中低压燃气管道在跨越河道时，经常采用桥管的方式架设。由于架空管直接暴露在大气空间上，受众多外界条件的影响，管段容易发生横向和纵向的位移，从而产生拉(压)应力和弯曲应力。当应力的增加超过管道本身强度时，就会导致管道变形或损伤，特别对波形补偿器影响尤大。仅以调查的奉贤地区部分桥管为例，20%的波形补偿器因多种原因产生拉长现象，个别波形补偿器甚至出现断裂漏气。故针对现有案例，提出桥管设计、安装的改进，减少和避免再次发生类似的安全事故。该研究课题对燃气桥管结构进行了较为系统的研究，包括桥管的静力性能研究，波纹管应变和位移的试验研究以及管道补偿方法与改进措施研究，主要研究情况及主要技术性能指标如下：桥管结构的静力性能研究，该文通过分析桥管在自重荷载、温度变化、内压和沉降作用下受力情况，建立了符合实际的力学计算模型。基于弹性设计理论，研究得出燃气桥管在强度和刚度双重标准控制下采用自然补偿时的允许跨度表以及在允许跨度时桥管的自然补偿量表，同时也得出桥管的允许沉降差表和温度补偿量表。采用ANSYS对桥管结构在自重、温差和内压作用下进行有限元分析，主要分析弯管处的应力情况。研究发现：1)不均匀沉降对桥管的受力影响显著，可使桥管本身或是附属支墩连接破坏，所以在实际工程中地基应加以妥善处理。2)弯管应力与直管应力有很大的不同，存在应力集中，温度变化作用对弯管应力影响很大。3)采用波纹管补偿器进行补偿时，波纹管在盲板力作用下自身的伸长量不容忽视，应采取相应的补偿量公式进行计算。波纹管监测的试验研究针对桥管模型中的波纹管在运行状态下波峰波谷处的应变和位移进行试验研究，分析波纹管受温度和内压作用的影响程度。研究表明：1)温度变化对波纹管的受力是有影响的，应力一天一个循环，使波纹管的受力存在疲劳问题，可能导致波纹管疲劳断裂。2)温度引起的变形在总变形中所占比例较小，内压对变形起主要作用。3)波峰处的经向应力比环向应力大得多，所以波峰处一般会出现的裂缝形态多是环向裂缝，且贯穿焊缝。4)由于盲板力的存在，波纹管将承受除温度变形以外的额外变形，其值大小不可忽略，在实际设计中应该予以考虑。5)在升、降压过程中应适当控制充、放气速度，避免快速气流对桥管产生冲击力，从而导致波纹管两端位移变化过大。6)由于波纹管加工工艺使其壁厚不均，对波峰波谷处受力有一定影响，且自身受内压作用影响较大，建议在桥管允许跨度之内的现有桥管将原波形补偿器变更为法兰连接短管。管道补偿方法与改进措施研究一般来说，燃气管道补偿方法主要有自然补偿法和波纹管补偿器法两种。管道自然补偿法是利用管道本身的弯曲以自动补偿，宜优先考虑此法；若不能满足自然补偿时，可采用波纹管补偿器法。结合该课题的理论、实验分析和大量的工程实践研究，建议对管道补偿采取如下改进措施：1)设计前必须对管道系统进行详细的柔性设计，确定补偿方式。2)管道系统支架设计前，必须进行详细的地质勘探和分析，并合理布置管道支架位置，选择合适的支架结构型式。对可能引起管道沉降的区域必须打桩。3)为了减少桥管出地面处弯管的地基沉降，应对弯管的地基进行处理，可以采用回填土夯实和在弯管处打小方桩两种方式。4)当桥管在常规条件下自然补偿无法实施时，先采取技术措施增加管道自然补偿量，只有在最不利的情况下在设补偿器，相应的技术措施包括加设套管和增加管道隔热层。5)采用补偿器补偿时，在采购、设计、施工、运行管理等环节必须详细了解波纹管补偿器适用范围和主要技术参数。6)补偿器必须采用液压一次成型，焊接工艺采用不锈钢包熔碳钢法，材质宜采用进口SUS316。7)施工阶段，应根据要求进行预拉伸或压缩。8)安装桥管时，波纹管补偿器暂不安装，采用与波纹管补偿器尺寸相同的法兰短管暂时代替。待管道清通、吹扫和强度试验合格后，整体严密性试验前再安装波形补偿器。9)波形补偿器安装时应与管道保持同轴，不得偏斜。安装时不得用波形补偿器来调整管位的安装偏差，否则将影响波形补偿器的补偿量，并造成应力集中，导致补偿器容易损伤。10)波形补偿器安装时，应设临时约束装置，待管道严密性试验结束后，通气前再放松螺丝，解除约束装置。11)运行维护阶段，应做好测量记录工作。由于沉降作用对桥管受力影响较大，必要时可以安装类似倾角仪等测量设备对桥管两端的立管的沉降位移进行监测，以便及时发现隐患，防止事故的发生。通过该课题的研究：1)可为现有桥管存在的问题进行诊断分析，为桥管的改造提供合理化方案，避免燃气泄漏爆燃事故的再次发生，避免造成严重的社会影响。2)可为今后桥管设计的进一步提高提供理论和实际依据，根本上避免桥管因温差、地层沉降等外部因素造成管道断裂漏气甚至爆燃，保护人民生命财产安全。3)提出了管道补偿的改进措施：自然补偿及补偿器补偿。