[发明专利]用于大型水下管道的框架式倒U型配重装置及管道安装方法

说明书

本发明公开了一种用于大型水下管道的框架式倒U型配重装置及管道安装方法，沿大型水下管道长度方向布置有多个用于固定大型水下管道的配重结构，每个所述配重结构包括至少两个通过具有一定长度的连接结构固定连接的倒U型配重块，且各所述配重块的内侧面均与大型水下管道相适配，所述配重结构扣在所述管道上，与管道一起被埋在海底管槽中。在确保管道抗浮稳定的前提下，本发明提供了一种安装方便、受力均匀且不影响管道变形能力的配重块结构，旨在通过有效、简便的方法，以最小的投资和最方便的施工方法，使配重块结构可靠，更好得发挥管道适应变形的功能。

技术领域

本发明涉及水下管道工程技术领域，具体涉及一种用于大型水下管道的框架式倒U型配重装置及管道安装方法。

背景技术

HDPE管有较强的适应变形能力和抗腐蚀能力因此经常用于海底软基上的水下管道工程，但是其材料密度比水小，因此需要布置配重块，以满足抗浮稳定需求。大直径的HDPE 管道(D＝2～3m，L＝200～500m)往往采用传统抱箍式的混凝土配重块进行配重，这种配重块由上下俩块组成，采用螺栓进行连接，水上安装难度较大，因此需在岸边占用长度匹配的较大场地完成配重安装，配重安装完成后还需要两端密封、充气，将负载配重块的较为沉重的管道用拖船拖拽至预定位置。

在管道下沉操作时，采取一端进水下沉、一端排气的方式下沉管道，但是，由于抱箍式的混凝土配重块与管道两者被固定在一起，管道的一端在排气下沉的过程中，管道与配重块连接处容易发生“Z”字型弯折，配重块与管道的连接处应力大且无法释放，容易产生管体断裂。而且，往往会造成排气不畅，管道中含有无法排出的空气包，导致管道无法顺利下沉，只能报废处理。

综上，抱箍式的混凝土配重块方案需要占用广阔的陆上安装场地，在管道拖拽、尤其在下沉就位操作时，难度较大容易产生管体断裂、无法排出空气包的情况。若能找到一种安装方便、受力均匀的配重块形式以及方便、安全的水下管道的安装方法，就可以大大提高施工进度及管道结构安全性。

基于上述情况，本发明提出了一种用于大型水下管道的框架式倒U型配重装置及管道安装方法，可有效解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于大型水下管道的框架式倒U型配重装置及管道安装方法。在确保管道抗浮稳定的前提下，本发明提供了一种安装方便、受力均匀且不影响管道变形能力的配重块结构，旨在通过有效、简便的方法，以最小的投资和最方便的施工方法，使配重块结构可靠，更好得发挥管道适应变形的功能。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种用于大型水下管道的框架式倒U型配重装置，沿大型水下管道长度方向布置有多个用于固定大型水下管道的配重结构，每个所述配重结构包括至少两个通过具有一定长度的连接结构固定连接的倒U型配重块，且各所述配重块的内侧面均与大型水下管道相适配；所述配置结构扣在所述管道上，与管道一起被埋在海底管槽中。

钢筋混凝土配重块结构由两个倒U型配重块及多个连接结构组成，形成框架结构，并且可根据管道直径和配重需求来设计其结构尺寸，两个倒U型配重块之间的距离可利用连接结构长度进行调节，连接结构可将两个倒U型配重块形成整体，防止其倾覆。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接结构与所述配重块之间的连接点沿所述配重块的延伸方向间隔布置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接结构之间互相平行且均垂直于所述配重块的U形端面。

由于以上结构，分布在配重块端面上的多个连接点使得两个配重块之间形成稳定的连接结构，同时连接结构增加配重块整体的重量，避免水下管道上浮。固定在配重块上的若干连接结构整体呈倒U型结构，对水下管道形成半包围式保护结构，并且与水下管道之间平行设置互不干扰。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接结构与所述配重块的连接处设置有橡胶垫片。