РОЗРАХУНОК БАЛОЧНОГО ОДНОПРОЛЬОТНОГО ДВОХКОНСОЛЬНОГО ПЕРЕХОДУ ЧЕРЕЗ ПРИРОДНЮ ПЕРЕШКОДУ

Алгоритм розрахунку

При проектуванні переходів необхідно прагнути максимального використовування несучої здатності труби. Значно збільшити відстані між крайніми опорами переходу можна за рахунок вживання консолей, що розвантажують примикаючі до них прольоти. Розвантажуючий вплив консолей особливо ефективний в однопролітних системах. Так, наприклад, на переходах газопроводів діаметром 629 і 1020 мм консолі дозволяють збільшити прольоти більш ніж в півтора рази, тобто до 40-60 м. В одноконсольних і багатопролітних системах розвантажуючий ефект позначається менше і вплив консолей розповсюджується тільки на прольоти, що примикають до консолей.

У консольних системах Г- і Z-образные компенсатори встановлюються під кутом до горизонту не менше 35° або горизонтально і не сприймають вертикальних навантажень. Позитивною властивістю похилих компенсаторів є те, що їх виліт не лімітується висотою розташування переходу. Перевагою таких переходів є також і те, що осідання опор не робить впливу на напружений стан переходу.

Консольні системи, особливо однопролітні, володіють великою гнучкістю. Досвід показав, що навіть при прольотах, близьких до максимальних, жорсткість таких систем цілком достатня для сприйняття вітрових і інших навантажень.

Залежно від рельєфу місцевості і протяжності надземної ділянки консолі з компенсаторами можуть бути розташовані з однією або з обох боків переходу.

У багатопролітних переходах, коли компенсатори встановлюють по обох кінцях відкритої ділянки, одну з середніх опор виконують мертвою. В цьому випадку температурні деформації трубопроводу розповсюджуються в обидві сторони від мертвої опори. Якщо, окрім кінцевих є також і проміжні компенсатори, мертві опори встановлюють в середній частині кожної прямолінійної ділянки, розташованої між компенсаторами.

Розрахунок геометричних параметрів переходу починається з визначення навантажень що діють на конструкцію.

Розрахункові навантаження, дії і їх поєднання повинні прийматися відповідно до вимог СНиП ІІ-6-74. У випадку розрахунку балочного переходу для умов задачі слід визначити наступні навантаження (з врахуванням коефіцієнтів перевантаження):

Коефіцієнти перевантаження належить приймати по таблиці 1

Таблиця Види навантажень і значення коефіцієнтів перевантаження при розрахунку на вигин надземних трубопроводів

Навантаження | Коефіцієнт перевантаження

Власна вага трубопроводу | 1,1

Вага продукту, що транспортується | 1,0

Вага обмерзання труби | 1,2

Снігове навантаження | 1,4

Вітрове навантаження | 1,2

Температурні дії | 1,0

Подовжні (уздовж осі труби) напруження або зусилля від розрахункового значення внутрішнього тиску газу, нафти або нафтопродуктів | 1,0

Сейсмічні дії | 1,0

Вага будівельного устаткування (і матеріалів), встановлюваного на трубопровід при його монтажі або ремонті | 1,2

Навантаження від власної ваги трубопроводу визначається за залежністю:

де – об’ємна вага матеріалу тру в даному випадку сталі.

Ваги ізоляції та різних пристроїв що можуть бути на трубі приймається 10% від власної ваги труби

Нормативна вага газу , що транспортується , в 1м трубопроводу qгаз, Н/м, слід визначати по формулі

,

де сгаз — густина газу, кг/м3 (при 0 °С і 1013 гПа); g— прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с2;

ра — абсолютний тиск газу в газопроводі, МПа;

DBH — внутрішній діаметр труби, см;

z— коефіцієнт стисливості газу; Т— абсолютна температура, ( Т = =273 + t, де t — температура газу, °C).

Нормативне навантаження від обмерзання 1м труби qЛЕД, Н/м слід визначати за формулою

де коефіцієнт обледеніння який вибирається в залежності від кліматичного району та для наших умов приймаємо рівним 35

Розрахункова довжина консолі в однопролітному двохконсольному переході, що знаходиться тільки під впливом рівномірно розподіленого навантаження, визначається з умови рівності моментів в прольоті і на опорах. Рівність моментів має місце при довжині консолі, рівної 0,354l, де l - відстань між опорами.

З урахуванням цього чинника дійсна оптимальна довжина консолі визначається по наступних формулах:

для однопролітної двохконсольної системи

де lk - виліт компенсатора; l - проліт.

Для визначення оптимальної довжини консолей може бути використаний графік, представлений на рисунку ; на цьому графіку відкладені: по осі ординат відношення а/l, а по осі абсцис - lk/l Для визначення довжини консолі достатньо знайдене по графіку залежно від схеми переходу і відношення lk/l значення а/l помножити на величину прольоту.

Рисунок – Схема завантаження однопрольотного двухконсольного переходу й графік залежності величини консолі від прольоту й довжини компенсатора

Максимально допустимий проліт переходу визначаються по формулах:

де W - момент опору перетину труби;

з і в - вантажні коефіцієнти.–

розрахункові опори розтягуванню (стисненню) який слід визначати за формулою

;

де т — коефіцієнт умов роботи трубопроводу,

k2 — коефіцієнт надійності за матеріалом

kH — коефіцієнт надійності за призначенням трубопроводу

величина приймається рівною межі текучості матеріалу труби (відповідно до стандартів та тех. умов на труби)

–кільцеві напруження від розрахункового внутрішнього тиску, МПа, що визначаються за формулою

, (17)

де n — коефіцієнт надійності по навантаженню — внутрішньому робочому тиску в трубопроводі;

р - робочий (нормативний) тиск, МПа;

DBH — внутрішній діаметр труби, см;

дН — номінальна товщина стінки труби, см.

Осьовий момент інерції труби визначається за залежністю:

Осьовий момент опору поперечного перерізу визначається за залежністю

Величина вантажних коефіцієнтів залежить від навантажень, розрахункової схеми і способу монтажу переходу.

Коефіцієнти з и в визначаються по наступних формулах:

при розрахунку однопролітних консольних переходів, змонтованих з секцій, що мають довжину, рівну прямолінійним ділянкам системи

У цих формулах qтр, qізол, qпр qобл- відповідно значення розрахункових навантажень (помножених на коефіцієнти перевантаження) від власної ваги труби, ізоляції і дрібних деталей, ваги газу і від обмерзання.

РОЗРАХУНОК БАЛОЧНОГО ПЕРЕХОДУ ЧЕРЕЗ КАНАЛ (написати свій канал)

Вихідні дані:

Діаметр труби товщину стінки 5298 мм

коефіцієнт умов роботи трубопроводу т=0,6,

коефіцієнти надійності за матеріалом