追求卓越、不斷創新

李國輝　肖世波　左雷彬

課題負責人李國輝：

1978年出生于遼寧省，2000年畢業于天津大學，現任中國石油天然氣管道工程有限公司副總工程師，西南交通大學博士研究生，長期從事油氣管道設計研究工作，完成各類科研項目20余項，擔任中緬油氣管道等多項國家重點工程項目項目經理，獲得省部級科技進步獎5項，編制國家和行業標準多項。

團隊簡介

油氣管道跨越工程技術攻關團隊由結構設計、風工程科學、結構健康監測、流體力學等方面的專家10余人組成，是中國石油天然氣管道工程有限公司核心創新團隊之一。該團隊以引領油氣管道領域大型跨越工程技術進步為己任，解決了國內外油氣管道跨越工程建設過程中中面臨的復雜風環境、高地震烈度、多管同跨、國際性河流環境敏感性、運營期間結構安全等難題，首次實現風工程科學和管道跨越工程的融合，并申請專利11項、軟件著作權1項，出版專著1部，編制行業標準1項。

由中國石油天然氣管道工程有限公司完成的“嚴酷環境油氣管道跨越工程關鍵技術研究”通過中國石油和化工自動化應用協會成果鑒定，來自國內的專家一致認為該項目總體技術達到國際先進水平，建議加速推廣應用。

跨越工程是油氣長輸管道通過河流、沼澤、湖泊、山谷、沖溝等自然障礙物或人工構筑物重要的方式之一，因其具有結構復雜、投資大、工期長等特點，一直是項目的控制性工程。課題組以位于我國云貴高原的油氣管道跨越工程建設為研究背景，考慮到西南地區大型河流跨越工程面臨峽谷風環境、高地震烈度、多管同跨、國際性河流環境敏感性、運營期間結構安全等特殊的自然和社會環境，開展了嚴酷環境油氣管道跨越工程關鍵技術研究工作，重點針對西南地區管道跨越工程面臨的嚴酷環境分析、峽谷風環境下懸索及斜拉索跨越結構風洞試驗及抗風設計研究、大跨越跨越結構健康監測系統研發、高地震烈度下大跨度柔性結構地震響應分析、清管工況下跨越結構動力響應分析等方面進行了研究。通過分析和總結，研究的“嚴酷環境油氣管道跨越工程關鍵技術研究”課題取得一系列成果，研究成果主要應用于嚴酷環境下河流跨越工程設計領域，總體技術達到了國際先進水平。主要的創新研究成果有以下幾個方面。

（1）針對大跨度管道橋的窄柔特性，在抗風試驗中設計了一種π型鋼片連接裝置替代公路橋常用的芯梁，精確模擬了管道橋的結構動力學特性，完善了大跨度管道橋渦激振、顫振和抖振等試驗方法，為管道橋的風致振動問題提供設計依據；

（2）針對峽谷地區溝壑發育、邊坡不穩定、抗風索難于錨固的難題，設計了抗風性能更好的桁架梁結構替代管道行業常用的扁平梁結構，取消了抗風索；

（3）設計了可升降和帶限位功能的系列滾動支座，分別解決了大口徑管道在管道橋上的安裝問題和大口徑高壓力管道在自然補償條件下的定向位移問題；

（4）建立了大跨度管道橋動力學模型，研究了地震和通球作用等多種荷載組合下的結構動力響應特征，提出了設置阻尼器、合理布置約束位置和限制通球速度等技術措施，解決了大跨度管道橋位移過大的問題；

（5）針對大跨度管道橋的結構和運營特點，提出了全壽命周期的健康監測體系，研發了全壽命期健康監測系統，在中緬油氣管道瀾滄江懸索跨越項目中建立了健康監測示范工程。

“嚴酷環境油氣管道跨越工程關鍵技術研究”課題研究是首次開展基于抗風性能管道橋設計方法研究，研究成果將納入行業標準中，為今后相關的設計提供依據，尤其是針對山區跨越工程的設計具有重要的參考價值；針對地震和清管作用下的動力響應分析方法，將對今后跨越工程的設計計算提供參考，同時研發的相關支座也將廣泛地應用到跨越工程中；健康監測系統是本課題針對跨越工程安全運營研發的評估和預警系統，將廣泛地應用于今后的跨越工程中，以進一步確保重要程度較高的跨越工程安全運營。目前課題研究成果的相關核心技術自2011年開始已在怒江跨越、瀾滄江跨越、漾濞江跨越等5個工程中得到了成功應用，取得了顯著的經濟和社會效益。

該成果已取得授權實用新型專利3件、軟件著作權1項，發表論文10篇，形成行業專有技術1項、局級技術秘密3項，出版專著1部，申請發明專利1件（已受理），形成中國石油股份公司標準1項。

責編/萬海濱