24m大型管道拉運拖車后支點平衡位置的選定

楊春生

（中國石油天然氣管道局第二工程分公司，江蘇徐州221008）

24m大型管道拉運拖車后支點平衡位置的選定

楊春生

（中國石油天然氣管道局第二工程分公司，江蘇徐州221008）

長期以來，國內大型長輸管道建設都是將批量單管從轉運站拉運至現場，全部焊接工作都在現場完成，這樣既不能充分利用運管拖車功率，也使現場焊接量增大，不利于保證焊接質量。中國石油天然氣管道局第二工程分公司針對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，在施工中采用了場站式管道二接一自動焊。文章分析了二接一管段拉運拖車的單胎負荷，通過計算，確定了24 m長管段拉運拖車管道后支點的平衡位置。

二接一管段；拉運拖車；后支點位置；確定

0 引言

近十幾年來，隨著管道建設規模的不斷擴大，數千千米的大型長輸管道屢見不鮮（如國內西氣東輸一線、二線），隨著管道直徑的增大（如國內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），管道現場焊接工作量越來越大，為了提高管道敷設速度，各國都相繼使用現場自動焊或場站式管道二接一、三接一來代替現場手工焊、手工半自動焊。

上世紀80年代，在美國德克薩斯州一條沿海輸氣管道，前蘇聯的奧倫普至東歐的一條大型輸氣管道，以及西伯利亞地區的大口徑管道施工中，均采用了場站式管道二接一、三接一對接工藝，45%～60%的焊口在場站式預制場采用自動焊完成，其余的焊口在現場采用手工半自動焊完成。這種加大預制作業量的施工方法，不但可提高管道敷設速度，而且可以提高焊口的焊接質量。

采用場站式預制場加大管道焊接預制作業量的施工方法必須有兩個前提：一是有能拉運預制接長管段的拖車；二是有能滿足此拖車的運輸道路。

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

1 12 m管拉運拖車托架位置和承壓比

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

這種常規拖車的主車后橋和拖車橋的承壓力及單胎負荷計算如下：

以德國奔馳ACTROS—2031/ACTROS—3340型拖車為例，這兩種型號車額定載重均為294 kN。常規拖車拉運12 m長單管的荷載如圖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 二接一管段拉運拖車示意

圖2 12m管拉運拖車荷載示意

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——常規管道長度/m。

對于上述兩種德國奔馳型拖車，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

此外對北奔1929AS、太拖拉815-Ⅱ、東風EQ4242GJ等其他幾種車型，驗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管段拉運拖車管道后支點平衡位置的確定

查《現代車用材料應用手冊》，1200－20、18層普通花紋輪胎的最大單胎負荷為29.4 kN。

按上節計算出奔馳型拖車的單胎負荷為22.91kN，對其他幾種車型驗算出的單胎負荷均＜26.66 kN。

考慮拖車運管行駛道路情況比較復雜，我們取單胎負荷Q=24.5 kN。

按上節計算出的奔馳型主車后橋與拖車支撐橋承壓力比例為0.604，對其他幾種車型驗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，我們取主車后橋與拖車支撐橋承壓力比例P1/P2=2/3

根據主車前護欄及轉彎半徑考慮，確定管段前端距前托架支點A為1 200 mm。

設管段末端與后托架支點B的距離為x，按圖3所示工況進行計算。

圖3 24m管段拉運拖車荷載示意

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

在現場一次拉運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），按上節計算步驟，解得P2=170.52 kN，單胎受荷Q2=21.32 kN＜24.5 kN。

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

3 實際運用效果

整車樣機經2008年12月中旬現場短距離試驗，行駛速度達30 km/h時試剎車，剎車距離7 m，主車輪、拖車輪同步，整機性能良好。

中國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到1 508道口，焊接檢測一次合格率99.8%，標志著國內最大口徑二接一管段（直徑1 219 mm、長24 m、重142.1 kN）在長輸管道工程的運輸和施工中成功應用。該公司CPP218機組日焊接量從每天15道口穩步上升到30道口，同時該機組還將24 m二接一管段成功應用于溝下焊接等難點施工中。

常規拖車能拉運12 m長的單管3根，或拉運24 m長的二接一管段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”現象，充分利用了運管拖車功率。

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，高級工程師，石油化工一級建造師，PMI協會會員，1987年畢業于石油管道學院管道工程專業，2005年畢業于中國礦業大學管理工程專業，現從事工程項目管理工作。

2009-05-15；

2010-07-02