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

тип I) пли постановкой трех шпренгелей: вертикального и двух горизонтальных (рис. 5. 26, тип II).

Стойки и распорки в шпренгельных системах выполняют из стальных труб, уголковой стали или иных профилей, растянутые шпренгели - пз круглой или уголковой стали. Все узлы делают сварными.

Рис. 5, 26. Шпренгельные переходы.

а двухпролетный; б - однопролетный; в - поперечное сечение перехода с двумя наклонными шпренгелями; г - поперечное сечен! е перехода с одним вертикальным и двумя горизонтальными шпренгелями.

Такие системы монтируют на строительной площадке с последующей установкой готовых пролетных строений на опоры пли выполняют прямо на месте с установкой временных промежуточных опор.

Шпренгельные системы могут быть применены для перекрытия пролетов длиной 50-80 м, особенно при достаточно высоком расположении трубопровода над землей: на переходах через глубокие овраги, ущелья и реки с крутыми берегами. При необходимости перекрыть пролеты в 40-50 м трубопроводами небольших диаметров также рацпонально усиление их шпренгелями. Однако из-за усложнения конструкции и значительного увеличения высоты пролетной части шпренгельные системы имеют ограниченное распространение. За рубежом они построены, как правило, на трубопроводах небольшого диаметра с относительно большой толщиной стенки. На некоторых из них в местах возникновения максимальных моментов вварены отрезки труб с утолщенной стенкой. В Советском Союзе шпренгельные переходы до последнего времени па магистральных

трубопроводах почти не применяли. Несколько большее распространение они имеют на трубопроводах среднего и низкого давления. Шпренгельные переходы могут быть многопролетными и однопролетными (рис. 5. 26). Однопролетные можно проектировать без компенсаторов. Частичная компенсация температурных деформаций будет происходить в смежных с надземной частью подземных участках трубопроводов. Многопролетные шпренгельные переходы делают

Рис. 5. 27. Опорный узел шпренгельного перехода газопровода диаметром 720 мм, пролетом 60 м.

с Г-или Z-образными компенсаторами по концам, а иногда и с П-образными в средней части. Чаще шпренгельную ферму разбивают на три равных пролета. Конструировать шпренгельные системы следует с учетом того, чтобы из одних и тех же элементов можно было строить переходы различной длины с необходимым числом пролетов.

На рис. 5. 27 и 5. 28 представлена конструкция узлов шпренгель-ной секции пролетом 60 м для газопровода диаметром 720 мм, разбитой стойками на три панели по 20 м. Конструкция узлов позволяет осуществить переход однопролетным или многопролетным. В его конструкции предусмотрена подвеска к трубе монорельса для зксплу-атационной тележки.

На промежуточной средней опоре трубопровод закреплен неподвижно, а на крайних опорах уложен на скользящие опорные части. В местах сопряжения стоек и распорок с элементами шпренгеля затяжка проходит через разъемную муфту. Такая конструкция узла позволяет легко монтировать и регулировать натяжение шпрен-

геля. Шпренгель выполнен изкруглого железа диаметром 45 мм. стойки - из труб диаметром 76 мм.

Рнс. 5. 28. Верхний и нижний промежуточные узлы шпренгельного перехода газопровода диаметром 720 мм, пролетом 60 .и.

Усиление балочных переходов при больших пролетах может быть выполнено в соответствии с рис. 5. 13 и 5. 14, однако эти конструктивные решения очень сложны и неэкономичны.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

НАДЗЕМНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ С КОМПЕНСАТОРАМИ § 1. РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Величина максимального пролета между опорами в системах трубопроводов с компенсирующими устройствами определяется из условия, что предельным является такое состояние, при котором металл труб достигает в каком-либо сечении предела текучести.

Это можно выразить условием

<7?2 -0,5сг„ц,

(6. 1)

где М - расчетный момент в сечении; - расчетное сопротивление металла труб (см. табл. 2. 3); сгкц - кольцевые напряжения в трубопроводе от расчетного значения внутреннего давления, определяемые по фор.муле (2. 44); W - момент сопротивления поперечного сечения трубопровода

Db, Db, Dcp - диаметры трубопровода (соответственно наружный, внутренний и средний); б - толщина стенки трубы.

Напряжения от отпора колшенсаторов не учитываются, поскольку они малы.

Исходя из этою расчетный пролет между опорами может быть найден по формуле

а прогиб

С. 2)

(6.3)

где т] и р - грузовые коэффициенты для определения момента и прогиба; Е - модуль упругости металла; / - момект инерции сечения.

Если толщина стенки труб подобрана по внутреннему давлению так, что удовлетворяется условие Окц = 2-, то расчетный пролет определяют по формуле

(6.4)

Величина грузовых коэффициентов т] и р зависит от нагрузок, расчетной схемы и способа монтажа трубопровода.

Монтаж надземных трубопроводов можно выполнять двумя способа ми: co6ecne4eHHeMjHepa3

всех нагрузок, включая собственный вес, и"ез обеспечения нераз-резности конструкции. Во втором случае при восприятии собственного веса конструкция работает как разрезная.

Первый способ более трудоемок, но позволяет несколько увеличить пролеты между промежуточными опорами газопроводов. При этом трубопровод укладывают в проектное положение и поддерживают в прямолинейном (ненагруженном) состоянии (путем устройства временных опор) трубоукладчиками или кранами. В таком положении сваривают весь переход, и лишь затем вся нагрузка от трубопровода передается на постоянные опоры. Неразрезность трубопроводу можно придать и путем сварки трубопровода в длинную плеть на близко расположенных друг от друга лежках с последующей укладкой сваренной плети на опоры и приваркой ее к примыкающим участкам трубопровода.

Оба описанных приема монтажа обеспечивают работу всей конструкции перехода как единой целой системы, и поэтому методика расчета в обоих случаях одинаковая.

Грузовые коэффициенты для определения момента и прогиба зависят только от конструкции перехода (статической схемы). Их определяют по формулам:

для газопровода:

Т] = е(дтр + 9доп + 9газ + 0,9длед); (6.5)

Р = 6 (д,р -f- ддоп -f- дгаз + 0,9 длед); (6. 6)

для продуктепровода

Г] =е(тР + Яаоп + 9прод + 0,9 лед); Р = 6 (тр + 9доп + 9прод + 0,9 qnenh

(6.7) (6. 8)

где е и 6 - коэффициенты, зависящие от статической схемы перехода (табл. 6. 1 и 6. 2).

В случаях, когда во время монтажа неразрезность конструкции перехода не может быть обеспечена (например, при монтаже многопролетного перехода с укладкой секций, равных по длине пролету между опорами), расчет производят на собственный вес трубы как разрезной конструкции с пролетами, равными расстояниям между опорами, а на все остальные нагрузки - как неразрезной системы.

В этом случае грузовые коэффициенты для определения момента и прогиба определяют по формулам: для газопровода

т] = 0,125дтр4-е.(ддоп--?паз + 0,9длед); (6.9)

Р = 0,013 дтр + (?доп + дгаз--0,9 длед); (6. 10)

для продуктопровода

т] = 0,125 дтр-Ь е (ддоп-Ь дпрод-f-0,9 лед); , (6.11)

Р= 0,013 дтр--(ддоп--дпрод +0,9 длед). (6. 12)

При первом способе монтажа конструкция на все нагрузки работает как неразрезная, и поэтому расчетным является опорный момент. При втором способе, когда трубопровод на нагрузки от собственного веса работает как разрезной, а на остальные нагрузки, появляющиеся в процессе эксплуатации, как неразрезной, для газо-.проводов расчетными являются пролетные моменты, а для продуктопроводов - опорные моменты.

Для газопроводов расчетный пролет получается большим при обеспечении неразрезности в процессе монтажа, для продуктопроводов - если при восприятии собственного веса трубопровод является разрезным.

Прогибы всегда больше в разрезных конструкциях. Если для продуктопроводов не может быть гарантировано соблюдение раз-резности в процессе монтажа (наличие стыков над опорами), то в запас прочности пролет следует принимать, как для неразрезной конструкции; прогиб же нужно определять с учетом разрезности конструкции при монтаже.

§ 2. КОНСОЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПЕРЕХОДОВ С НАКЛОННЫМИ КОМПЕНСАТОРАМИ И МНОГОПРОЛЕТНЫЕ СХЕМЫ

Консольные схемы применяют для однопролетных и многопролетных переходов. Оли могут быть одноконсольными и двухконсоль-ными в зависимости от требуемого количества компенсаторов, рельефа и других местных условий. Особенностью консольных схем является то, что компенсаторы в них не работают на восприятие вертикальных нагрузок или работают очень незначительно, так как они располагаются под углом 25-35° к горизонту.

Применение консолей позволяет разгрузить и тем самым увеличить примыкающие к ним пролеты. На рис. 5. 22 показаны схемы однопролетных и многопролетных консольных решений с одним и двумя компенсаторами.

По статической работе консольные системы можно разделить на две группы: однопролетная двухконсольная система (см. рис.

5. 22, а), многопролетные и одноконсольные системы (см. рис. 5. 22,

6, в, г).