24m大型管道拉运拖车后支点平衡位置的选定

第 3 6 卷第 5期 石油工程建设 7 9 杨 春 生 ( 中国石油天然气管道局第二工程分公司，江苏徐州2 2 1 0 0 8 ) 摘 要 ：长期 以来，国内大型长输管道建设都是将批量单管从转运站拉运至现场 ，全部焊接工作都 在现场完成 ，这样既不能充分if - 1 用运管拖车功率，也使现场焊接量增 大，不利于保证焊接质量。中 国石油天然气管道局 第二工程分公司针对西气东输二线西段部分地段人烟稀 少、道路宽阔等有利 因 素，在施工中采用了场站式管道二接一 自动焊。文章分析 了S - 接一管段拉运拖车的单胎 负荷 ，通过 计 算 确定 了 2 4m 长管段拉 运拖 车 管道后 支点 的平衡 位 置。 关 键词 ：二接 一管段 ；拉 运拖 车 ；后 支点 位置 ；确 定 中图分类 号 ：U1 7 5 U1 6 9 7 1 文献标 识码 ：B 文 章编号 ：1 0 0 1 2 2 0 6 ( 2 0 1 0 )0 5 0 0 7 9 - 0 2 0 引 言 近 十几 年来 ，随 着 管 道建 设 规模 的不 断 扩 大 ， 数千千米的大型长输管道屡 见不鲜( 如 国内西气 东输一线 、二线 ) ，随着管道直径 的增大( 如 国内 西气 东 输 一 线 的管 道 直 径 为 1 0 1 6 m m，西 气 东 输 二线 的管道直径为 1 2 1 9 mm) ，管道现场焊接工作 量越 来越 大 ，为 了提高管道敷设速度 ，各 国都相 继使 用现场 自动焊或场站式管道二接 一 、三接一 来代替现场手工焊 、手工半 自动焊。 上世纪 8 0年代 ，在美国德克萨斯州一条沿海 输 气 管 道 ，前 苏 联 的奥 伦 普 至 东 欧 的一 条 大 型 输 气管道 ，以及西伯利亚地区的大 口径管道施工 中， 均 采 用 了场 站 式 管 道 二 接 一 、三 接 一 对 接 工 艺 4 5 6 0 的焊 口在场站 式预制 场采用 自动焊 完 成 ，其余 的焊 口在现场 采用手 工半 自动焊完成 。 这 种 加 大 预 制作 业 量 的施 工 方 法 ，不 但 可 提 高 管 道敷设速度 ，而且可以提高焊口的焊接质量。 采用场 站式预制场加大管道 焊接预制作业量 的施 工方法必须有两个前提 ：一是有能拉 运预制 接长管段 的拖车 ；二是有能满足此拖 车的运输道 路 。 西气 东输二 线西段 部分 地段 为戈壁 荒漠 区 ， 人 烟 稀 少 ，道 路 宽 阔且 路 基 和 戈 壁 连 为 一 体 ，行 车转弯时可部分利用路基 ，中国石油天然气 管道 局第二工程分公司针对这一有利因素 ，确定采 用 场站式二接一施工方案。二接一管段拉运拖车如图 1所示 。 1 2 2 6 3 9 1 装 有紧固机构的长货挂 车支撑梁 ；2 左侧 托架 ；3 右侧 托架； 4 托架中央支架 ；5 托架固定 销 ；6 固定带 ；7 方木 ；8 紧固机构 定 向轴 ；9 紧固机 构 ；1 0 托架 弹性垫 ；l 1 毡 垫；1 2 _ 制动 钩 图 1 二接一管段拉运拖车示意 1 1 2 m 管 拉运 拖 车托 架位 置和 承压 比 通常拉运单管 的拖车长 l 2 5 m，单管长度约为 1 2 1T I ，一 次 可 拉运 3根 单 管 。但 不 论 管 壁厚 或 薄 。 都很难达到拖车额定载重量 ，造成 “ 大马拉小车” 的现象。 这种 常规 拖车 的 主车后 桥 和拖 车桥 的承 压力 及 单 胎负 荷计 算如 下 ： 以 德 国 奔 驰 AC T R O S 一 2 O 3 1 A C T R 0 S 一 3 3 4 0 型拖车为例 ，这两种型号车额定载重均为 2 9 4 k N。 常规拖车拉运 1 2 m长单管的荷载如 图 2所示 ，图 ￥ 羊 ￥ ￥ ￥ 石油工程建设 2 0 1 0年 1 0月 中，尸 l 为托架 A处 主车承压力 ， 为托架 B处拖 车承压力 。 图 2 1 2m 管 拉 运 拖 车 荷 载 示 意 管 的均布 荷载 为 ： q= GL 式 中 q 拖车额定载重量下管道每米重力 ( k N m ) ； G 拖 车额定 载重 力 k N： 常规管道长度 m。 对 于上 述两 种德 国奔 驰型拖 车 ，算得 ： q=2 4 5 ( k N m) 由 =0 ，有 ： 0 72 4 50 7 2+ 8 5 2 = l1 32 4 5 1 1 3 2 解 得 ：P 2 =1 8 3 3 2 ( k N) 单胎受荷 p ：P 2 8=2 2 9 1( k N) 由 F=0 ，有 ： P 1 =2 9 41 8 3 3 2=1 1 0 6 8 ( k N) 单胎受荷 p =P 1 8= 1 3 8 4( k N) 主车后桥与拖车支撑桥承压力比例 ： P 1 1 2 =1 1 0 6 8 k N 1 8 3 3 2 k N=0 6 0 4 此 外 对 北 奔 1 9 2 9 AS 、太 拖 拉 8 1 5 一、东 风 E Q 4 2 4 2 G J 等其他几种车型 ，验算其 主车后桥与拖 车支撑桥承压力 比例均在 0 60 7之间。 2 2 4 1 1 1 管段拉运拖车管道后支点平衡位置的确定 查 现代车用材料应用手册，1 2 0 0 2 0 、1 8 层普通花纹轮胎的最大单胎负荷为 2 9 4 k N。 按上节计算出奔驰型拖车的单胎负荷为 2 2 9 1 k N， 对其他几种车型验算出的单胎负荷均 2 6 6 6 k N。 考虑拖车运管行驶道路情况 比较复杂 ，我们取 单胎负荷 p=2 4 5 k N。 按上节计算出的奔驰型主车后桥与拖车支撑桥 承压力 比例为 0 6 0 4 ，对其他几种车型验算出的主 车后桥 与拖 车支撑桥承压力 比例均在 0 60 7之 间 为保证有足够的主车后桥正压力 ，从而保证牵 引力 ，我们取主车后 桥与拖 车支撑桥 承压力 比例 1 “ 2=2 3 根据主车前护栏及转弯半径考虑 ，确定管段前 端距 前托 架支 点 A为 1 2 0 0 mm。 设管段末端与后托架支点 B的距离为 ，按图 3所示工况进行计算。 图 3 2 4m 管段拉运拖车荷载示意 由MA =0 ，有 ： 1 2 q1 2 2+P 2 x ( 2 2 8 ) =2 2 8 q2 2 8 2 由 F=0 ，有 ： 2 4 g=Pl + 2 P 1 =2 3 1 “ 2解得 ： =4 8 i n 在现场一次拉运 2 根直径 1 2 1 9 m m、壁厚 l & 4 mm 的二接一管段 ，单根重力为 1 4 2 1 k N ( 含防腐层重 量 ) ，按上节计算步骤 ，解得 P 2 =1 7 0 5 2 k N，单胎 受 荷 p 2 =2 1 3 2 k N2 4 5 k N。 单胎负荷满足使用要求 ，说明 2 4 m管段拉运 拖车后托架支点平衡位置选在距管段末端 4 8 I n处 是合理的。 3实际运 用效 果 整 车样机经 2 0 0 8年 1 2月 中旬 现场短距 离试 验 ，行驶速度达 3 0k m h时试刹车 ，刹车距离 7 i n ， 主车轮 、拖车轮同步 ，整机性能良好 。 中国石油天然气管道局第二工程分公司在西气 东输二线工程 中，二接一管段焊接量达到 l 5 0 8道 口，焊接检测一次合格率 9 9 8 ，标志着国内最大 口径二 接 管段( 直径 1 2 1 9 mm、长 2 4 i n 、重 1 4 2 1 k N)在长输管道工程的运输和施工中成功应 用 。该公 司 C P P 2 1 8机组 日焊 接量从每天 1 5道 口 稳步上升到 3 0道口，同时该机组还将 2 4 I n二接一 管段成功应用于沟下焊接等难点施工 中。 常规拖车能拉运 1 2 m长 的单管 3根 ，或拉运 2 4 m长的二接一管段 2根 ，后者 的拖车载重率提 高 了 3 3 - 3 3 ，有 效 地 减 少 了“ 大 马 拉 小 车 ” 现 象，充分利用 了运管拖车功率 。 作 者简介 ：杨春 生