Особливість даного методу розрахунку технологічної схеми полягає в тім, що у вихідних даних не задається розрахункова схема, і вона будується в міру проведення розрахунку на міцність.

2. У якості вихідних даних приймається розрахункова схема трубопроводу, що укладається, складена на підставі досвідчених даних, причому відомі відстані між трубоукладачами і машинами і зсуву опор, тобто відносна висота підйому трубопроводу кожним трубоукладачем. Механічний розрахунок на міцність за цією методикою є перевірочним і може вказувати на придатність обраної схеми до даних умов.

Основними умовами при виборі схеми виконання ізоляційно-укладальних робіт є:

- збереження в процесі виконання робіт такої форми перехідної ділянки, при якому напруги в стінках труб не перевищують значення, що забезпечують пружні деформації металу труб.

- ізоляційне покриття в момент торкання ґрунту повинне мати достатню твердість для сприйняття реактивних сил і не руйнуватися.

- число трубоукладачів, що здійснюють підйом, переміщення й опускання трубопроводу в траншею, а також их розміщення повинні виключати можливість порушення стійкості трубоукладачів і подовжньої міцності их стріл.

Розрахунок ізоляційно-укладальної колони у вертикальній площині.

У

PB1 PB2 PB3 PB4

qтр

RBA RBB

Qим hим Qом

У

hтр

A

Х

Lим

L1

L2

L3

Lом

L4

L

Рис. 7.1.Схема ізоляційно-укладальної колони.

Виходячи з того, що моменти від зовнішніх сил у точках опори трубопроводу на трубоукладачах однакові, складемо систему рівнянь згинальних моментів:

Значення реакції опори в крапці А в вертикальної площини визначимо по формулі (7.2.)

(7.2.)

Осьовий момент інерції визначимо по формулі (7.3.)

(7.3.)

Вага одного погонного метра труби визначимо по формулі (7.4.)

(7.4.)

Тому що МВ1= МВ2= МВ3= МВ4, то можливо визначити вертикальні зусилля на гаках трубоукладачів по наступним формулах (7.5.),(7.6.),(7.7.).

Для визначення вертикального зусилля на гак четвертого трубоукладача запишемо рівняння моментів щодо крапки В. (7.8.)

Тоді навантаження на гак четвертого трубоукладача визначимо по формулі (7.9.).

Реакцію опори на кінці траншеї визначимо по формулі (7.10.).

(7.10.)

Перевірку правильності визначення зусиль у вертикальній площині

визначимо по формулі (7.11.).

(7.11.).

де: Yi- яке-небудь зусилля у вертикальній площині, кг.

(7.12.)

Визначимо відстані до крапок додатка максимальних згинальних моментів на ділянках А – 1 і 4 – У по формулах (7.13.) і (7.14.).

( 7.13. ), ( 7.14. )

де: Х1 – відстань від крапки А, м.

Х4 – відстань від крапки В, м.

Тоді згинальні моменти в крапках 1 і 4 визначимо по формулах:

( 7.15.),( 7.16. )

( 7.15.),( 7.16.)

На основі даних розрахунку будуємо епюру згинальних моментів, що діють на газопровід у вертикальній площині. (Рис. 7.2.)

Розрахунок ізоляційно-укладальної колони в горизонтальній площині.

Z

РГ1

bтр

Х

РГ2 c

L1 РГ4

L2 РГ3

L3 RГВ

L4

L

Рис.8.1. Схема ізоляційно-укладальної колони в

горизонтальної площини.

Схема навантажень, що діють на ізоляційно-укладальну колону в горизонтальній площині показана на мал.

Для визначення значення моментів, що діють на підняту ділянку газопроводу в горизонтальній площині, складемо систему рівнянь на підставі мал.8.1. (8.1.)

( 8.1.)

( 8.2.)

де: bтр – ширина траншеї, що визначаємо по формулі:

Приймаємо bтр рівної 2 м.

с=1,2 м. – відстань від осі трубопроводу, укладеного в траншею до осі його положення на брівці траншеї згідно мал.8.1.

Для рішення системи рівнянь приймаємо:

( 8.3.)

Вирішуючи ці дві системи рівнянь одержимо: ( 8.4.)

Визначаємо згинальні моменти, що діють на газопровід у горизонтальній площині .

( 8.5.)

Підставивши раніше обчислені значення, одержимо:

На основі даних розрахунку будуємо епюру згинальних моментів, що діють на газопровід у горизонтальній площині. (Рис. 8.2.)

Визначення сумарних моментів, що діють на газопровід.

Значення сумарних згинальних моментів (якщо момент діє як у горизонтальній так і у вертикальної площинах) в опорних крапках газопроводу визначаємо по формулі: ( 9.1.)

(9.1.)

На основі даних розрахунку будуємо епюру сумарних згинальних моментів, що діють на газоппровід. (Рис. 9.1.)

Перевіримо трубопровід на міцність у найбільш перевантаженому місці.

Для цього визначимо напруга в даному місці, що з'являється від навантаження сумарним згинальним моментом по формулі: ( 9.2.)

( 9.2.)

де W – момент опору поперечного переріза труби, м3.

( 9.3.)

Підставивши всі значення у формулу одержимо:

( 9.4.)

Умова міцності виконується. Значить схема ізоляційно-укладальної колони, представлена на мал.7.1. обрана правильно. Критичні напруження в кожнім перетинанні не виникають.

Вибір марки трубоукладача.

Вибір марки трубоукладача ведемо по максимальному перекидаючому моменту і допустимому напруженню на гак. Схема діючих напруг показана на мал. 10.1.

PГi

h

c

PВi

Рис.10.1. Схема навантажень на трубоукладач.

Визначимо перекидаючий момент для кожного трубоукладача по формулі: (10.1.)

( 10.1.)

де: - перекидаючий момент i-го трубоукладача, кг м.

Pi , PiГ- зусилля, що діють на трубопровід у вертикальній і горизонтальній площинах, кг.

а – виліт стріли трубоукладача, м.

h – висота підйому труба стосовно краю траншеї, м.

Визначимо мінімальний і максимальний необхідні для укладання вильоти стріл , а також вильоти стріл другого і третього трубоукладача по вираженнях ( 10.2.)

Визначимо максимальні перекидаючі моменти для кожного трубоукладача по вираженнях ( 10.3);

( 10.3.)

Виходячи з розрахунків видно, что максимальний перекидаючий момент діє на останній трубоукладач у колоні.

Визначимо зусилля, що повинний витримати гак кожного трубоукладача;( 10.4.)

( 10.4.)

де: K – коефіцієнт умов роботи, рівний 0,8 при роботі зимою і 0,9 при роботі літом.

Рдоп- допустимому зусилля на гак трубоукладача, кг.

Приймаємо до=0.8, тому що роботи проводяться як улітку так і зимою.

По максимальному перекидаючому моменту і по максимальних зусиллях, що діє на гаки трубоукладачів підбираємо марку трубоукладачів. По таблиці вибираємо трубоукладач Т15/30.

Максимальна вантажопідйомність – 15 т.

Максимальна стійкість – 42 т.

Організація і технологія виконання ізоляційно-укладальних робіт.

Укладання трубопроводів у траншею є однієї з найбільш відповідальних технологічних операцій. При підйомі трубопроводу з брівки для