质量，降低施工成本，缩短施工工期。
作者简介：
李云芳（1973—），男，广东陆丰人，工程师，国家一级注册建造师，1999年毕业于石油管道学院，管道工程专业，现从事石油天然气管道工程项目管理工作。