КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ПОДЗЕМНЫХИ НАЗЕМНЫХ (В НАСЫПИ) ТРУБОПРОВОДОВ6.23. Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводыследует проверять на прочность, деформативность и общую устойчивость впродольном направлении и против всплытия. 6.24. Проверку на прочность подземных и наземных (в насыпи)трубопроводов в продольном направлении следует производить из условия , (15) где sпр.N - продольное осевое напряжение от расчетных нагрузок и воздействий, МПа,определяемое согласно п. 8.25; y2 - коэффициент, учитывающийдвухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевыхпродольных напряжениях (sпр.N ³ 0) принимаемый равнымединице, при сжимающих (sпр.N <0) определяемый по формуле ; (16) R1- обозначение то же, что в формуле (4); sкц- кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа,определяемые по формуле , (17) где n - обозначение то же, что в формуле (12); р- обозначение то же, что в формуле (7); Dвн - обозначение то же, что в формуле (6); dн - номинальная толщинастенки трубы, см. 6.25. Продольныеосевые напряжения sпр.NМПа, определяются от расчетных нагрузок и воздействий с учетомупругопластической работы металла. Расчетная схема должна отражать условияработы трубопровода и взаимодействие его с грунтом. В частности, дляпрямолинейных и упруго-изогнутых участков подземных и наземных (в насыпи)трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений, просадок ипучения грунта продольные осевые напряжения определяются по формуле: (18) где ; (19) , (20) - коэффициент линейногорасширения металла трубы, град-1; Е-переменный параметр упругости (модуль Юнга), МПа; Dt - расчетный температурныйперепад, принимаемый положительным при нагревании, °С; m- переменный коэффициентпоперечной деформации стали (коэффициент Пуассона); n - обозначението же, что в формуле (12); р - обозначение то же, что в формуле (7); Dвн- обозначение то же, что в формуле (6); dн - обозначение то же, что в формуле (17); si- интенсивность напряжений,определяемая через главные напряжения; для данногочастного случая по формуле ; (21) ei - интенсивность деформаций,определяемая по интенсивности напряжений в соответствии с диаграммойдеформирования, рассчитываемой по нормированной диаграмме растяжения s - e по формулам ; (22) ; (23) m0 - коэффициент поперечнойдеформации в упругой области; E0-модуль упругости, МПа. Абсолютноезначение максимального положительного Dt(+) или отрицательного Dt(-)температурного перепада,при котором толщина стенки определяется только из условия восприятиявнутреннего давления по формуле (12), определяютсядля рассматриваемого частного случая соответственно по формулам ; . (24) Длятрубопроводов, прокладываемых в районах горных выработок, дополнительныепродольные осевые растягивающие напряжения , МПа, вызываемые горизонтальными деформациями грунта отгорных выработок, определяются по формуле (25) где Е0-обозначение то же, что в формуле (19); l0 - максимальные перемещениятрубопровода на участке, вызываемые сдвижением грунта, см, определяются поформуле ; (26) lm- длина участка деформациитрубопровода с учетом его работы за пределами мульды сдвижения, см; , (27) tпр.гр - предельное сопротивлениегрунта продольным перемещениям трубопровода, МПа; l - длина участка однозначныхдеформаций земной поверхности в полумульде сдвижения, пересекаемоготрубопроводом, см; , (28) x0 - максимальное сдвижениеземной поверхности в полумульде, пересекаемой трубопроводом, см; dн - обозначение то же, что в формуле (17); uмакс - перемещение,соответствующее наступлению предельногозначения tпр.гр, см 6.26.Для предотвращения недопустимых пластических деформаций подземных и наземных (внасыпи) трубопроводов проверкунеобходимо производить по условиям ; (29) ; (30) где - максимальные(фибровые) суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативныхнагрузок и воздействий, определяемые согласно п.8.27, МПа; y3 -коэффициент, учитывающийдвухосное напряженное состояние металла труб; при растягивающих продольныхнапряжениях ( ³0) принимаемый равным единице,при сжимающих ( < 0) - определяемый поформуле , (31) m, , kн - обозначенияте же, что в формуле (5); -кольцевые напряжения от нормативного (рабочего) давления, МПа, определяемые поформуле (32) р - обозначение то же, что в формуле (7); Dвн - обозначение то же, что в формуле (6); dн - обозначение то же, что в формуле (17). 6.27. Максимальные суммарные продольные напряжения , МПа, определяютсяот всех (с учетом их сочетания) нормативных нагрузок и воздействий с учетомпоперечных и продольных перемещений трубопровода в соответствии с правиламистроительной механики. При определении жесткости и напряженного состоянияотвода следует учитывать условия его сопряжения с трубой и влияние внутреннегодавления. В частности, дляпрямолинейных и упруго-изогнутых участков трубопроводов при отсутствиипродольных и поперечных перемещений трубопровода, просадок и пучения грунтамаксимальные суммарные продольные напряжения от нормативных нагрузок ивоздействий - внутреннего давления, температурного перепада и упругого изгиба , МПа, определяются по формуле , (33) где m, a, Е, Dt - обозначения те же, что в формуле (18); - обозначение то же, что в формуле (30); Dн - обозначението же, что в формуле (12); р - минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода, см. 6.28.Проверку общей устойчивости трубопровода в продольном направлении в плоскостинаименьшей жесткости системы следует производить из условия , (34) где S - эквивалентное продольноеосевое усилие в сечении трубопровода, Н, определяемое согласно п. 8.29; m- обозначение то же, что в формуле (4); Nкр - продольное критическоеусилие, Н, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода. Nкр следует определятьсогласно правилам строительной механики с учетом принятого конструктивногорешения и начального искривления трубопровода в зависимости от глубины егозаложения, физико-механических характеристик грунта, наличия балласта,закрепляющих устройств с учетом их податливости. На обводненных участкахследует учитывать гидростатическое воздействие воды. Продольную устойчивостьследует проверять для криволинейных участков в плоскости изгиба трубопровода.Продольную устойчивость на прямолинейных участках подземных участков следуетпроверять в вертикальной плоскости с радиусом начальной кривизны 5000 м. 6.29. Эквивалентное продольноеосевое усилие в сечении трубопровода S следует определять отрасчетных нагрузок и воздействий с учетом продольных и поперечных перемещенийтрубопровода в соответствии с правилами строительной механики. В частности, дляпрямолинейных участков трубопроводов и участков, выполненных упругим изгибом,при отсутствии компенсации продольных перемещений, просадок и пучения грунтаэквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S, Н,определяется по формуле , (35) где m, a,Е, Dt -обозначения те же, что в формуле (18); sкц - обозначение то же, что в формуле (17); F - площадь поперечного сечения трубы, см2. 6.30*.Устойчивость положения (против всплытия) трубопроводов, прокладываемых наобводненных участках трассы, следует проверять для отдельных (в зависимости отусловий строительства) участков по условию , (36) где Qакт -суммарная расчетная нагрузка на трубопровод, действующая вверх, включая упругийотпор при прокладке свободным изгибом, Н; Qпас - суммарнаярасчетная нагрузка, действующая вниз (включая массу - собственный вес), Н; kн.в - коэффициент надежностиустойчивости положения трубопровода против всплытия, принимаемый равным дляучастков перехода:
В частном случае при укладкетрубопровода свободным изгибом при равномерной балластировке по длине величинанормативной интенсивности балластировки - вес на воздухе , Н/м, определяется из условия , (37)* где nб - коэффициент надежности понагрузке, принимаемый равным: 0,9 - для железобетонныхгрузов; 1,0 - для чугунных грузов; kн.в-обозначение то же, что в формуле (36); qв - расчетная выталкивающаясила воды, действующая на трубопровод, Н/м; qизг- расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободномизгибе трубопровода, Н/м, определяемая по формулам: (для выпуклых кривых); (38) (для вогнутых кривых); (39) qтр- расчетная нагрузка от массы трубы. Н/м; qдоп - расчетная нагрузка отвеса продукта, Н/м, которая учитывается при расчете газопроводов и при расчетенефтепроводов и нефтепродуктопроводов, если в процессе их эксплуатацииневозможно их опорожнение и замещение продукта воздухом. gб - нормативная объемнаямасса материала пригрузки, кг/м3; gв - плотность воды,принимаемая по данным изыскания (см. п. 8.14),кг/м3; В формулах (38)- (39): Е0 - обозначението же, что в формуле (19); I -момент инерции сечения трубопровода на рассматриваемом участке, см4; b - угол поворота оси трубопровода рад; r -обозначение то же, что в формуле (33). 6.31*.Вес засыпки трубопроводов на русловых участках переходов через реки иводохранилища не учитывается. При расчете на устойчивость положения нефтепровода и нефтепродуктопроводов,прокладываемых на обводненных участках, удерживающая способность грунта учитывается.При проверке продольной устойчивости трубопровода как сжатого стержнядопускается учитывать вес грунта засыпки толщиной 1,0 м при обязательномсоблюдении требований п. 6.6 в частизаглубления трубопровода в дно не менее 1 м. 6.32.Расчетная несущая способность анкерного устройства, Банк, Н, определяется по формуле , (40) где z - количество анкеров водном анкерном устройстве; mанк - коэффициент условийработы анкерного устройства, принимаемый равным 1,0 при z = 1или при z ³ 2 и Dн / Dанк ³ 3; а при z ³ 2 и 1 £ Dн / Dанк £ 3 ; Pанк - расчетнаянесущая способность анкера, Н, из условия несущей способности грунта основания,определяемая из условия , (41) Dн - обозначение то же, что в формуле (12); Dанк - максимальный линейныйразмер габарита проекции одного анкера на горизонтальную плоскость, см; Фанк - несущаяспособность анкера, Н, определяемая расчетом или по результатам полевыхиспытаний согласно СНиП 2.02.03-85; kн - коэффициент надежностианкера, принимаемый равным 1,4 (если несущая способность анкера определенарасчетом) или 1,25 (если несущая способность анкера определена по результатамполевых испытаний статической нагрузкой).
|