追求卓越、不斷創(chuàng)新

李國輝　肖世波　左雷彬

課題負(fù)責(zé)人李國輝：

1978年出生于遼寧省，2000年畢業(yè)于天津大學(xué)，現(xiàn)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(xué)博士研究生，長期從事油氣管道設(shè)計(jì)研究工作，完成各類科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，擔(dān)任中緬油氣管道等多項(xiàng)國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目項(xiàng)目經(jīng)理，獲得省部級科技進(jìn)步獎5項(xiàng)，編制國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)。

團(tuán)隊(duì)簡介

油氣管道跨越工程技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、風(fēng)工程科學(xué)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、流體力學(xué)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(chuàng)新團(tuán)隊(duì)之一。該團(tuán)隊(duì)以引領(lǐng)油氣管道領(lǐng)域大型跨越工程技術(shù)進(jìn)步為己任，解決了國內(nèi)外油氣管道跨越工程建設(shè)過程中中面臨的復(fù)雜風(fēng)環(huán)境、高地震烈度、多管同跨、國際性河流環(huán)境敏感性、運(yùn)營期間結(jié)構(gòu)安全等難題，首次實(shí)現(xiàn)風(fēng)工程科學(xué)和管道跨越工程的融合，并申請專利11項(xiàng)、軟件著作權(quán)1項(xiàng)，出版專著1部，編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。

由中國石油天然氣管道工程有限公司完成的“嚴(yán)酷環(huán)境油氣管道跨越工程關(guān)鍵技術(shù)研究”通過中國石油和化工自動化應(yīng)用協(xié)會成果鑒定，來自國內(nèi)的專家一致認(rèn)為該項(xiàng)目總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，建議加速推廣應(yīng)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(gòu)筑物重要的方式之一，因其具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大、工期長等特點(diǎn)，一直是項(xiàng)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(shè)為研究背景，考慮到西南地區(qū)大型河流跨越工程面臨峽谷風(fēng)環(huán)境、高地震烈度、多管同跨、國際性河流環(huán)境敏感性、運(yùn)營期間結(jié)構(gòu)安全等特殊的自然和社會環(huán)境，開展了嚴(yán)酷環(huán)境油氣管道跨越工程關(guān)鍵技術(shù)研究工作，重點(diǎn)針對西南地區(qū)管道跨越工程面臨的嚴(yán)酷環(huán)境分析、峽谷風(fēng)環(huán)境下懸索及斜拉索跨越結(jié)構(gòu)風(fēng)洞試驗(yàn)及抗風(fēng)設(shè)計(jì)研究、大跨越跨越結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)、高地震烈度下大跨度柔性結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析、清管工況下跨越結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析等方面進(jìn)行了研究。通過分析和總結(jié)，研究的“嚴(yán)酷環(huán)境油氣管道跨越工程關(guān)鍵技術(shù)研究”課題取得一系列成果，研究成果主要應(yīng)用于嚴(yán)酷環(huán)境下河流跨越工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，總體技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。主要的創(chuàng)新研究成果有以下幾個(gè)方面。

（1）針對大跨度管道橋的窄柔特性，在抗風(fēng)試驗(yàn)中設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)動力學(xué)特性，完善了大跨度管道橋渦激振、顫振和抖振等試驗(yàn)方法，為管道橋的風(fēng)致振動問題提供設(shè)計(jì)依據(jù)；

（2）針對峽谷地區(qū)溝壑發(fā)育、邊坡不穩(wěn)定、抗風(fēng)索難于錨固的難題，設(shè)計(jì)了抗風(fēng)性能更好的桁架梁結(jié)構(gòu)替代管道行業(yè)常用的扁平梁結(jié)構(gòu)，取消了抗風(fēng)索；

（3）設(shè)計(jì)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(bǔ)償條件下的定向位移問題；

（4）建立了大跨度管道橋動力學(xué)模型，研究了地震和通球作用等多種荷載組合下的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)特征，提出了設(shè)置阻尼器、合理布置約束位置和限制通球速度等技術(shù)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(jié)構(gòu)和運(yùn)營特點(diǎn)，提出了全壽命周期的健康監(jiān)測體系，研發(fā)了全壽命期健康監(jiān)測系統(tǒng)，在中緬油氣管道瀾滄江懸索跨越項(xiàng)目中建立了健康監(jiān)測示范工程。

“嚴(yán)酷環(huán)境油氣管道跨越工程關(guān)鍵技術(shù)研究”課題研究是首次開展基于抗風(fēng)性能管道橋設(shè)計(jì)方法研究，研究成果將納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，為今后相關(guān)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，尤其是針對山區(qū)跨越工程的設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值；針對地震和清管作用下的動力響應(yīng)分析方法，將對今后跨越工程的設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考，同時(shí)研發(fā)的相關(guān)支座也將廣泛地應(yīng)用到跨越工程中；健康監(jiān)測系統(tǒng)是本課題針對跨越工程安全運(yùn)營研發(fā)的評估和預(yù)警系統(tǒng)，將廣泛地應(yīng)用于今后的跨越工程中，以進(jìn)一步確保重要程度較高的跨越工程安全運(yùn)營。目前課題研究成果的相關(guān)核心技術(shù)自2011年開始已在怒江跨越、瀾滄江跨越、漾濞江跨越等5個(gè)工程中得到了成功應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

該成果已取得授權(quán)實(shí)用新型專利3件、軟件著作權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表論文10篇，形成行業(yè)專有技術(shù)1項(xiàng)、局級技術(shù)秘密3項(xiàng)，出版專著1部，申請發(fā)明專利1件（已受理），形成中國石油股份公司標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。

責(zé)編/萬海濱