упр — напруження, визначувані по формулі (4.29);

упр.і— напруження, визначувані по формулі (4.38);

пс — коефіцієнт поєднання навантажень.

Мінімальний допустимий радіус кривизни поверхні, по якій може бути укладений трубопровід, слід розраховувати з урахуванням інших навантажень, діючих на трубопровід. Наприклад, для трубопроводу на спусковій доріжці мінімальний радіус, по якому слід здійснювати трасування (у вертикальній площині) спускового шляху, визначиться з формули

, (4.41)

тут уоп — напруження, визначені по формулі (4.29):

, (4.42)

де к0— коефіцієнт опорного моменту багатопролітної балки;

l|— відстань між опорами (вагонетками) в м;

g — вага 1 м довжини, трубопроводу в кг.

Напруження, що виникають в трубопроводі, при підйомі його одним краном. В процесі монтажу секцій підводного трубопроводу перед укладанням, а також при ремонті виникає необхідність підйому його трубоукладачами.

У цих випадках необхідно встановити можливість підйому трубопроводу одним краном, визначити напруження, що виникають і трубопроводі п залежності від глибини води в місці підйому, зусилля, потрібне для підйому трубопроводу на поверхню води, і довжину частини трубопроводу, що підводиться над дном.

Розрахункова схема трубопроводу, що піднімається з дна краном на поверхню води (рисунок 4.5), аналогічна розрахунковій схемі симетричного підйому одним трубоукладачем трубопроводу лежачого на рівній горизонтальній поверхні.

Для розрахунку приймається, що в точках того, що спирається трубопроводу на ґрунт згинаючі моменти в поперечних перерізах відсутні і кути повороту поперечних перетинів трубопроводу рівні нулю, розтягуючі сили відсутні. При цих умовах максимальний момент в прольоті при х = A/g

Рисунок 4.5 - Розрахункова схема трубопроводу, що піднімається

одним краном на поверхню

. (4.43)

Максимальний опорний момент при х=l з рівняння (4.43):

. (4.44)

Максимальні напруження, що виникають в трубопроводі при його підніманні:

, (4.45)

і, отже, максимальна глибина, з якою може бути піднятий трубопровід одним краном, буде

, (4.46)

де — розрахунковий опір труб згину[]. Для звичних трубопроводів з товщиною стінок 8—20 мм у формулу (2.45), де напруження виражена залежно від діаметру трубопроводу, можна підставити вираз (4.14), тоді можна записати у вигляді

. (4.47)

Для сталевих труб формула (4.47) прийме вигляд:

. (4.48)

Напруження, що виникають в трубопроводі при підйомі його двома кранами (трубоукладачами). При розрахунку напруження, що виникають в трубопроводі при підйомі його двома кранами, приймаються ті ж допущення, що і при розрахунку напруження при підйомі одним краном.

Згинаючий момент в перерізі в місці закріплення кранових тросів може бути визначений по формулі:

, (4.49)

де g— вага 1 м довжини трубопроводу, що піднімається, в кг;

l1— відстань від перетину труби в місці спирається на ґрунт до перерізу в місці закріплення троса від крана в м;

l2 — відстань між кранами (що звичайно приймається 25—35 м). Допустиму висоту підйому труби можна визначити за формулою:

. (4.50)

Допустиму висоту підйому труби практично визначають таким чином: , (4.51)

визначають допустимий згинаючий момент М2. Потім по формулі (4.49) визначають значення l1 і, підставивши його в формулу (4.50), отримуємо необхідну величину.

Розрахунок повздовжніх напружень у підводному трубопроводі виконаний за допомогою ЕОМ і приведений у додатку Б.

Розрахунок стійкості та

привантаження підводного трубопроводу

Необхідна стійкість підводного трубопроводу досягається різними способами його привантажування (суцільним покриттям або окремими вантажами) або закріпленням трубопроводів до підстави (гвинтовими анкерами або іншими пристроями). Для будь-якого проектованого способу необхідно виконати розрахунок стійкості підводного трубопроводу.

Стійкість підводного трубопроводу залежить від впливи на нього зовнішнього середовища і профілю траншеї (дна).

Розрахунок стійкості підводного трубопроводу на спливання слід виконувати для всіх без виключення підводних трубопроводів. Перевірка стійкості трубопроводу на зрушення виконується при впливи на трубопровід горизонтальних сил (тиск потоку води, хвильові впливи).

При розрахунках стійкості підводних трубопроводів на річкових переходах дія на них ваги ґрунту засипки не враховується. Це узгоджується з практикою проектування підводних трубопроводів, заглиблення яких визначається граничним профілем розмиву русла. При розрахунку передбачається, що трубопровід повинен зберігати стійке положення на дні і при максимальних можливих глибинах руслових деформацій, коли над ним не буде шару ґрунту. Розраховувавши стійкість трубопроводів па болотах і обводнених ділянках траси, вагу ґрунту засипки можна враховувати залежно від його характеристики і властивостей, а також від рівня ґрунтових вод.

Стійкість трубопроводу, прокладеного прямолінійно по дну річки. Мається на увазі, що трасування трубопроводу виконане прямолінійно, без вигину у вертикальній площині. При цьому на підводний трубопровід діятимуть тільки вертикальні сили, направлені зверху вниз (вага трубопроводу в повітрі, вага привантажування і продукту в трубопроводі) і від до верху низу — сили протитиску води (так звана виштовхуюча сила води).

Ступінь стійкості підводного трубопроводу на спливання визначається коефіцієнтами запасу, що встановлюють, в скільки разів слід було б збільшити зовнішні зусилля, діючі на конструкцію трубопроводу, щоб привести його в стан граничної рівноваги. Цю умову можна представити у вигляді:

. (4.52)

Сума вертикальних навантажень на трубопровід, направлених зверху вниз:

, (4.53)

gіз— розрахункова вага 1 м довжини труби, покритої шаром ізоляції, в повітрі в H;

Бв — розрахункова вага привантажування (баласту) в повітрі на 1 м довжини труби в кг;

gпр— розрахункова вага продукту в 1 м довжини труби в кг.

Сума вертикального протитиску води:

, (4.54)

де qтр — розрахункова вага води, витисненої 1 м довжини трубопроводу, покритого ізоляцією, або виштовхуюча сила води на 1 м довжини труби в кг;

, (4.55)

де qб — розрахункова вага води, витисненої привантажувачем (баластом) , в кг.

Відповідно до формул (4.53) і (4.54) умову стійкості трубопроводу