Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

прокладки трубопроводов без компенсации продольных Деформаций. С компенсаторами более четкой становится работа РУбопровода поскольку в нем на прямолинейных участках в продольном направле-

Рнс. 5. 22. Схемы консольных балочных переходов через естественные препятствия, о - консоль; i - пролет.

НИИ, помимо напряжений от поперечного изгиба, возникают лишь растягивающие напряжения от внутреннего давления, если не считать незначительных напряжений, вызываемых отпором компенсаторов.

tl24

В трубопроводах с компенсаторами, находящихся под давлением, значительные продольные сжимающие напряжения не возникают.

Недостатком применения Г-и П-образных компенсаторов является увеличение расхода труб и невозможность пропуска через них скребка для внутренней очистки трубопровода. Наибольшие пролеты, которые могут перекрываться балочными самонесущими конструкциями, получаются в консольных схемах, и прежде всего в однопролетных (рис. 5, 22). В консольных схемах компенсаторы устанавливают наклонно с углом к горизонту менее 35° или горизонтально. При этом они не воспринимают на себя вертикальной нагрузки, в отличие от вертикальных компенсаторов-стоек. При наклонном расположении компенсаторов их вылет не ограничивается высотой расположения трубопровода над землей. Длину консолей можно подобрать такой, что они значительно разгрузят примыкающие к ним пролеты. В одно-и двухпролетных системах можно, увеличивая длину консолей, придать трубопроводу небольшой строительный подъем.

На напряженном состоянии однопролетных консольных систем не сказывается осадка опор, и поэтому последние получаются легкими. В то же время такие системы имеют относительно небольшую жесткость, что на газопроводах может препятствовать применению максимальных пролетов, получаемых по расчету.

Средний пролет однопролетного двухконсольного перехода на трубопроводах диаметром 529-1020 мм может достигать 40-60 м.

В зависимости от рельефа местности и протяженности подземного участка консоли с компенсатором на конце могут располагаться с одной (рнс. 5. 22, б и 5. 2Э, а) или с двух сторон (рис. 5. 22, а, в, г), а в многопролетных системах также и в средней части открытого участка (рис. 5. 23, б). Компенсаторы не обязательно нужно устанавливать с уклоном вниз. Если по условиям местности нужно поднять трассу трубопровода, то компенсатор можно установить наклонно вверх (рис. 5. 22, г). Промежуточные П-образные компенсаторы (рис. 5. 23, б) чаще располагают горизонтально, а иногда наклонно. При небольшой длине вылета промежуточных компенсаторов в отдельных случаях можно подвешивать их на концах консолей вертикально, без установки дополнительных опор.

В однопролетных переходах трубопроводы должны свободно перемещаться в продольном направлении. Конструкция же опор должна быть такой, чтобы они воспринимали ветровые нагрузки без поперечных смещений трубопровода.

Прд числе пролетов три и более, когда компенсаторы установлены по обоим концам открытого участка, одну из промежуточных опор, обычно среднюю, делают неподвижной, трубопровод на ней закрепляют неподвижно. Когда помимо концевых имеются и промежуточные компенсаторы, тогда неподвижные опоры устраивают в средней части каждого из прямолинейных участков, расположенных между компенсаторами.

Прокладка трубопроводов с компенсаторами сложнее и дороже, чем прямолинейная, поэтому ее обычно применяют при числе пролетов

a. о f

»•

о о. и о

Е-. О

«а

<и о Ad о о

я а: о о к с

я tc

"J

со 3

CM я

свыше трех-четырех, т. е. при длине открытых участков свыше 60-100 м, и там, где нельзя применить прямолинейную по условиям рельефа местности. Консольные системы могут быть рациональны и при меньшей протяженности надземных участков, поскольку при их применении расстояние между опорами может быть увеличено по сравнению с прямолинейной прокладкой без компенсации продольных деформаций. Целесообразны консольные системы и при расположении надземной части трубопровода выше уровня земли, т. е., когда после выхода трубопровода из земли его требуется несколько приподнять.

§ 5. ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ ПРОКЛАДКА ТРУБОПРОВОДОВ В ВИДЕ «ЗМЕЙКИ»

С целью компенсации продольных деформаций трубопроводы можно прокладывать криволинейно в виде пологой дуги (рис. 5. 24, а) или двух прямых участков, направленных друг к другу под углом с криволинейным сопряжением (рис. 5. 24, б). Такой метод прокладки

Рис. 5. 24. Схемы.

а -)<риволипейной прокладни трубопроводов; б -в виде ломаной линии; в - зигзагообразной прокладки в виде «змейки»; / - стрелка изгиба трубопровода; ( - расстояние между опорами (расчетный пролет трубопровода); L - расстояние между неподвижными опорами.

применим при длине открытых участков до 180-240 м, когда число пролетов не превышает шести - восьми.

При большей длине рационально применять зигзагообразную укладку трубопровода в плане в виде горизоптальной «змейки»

(рис. 5. 24, в) с расстоянием между мертвыми опорами 120-260 м. В вершинах волн вваривают колена, изогнутые радиусом, равным 5-40 диаметрам труб. При зигзагообразной прокладке трубопровод от изменения температуры перемещается не столько в продольном, сколько в поперечном направлении, на что должны быть рассчитаны подвижные опоры. Неподвижные опоры ставят по одной на каждую полуволну. Максимальное перемещение вершин полуволн при их длине 160-200 м и стрелке 12-15 м (0,075) равняется 40- 50 см.

При прокладке трубопровода в виде «змейки» длина его получается меньше, чем при прямолинейной с постановкой П- и Г-образных компенсаторов. При отношении стрелки полуволны «змейки» / к ее длине L (расстояние между неподвижными опорами) - = 0,075

удлинение трубопровода против прямой составляет не более 1%. Преимуществом зигзагообразной прокладки является также то, что возможна очистка трубопровода «ершом».

В многопролетных системах, уложенных в виде «змейки», расстояния между опорами принимают такими же, как и в многопролетных системах с компенсаторами. На"газопроводах диаметром 529-1020 расчетная величина пролетов равняется 30-50 л и на нефте- и продуктопроводах 20-40 м. Следует отметить, что на величине пролетов сказывается не только принятая схема перехода, диаметр труб, толщина их стенки, марка стали и величина временных погрузок, но и способ монтажа трубопровода (укладка длинных плетей или коротких секций).

Монтировать трубопровод при зигзагообразной прокладке удобнее из заранее сваренных прямолинейных плетей, длина которых равна расстоянию между угловыми вставками - коленами. Подготовленные плети укладывают на опоры (или подвешивают к ним) в требуемом положении, после чего вваривают колена и трубопровод закрепляют на неподвижных опорах.

Как указывалось выше, береговые опоры в большинстве случаев не устраивают или же монтируют в виде распределительных железобетонных плит. В очень редких случаях требуется устройство каких-либо иных опор, например свайных, массивных.

Наиболее легкие промежуточные опоры - свайные. Но часто целесообразнее применять железобетонные или бетонные опоры (из сборных колец, пустотелых блоков), бутобетонные, из бутовой кладки, а также грунтовые опоры в виде земляных отсыпок. Грунтовые опоры можно устанавливать на поймах рек с медленным течением воды, на болотах, а также при прокладке трубопроводов в пустынных районах. Возможная неравномерная осадка грунтовых опор вызовет .чишь небольшие дополнительные напряжения в трубах благодаря большой величине расчетного пролета, который в данном случае будет равен суммарной величине двух пролетов и одной опоры. Земляные опоры можно применять как при. прямолинейной прокладке, так при самокомпенсации продольных деформаций.

§ 6. УСИЛЕННЫЕ БАЛОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

При прокладке трубопровода над землей - через овраги, реки и каналы - иногда максимальный пролет, который можно назначить при данном сортаменте труб, оказывается недостаточным, переход же к арочным или висячим системам сильно усложнит конструкцию, и повысит ее стоимость. Несколько увеличить перекрываемый пролет можно, усилив сечения трубопровода в наиболее напряженных местах наваркой дополнительных элементов (рнс. 5. 25, а, б, в, г, д). Наварку можно производить сверху и снизу или только сверху. При наварке в вертикальной плоскости (рис. 5. 25, б) увеличивается лишь вертикальная жесткость перехода. Для увеличения и горизон-

Местд усиления

Рнс. 5. 25. Увеличение перекрываемого пролета за счет наварки на Трубы дополнительных элементов.

тальной жесткости можно наваривать парные элементы, сместив их в стороны от вертикальной плоскости, или ставить дополнительные элементы в горизонтальной плоскости (рис. 5. 25, д).

Удобно усиление труб, как показано на рис. 5. 25, г. В этом случае увеличивается вертикальная и горизонтальная жесткость. Наваривать элементы следует по концам сплошным, а в средней части прерывистым швом, обращая особое внимание на то, чтобы не было прожога трубопровода, который ведет к ослаблению трубы при работе ее на внутреннее давление. Усиливать следует лишь трубы, рассчитанные с коэффициентом условий работы тп = 0,75.

Балочные переходы усиливают также постановкой наклонных подвесок-вант или устройством шпренгелей (рис. 5. 26). Байтовые системы относятся к висячим и рассматриваются в главе тринадцатой.

Постановкой шпренгелей можно увеличить пролет. При пролетах 60-80 м шпренгельные переходы можно запроектировать достаточно легкими/, но они стесняют габарит под трубопроводом и поэтому не всегда применимы. Поперечную жесткость шпренгельных систе,м обеспечивают устройством двух наклонных шпренгелей (рис. 5. 26,