[发明专利]大跨度输油(气)管道

说明书

本发明涉及一种输送油(气)管道，尤其为一种大跨度无需支撑的架空输油(气)管道。

长距离大跨度过江过河翻山越岭的输油管道，除其自身重量以外，还有管内输送物质的重量，通常大跨度输油(气)管道采取沿桥梁排布或迂回绕过的方法来解决。以上举例都表明，大跨度水平线性排布固定物在一段距离上都需要相应的支承基础，这为施工带来了麻烦，也大大提高了工程造价。原油、天然气长距离输送经常会遇到河流、峡谷等特殊的大跨度地段，一般通过架设桥梁来加以解决，施工成本高，受地形、地貌影响大。

本发明的目的是提供一种全新结构的输油(气)管道，有效地解决输油(气)管道大跨度架设时其自身重量及其承载的问题，从而实现大跨度架设输油(气)管道无支撑或少支撑，降低工程造价。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，它由普通输油(气)管道与双力准刚性承载结构组合而成，双力准刚性承载管道由以下各部分构成，双力级联体、若干根拉力钢索、定位端头与定位端尾、连接体、张力装置等构成，双力级联体又由若干“双力”基本单元依次紧密嵌套构成，双力基本单元为带有退八的圆筒，该圆筒的大口处有飞边盘，该飞边盘上开有若干缺口，飞边盘上的缺口数与拉力钢索的根数相同，双力基本单元的小口端为开口，若干根拉力钢索的两端分别固定在定位端头和定位端尾上，双力级联体的小口端嵌入到定位端头的凹槽中，双力级联体的大口端顶靠一连接体，张力装置设置于连接体与定位端尾之间，双力级联体和张力装置所形成的足够的合张力与钢索产生的拉紧力相抵消，使此段成为一个准刚性的承载结构，此承载结构中定位端头、连接体、定位端尾中央均设置有通孔，而可将此段准刚性承载结构套装在普通输油(气)大跨度无支撑管道的外部，并将此段准刚性承载结构的两端固定于支承座上。

另外，本技术方案中所述的双力准刚性承载结构本身也可作为输油(气)管道大跨度无支撑段，即将普通输油(气)管道与双力准刚性承载结构的两端口对接。

在上述技术方案中，张力装置由若干千斤顶构成，位于连接体与定位端尾之间的诸千斤顶平行推顶此两者以形成足够的张力。此外，张力装置还可由若干钢板和若干钢榫组成，钢板上设置有坡度沟槽，沟槽的宽度与钢榫的宽度相同，通过沿钢板上坡度沟槽楔入钢榫再增加钢板厚度以获得足够的张力。

本发明给出的“双力”准刚性承载结构主要运用作用力和反作用力的原理，一个是作用力，该作用力由诸双力基本单元产生，该作用力沿双力级联体延伸而延长，另一个是反作用力，它来自拉力钢索的拉力。拉力钢索上的拉力一定要达到足够的强度，这样才能使未经焊接而级联成一体的双力级联体上作用力的有效传递，因为诸“双力”基本单元若没有拉力，就不能形成相应的反作用力，钢索拉力越大，“双力”基本单元上形成的反作用力也就越大。

本发明给出的“双力”准刚性承载结构水平放置时，能承载相当大的载荷，而将“双力”准刚性承载结构是竖立放置所能承载的载荷就相当小。这表明，“双力”准刚性承载结构有横劲，没有竖劲。以上特点在一个简单的承载实验中得到了验证。该实验是，用某种金属材料制成一根10米长的杠杆，再用同一种金属材料制成“双力”准刚性承载结构，并使该结构的整体质量、外部尺寸大小均与前述10米长的金属杠杆相同，将这两类“杠杆”放置在支架上承担同样重的压力时就能发现两类“杠杆”上受力会出现以下三种不同情况，第一，“双力杠杆”受力以后不弯曲，而普通杠杆则向下弯曲，前者所承受压力的能力远大于后者；第二，普通杠杆受力方向是向下的，而“双力杠杆”受力方向是沿着双力基本单元的侧壁向两端传递开去的；第三，在普通杠杆上，距离杠杆支点1米的地方和5米的地方杠杆承受的压力是不同的，按照力学定理，力乘力距等于重乘重距，那么，普通杠杆在距离支点l米的地方只能承担5吨的话，到距离支点5米的地方则只能承担1吨，而在“双力杠杆”上的情况大不相同，距离该杠杆支点1米的地方和距离杠杆支点5米的地方，它们受压力以后出现的情况却是，在距离该杠杆支点5米的地方和距离支点1米的地方它们承受的压力是一样的，不存在力学上的力乘力距的关系，因此这就给力学方面带来了新的研究课题。也就是说，“双力杠杆”违背了力学定理，主要原因是“双力杠杆”上面的反作用力的形成改变了力学定理适用的条件，因为普通杠杆上面没有反作用力，故它是符合力学定理的，而“双力杠杆”上面有反作用力并且各个地方反作用力都是一样大小，什么地方受到压力，什么地方就产生新的反作用力来顶住压力，故它只存在重乘重距的定理。有关该实验现象的更进一步仔细定量分析，只能通过深入的实验得到。