GB 50470-2008 油气输送管道线路工程抗震技术规范.pdf
《GB 50470-2008 油气输送管道线路工程抗震技术规范.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GB 50470-2008 油气输送管道线路工程抗震技术规范.pdf(129页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、UDC P 中华人民共和国国家标准-GB 50470 - 2008 油气输送管道线路工程抗震技术规范Seis.mic technical code for oil and gas transmission pipeline engineering 2008 -11 - 27 发布2009 - 07 -01实施中华人民共和圄住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国国家标准油气输送管道线路工程抗震技术规范Seismic technical code for oil and gas transmission pipeline engineering GB 5047
2、0 - 2008 主编部门:中国石油天然气集团公司批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 0 9 年7 月1 日中国计划出版社2009北京中华人民共和国住房和城乡建设部公告第168号关于发布国家标准油气输送管道线路工程抗震技术规范的公告现批准油气输送管道线路工程抗震技术规范为国家标准,编号为GB50470-2008,自2009年7月1日起实施。其中,第4. 1. 1、4.1.2、6.1. 1条为强制性条文,必须严格执行。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二00八年十-月二十七日前本规范是根据建设部关于印发-一土的内摩擦角;1二
3、一管道与土壤之间的内摩擦角;-一第t块滑坡体沿滑动面岩土的内摩擦角;F-一滑动面土体的内摩擦角;伊t一一拉伸应变承载系数;-一土壤与管道外表面之间的摩擦系数; 输送介质的密度;m一管道材料的密度;,一一回填土的密度;p,t-一管道周围场地土的密度;c一粘粒含量百分率;-一由于内压和温度变化产生的管道轴向应变;l-一一管道应力-应变简化折线中弹塑性变形起点处的应变;z一管道应力-应变简化折线中弹塑性区与塑性区交点处的应变;Lmax一一管道在上浮位移反应最大时的附加应变;max一地震动引起管道的最大轴向拉、压应变;Enew一管道内的拉伸应变;e一弹性敷设时管道的轴向应变; 6 n 轴向力引起的弯管
4、轴向应变;m一一弯矩引起的弯管最大弯曲应变;s一管材屈服极限对应的应变;Smax 管道在场地竖向震陷位移作用下的最大附加弯曲应变;Eiax一一地震动引起的弯管最大轴向应变;Elax 断层位移引起的管道最大拉伸应变;max一断层位错引起管道内的最大拉伸应变;ELM-一断层位错引起管道内的最大压缩应变;711 钢管及组焊管段的极限拉伸应变;(Jv一埋地管道抗震设计轴向容许拉伸应变;e:,Jv-一埋地管道抗震设计轴向容许压缩应变;e:,JF-一埋地管道抗断的轴向容许拉伸应变;e:JF 埋地管道抗断的轴向容许压缩应变;。一一管道应力-应变简化折线中弹塑性段延长线与应力轴相交处的应力;1一一管道应力应变
5、简化折线中弹塑性变形起点处的应力;2一一管道应力应变简化折线中弹塑性区与塑性区交点处的应力;a一一由于内压和温度变化产生的管道轴向应力;b一拉伸强度极限;N一组合的轴向应力;h一一一组合的环向应力;s一一管道材料的标准屈服强度;t一一管道由温度引起的初始轴向压应力:E一一由地震动产生的管道应力;J一一管道在地震等组合荷载作用下的容许压应为;A二管道在液化土层中最大上浮位移; 7 L-在外力作用下等效非线性弹簧的伸长量;Ll一一断层位错引起的管道几何伸长;L2-管道内轴向应变引起的物理伸长;H一一水平方向的断层位移;x-平行于管道轴线方向的断层位移;y-管道法线方向的断层位移;z-垂直方向的断层
6、位移;Ijr-一滑坡体各块之间的传递系数;功LK一一横向地震作用组合值系数;!PK一一纵向地震作用组合值系数;如一一温度作用组合值系数;VK一一竖向地震作用组合值系数;如一一-风荷载组合值系数;!y一一内压作用组合值系数; 8 3一般规定3.0.1 油气输送管道线路工程设计文件中,应提出工程抗震设防依据和设防标准。3.0.2 油气输送管道线路工程抗震设计应符合下列要求:1 抗震设计应技术先进、安全可靠、经济合理。2 应采取防止和减少地震时次生灾害发生的措施。3.0.3 抗震措施应根据管道线路工程的重要性、设计地震动参数、场地类型、工程地质情况以及发生地震灾害的影响程度进行综合分析对比后提出。3
7、.0.4 当管道穿越场地在设计地震动参数下具有中等或严重液化潜势时,应分析液化对管道的影响。3.0.5 油气输送管道线路工程勘察选址时,应收集沿线地震活动性和地震构造的有关资料,应对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。3.0.6 场地地段划分应符合本规范附录A的规定,应选择对抗震有利的场地,宜避开不利地段和危险地段,对绕避不开的地段,应按本规范采取抗震措施,并应防止或减少地震时次生灾害的发生。3.0.7 管道穿跨越位置应选择在良好的地基和稳定地段,滑坡体的稳定性可按本规范附录B进行验算。当无法避开液化土和软土地基时,管道宜选择短距离跨越。3.0.8 在油气输送管道线路工程设计文件(图件)中,
8、应明确抗震措施;对抗震专用材料和构件、配件应提出材质、规格、数量及安装要求。 9 4 抗震设防要求4. 1 抗震设防标准4. 1. 1 -般区段管道抗震设计采用的地震动参数应符合现行国家标准中国地震动参数区划图)GB18306的规定,已进行了地震安全性评价工作的,应按审定的50年超越概率10%的地震动参数结果进行抗震设计。4. 1. 2 重要区段管道抗震设计采用的地震动参数,应按地震安全性评价或经专门研究审定后的文件确定。采用50年超越概率5%的地震动参数进行抗震设计,其中大型跨越及埋深小于30m的大型穿越管道,应按50年超越概率2%的地震动参数进行抗震设计。4.2 地震安全性评价4.2.1
9、地震安全性评价宜在可行性研究阶段进行,其结果应包括下列内容:1 管道沿线场地地震活动性评价。2 管道沿线近场区主要断层活动性评价及其对管道的影响。3 管道沿线地震动峰值加速度和峰值速度。4 重要工程场地的地震动反应谱和时程曲线。5 地震地质灾害的类型、程度及其分布。4.2.2 油气输送管道通过全新世活动断层或位于其附近时,应分析断层对管道的工程影响,并应符合下列要求:1 管道通过地震动峰值加速度为o.10gO. 30g的地区,且管底至基岩土层厚度大于或等于60m时;管道通过地震动峰值加速度大于O.39g以上地区,且管底至基岩土层厚度大于或等于90m时。可不分析断层潜在地表断错的影响。2 不符合
10、本条第1款规定的情况时,应确定下列内容和参数:1)断层的性质和产状、最新活动年代、滑动速率、破裂带的宽度和长度;2)断层与管道交汇的位置和交角,或断层与管道的距离;3)断层覆盖土层厚度以及断层两侧和破裂带的土体粘聚力、内摩擦角和平均剪切波速;的断层在地表引起的最大同震水平和竖向位错量。 11 5 工程勘察及场地划分5.1工程勘察5. 1. 1 一般区段可利用搜集已有地质资料、踏勘和适当的补充钻孔工作,确定土层的等效剪切波速和场地类别。5. 1. 2 对于重要区段,初勘阶段可按一般区段的管道场地进行勘察,详勘阶段应结合线路工程地质勘察,勘探点间距宜为200300m,勘探深度宜为1520m,应查明
11、场地土的工程地质特性,并应确定场地类别。5. 1. 3 当地震动峰值加速度大于或等于O.lOg,场地分布初步判定有可能液化土层时,应再进一步判别。液化判别可按本规范附录C的规定执行,并应评价对管道的危害。5. 1. 4 对岩土体滑坡、崩塌、地陷、高陡边坡、地下采空区以及液化层倾向水面或临空面的倾斜场地,宜进行在地震作用下地基的稳定性评价。5. 1. 5 对地震动峰值加速度大于或等于O.20g的厚层软土分布区,宜判别软土震陷的可能性和估算震陷量,并应评价对管道的危害。5. 1. 6 对线路通过或伴行的活动断裂勘察,应在已有成果和资料的基础上进行。对其中影响管道安全的活动断裂应进行详细勘察,并应评
12、价活动断裂对管道建设可能产生的影响,同时应进行抗震分析,并应提出处理建议。5. 1. 7 全新世活动断裂的勘察宜根据断裂评价报告,并宜通过工程地质调查与分析,查明下列地形地貌、地震地质特征:1 山区或高原不断上升剥蚀或长距离的平滑分界线;非岩性影响的陡坡、峭壁,深切的直线形河谷,一系列滑坡、崩塌和山前叠 12 置的洪积扇;定向断续分布的残丘、洼地、沼泽、芦苇地、盐碱地、湖泊、跌水、泉、温泉等;水系定向展布或同向扭曲错动等地形地貌特征。2 断裂活动留下的第四系错动;地下水和植被特征;断层带的破碎和胶结特征;断裂最新的活动时代;与地震有关的断层、地裂缝、崩塌、滑坡、地震湖、河流改道和砂土液化等地震
13、地质特征。5. 1. 8 与全新世活动断裂平行的线路,管道应敷设在断裂带500m以外;与断裂带相交的管道,应提供活动断裂的走向、与管道交汇的位置及交角、覆盖层的厚度、断层附近场地土的平均剪切波速、可能发生的水平和竖向位错以及活动速率等资料;以上线路并应预测滑坡、滑塌、崩塌、地陷、泥石流等对管道可能造成的影响。5. 1. 9 管道穿跨越工程场地的勘察与选址,应符合现行国家标准岩土工程勘察规范)GB50021的有关规定。5.2 管道场地划分5.2.1 管道场地应按本规范附录A划分为抗震有利、不利和危险的地段。5.2.2 土层剪切波速的测量,应符合下列要求:1 重要区段,每段用于测量土层剪切波速的钻
14、孔数量不宜少于2个,数据变化较大时可适量增加。2 一般区段,当无实测剪切波速时,土的类型划分和剪切波速范围可按表5.2.2确定。表5.2.2土的类型划分和剪切波速范围土的类型岩土名称和性状土层剪切波速范围(m/s)坚硬土或岩石稳定岩石,密实的碎石土V ,500 中密、稍密的碎石土,密实、中密的中硬土砾、粗、中砂,f.k200的粘性土和粉250140500 。25050 V ,:;140 80 一一一一一一一L一 15 6 管道抗震设计6.1 -般埋地管道抗震设计6. 1. 1 位于设计地震动峰值加速度大于或等于O.20g地区的管道,应进行抗拉伸和抗压缩校核。6. 1. 2 地震作用下管道截面轴
15、向的组合应变计算,应将地震动引起的管道最大轴向应变与操作条件下荷载(内压、温差)引起的轴向应变进行组合,并应按下列公式校核:当Emax+O时zlem.x +e IcJv(6. 1. 2-1) 当max十0时:max+tJv 8 e=一E (6. 1. 2-2) (6. 1. 2-3) 式中rnax一地震动引起管道的最大轴向拉、压应变,按第6.1.4条计算;对于直埋弯头,按式6.1.5-1计算;e-一一由于内压和温度变化产生的管道轴向应变;etJv一一-埋地管道抗震设计轴向容许拉伸应变,按第6.1. 3 条计算;ecJv一一埋地管道抗震设计轴向容许压缩应变,按第6.1. 3 条计算; 16 a一
16、一一由于内压和温度变化产生的管道轴向应力(MPa), 应按现行国家标准输油管道工程设计规范GB50253或输气管道工程设计规范GB50251的有关规定进行计算;E一-管道材料的弹性模量(MPa)。6. 1. 3 埋地管道抗震设计轴向容许应变,应符合下列规定:1 组焊管道材料的容许拉伸应变,可按表6.1.3选取。表6.1.3组焊管道材料容许拉仰应变拉伸强度极限b(MPa)容许拉伸应变民1一一一管道与土壤之间的内摩擦角C)。6.2 通过活动断层的埋地管道抗震设计6.2.1 通过活动断层的管道抗震计算应符合下列要求:1 管道材料应符合现行国家标准输油管道工程设计规范GB 50253或输气管道工程设计
17、规范)GB50251的有关规定。通过断层区的管道,应做出材料的应力应变关系曲线。2 通过活动断层的管道,当符合下列情况时,应采用有限元方法进行抗震计算:1)位于设计地震动峰值加速度大于或等于O.30g地区的管道;2)通过人口稠密地区、水源保护地区的管道;3)在断层错动作用下管道受压缩的情况,包括管道通过逆冲断层和管道与断层交角大于90。两种情况。3 不符合本条第2款规定的情况时,可按本规范第6.2.3条对通过活动断层的管道进行抗震计算。4 对通过活动断层的管道应进行抗拉伸和抗压缩校核。6.2.2 管道通过活动断层的容许应变应满足下列要求:1 埋地管道抗断的轴向容许拉伸应变,应按下式计算:E:,
18、JF=轧er1t(6.2.2-1) 式中,JF一一埋地管道抗断的轴向容许拉伸应变;伊一一拉伸应变承载系数,取0.7;Ent一一钢管及组焊管段的极限拉伸应变,按实测值或经验公式确定。2 埋地管道抗断的轴向容许压缩应变,应按下列公式计算, 19 井应取较小值:JF=O.3/D cJF=s 式中cJF一二埋地管道抗断的轴向容许压缩应变;s 管材屈服极限对应的应变。(6.2.2-2) (6.2.2-3) 6.2.3 通过活动断层的管道抗震计算,宜符合下列规定:1 沿管轴方向土壤与管道外表面之间单位长度上的摩擦力,可按下列公式计算:fs=(2W+Wp) (6.2.3-1) W=sDHg (6.2.3-2
19、) Wp=(D一问m+?(D-w牛(6.2川式中fs一一沿管轴方向土壤与管道外表面之间单位长度上的摩擦力(N/m); W 管道上表面至管沟上表面之间的士壤单位长度上的重力(N/m); Wp 管道和内部介质的自重(N/m); 一-土壤与管道外表面之间的摩擦系数,应按实测值或经验确定;m 管道材料的密度(kg/m3); 一一输送介质的密度(kg/m勺。2 由断层错动引起的管道几何伸长,可按下列公式计算:new1时:newj时:(t.YZ十t.Z2)fs t.L, =t.X十1 ., 4rrDE1new (t.YZ + t.Z2) fs t.L, =t.X十1 .l:t. I 4DEjj + E2
20、(new -j) J t.X=t.Hcos卢t.Y= t.Hsin 20 (6.2.3-4) (6.2.3-5) (6.2.3-6) (6.2.3-7) 式中t.Lj-一-断层位错引起的管道几何伸长(m); t.X-一-平行于管道轴线方向的断层位移(m); t.Y一管道法线方向的断层位移(m); Cnew一一管道内的拉伸应变;t.H一一水平方向的断层位移(m),应由地震地质工程勘察确定;t.Z-垂直方向的断层位移(m),应由地震地质工程勘察确定;卢一一活动断层带与管道轴线的夹角C),应由地震地质工程勘察确定;Ej一-管道应力-应变简化折线中弹塑性变形起点处的应变;Ej一二管道应力-应变简化折线
21、中弹性区的材料模量(Pa) ,按本规范附录D选取;E2一-管道应力-应变简化折线中弹塑性区的材料模量(Pa) ,按本规范附录D选取。3 管道内轴向应变引起的物理伸长可按下列公式计算:Enewl时:w-ea 2n-C-lp 应-rhD一-2 L A (6.2.3-8) 一DEjd十E2(ew-d)J new1时:t.L2 = (6.2.3-9) 式中t.L2-一一管道内轴向应变引起的物理伸长(m)。4 管道内的拉伸应变可采用迭代法按下式计算:t.L j =t.L2 (6.2.3-10) 5 由断层位错引起的管道最大拉伸应变应按下式计算: ax = 2 new (6.2.3-11) 式中EL-一断
22、层位移引起的管道最大拉伸应变。6 抗震校核应符合下列规定:1):MEtJF时,可不采取抗震措施; 21 2).x,F时,应采取抗震措施。6.2.4 当采用有限元方法进行通过活动断层的管道抗震计算时,应合理确定有限单元的类型和数目,并应符合下列规定:1 应采用能分析几何大变形和材料非线性的有限元方法。2 管道可采用梁单元、管单元或壳单元建立有限元模型;可能发生大变形的管道部分,管道单元的长度不应大于管道的直径。3 有限元模型分析管道的长度应符合下列要求:1)当采用固定边界时,分析管道的长度应满足管道在两个固定端的应变接近于0;2)当采用等效边界时,应对在断层附近发生大变形、长度不少于60倍管径的
23、管段进行有限元分析,可按本规范附录E建立等效非线性弹簧替代离断层较远的管道变形反应。4 管土之间的相互作用宜采用管轴方向土弹簧、水平横向土弹簧和垂直方向士弹簧进行模拟。土弹簧的参数宜根据士的力学特性通过现场试验或采用计算方法确定,初步计算时可采用本规范附录E。5 有限元分析得到的管道轴向最大拉伸应变和最大压缩应变,应与管道容许拉伸应变和容许压缩应变进行抗震校核,并应符合下列规定:1).xF且也x运cF时,可不采取抗震措施;2).xF或axJF时,应采取抗震措施。6.3 灌化区埋地管道抗震设计6.3.1 当管道穿越场地在设计地震动参数下具有中等或严重液化潜势时,可通过计算液化场地中管道的上浮反应
24、及其引起的管道附加应变对管道的抗液化能力进行校核。6.3.2 液化土层中管道的最大上浮位移,可按下式计算:. = -1. 0545 +0. 0254Ly +0.00327t十0.13(Ly-85)tan(10D-420) (6.3.2) 式中A一-一管道在液化土层中最大上浮位移(m); L y -管道在液化域中的长度(m),当30Ly:;180,管道一端或两端与建筑物相连接时,应将实际管道长度(至墙外皮)分别乘以修正系数O.9或0.8;t一-管道由温度变化引起的初始轴向压应力(MPa),应按现行国家标准输油管道工程设计规范)GB50253 或输气管道工程设计规范)GB50251的有关规定进行计
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GB 50470 2008 油气 输送 管道 线路 工程 抗震 技术规范
