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

переходоп и возникающие и таких переходах прогибы для труб, изго-топлеппых из сталей с пределом текучести о = 0 До

4000 кГ/см". Графики (рис. 9. 2 и 9. 3) построецы для газопроводов и продуктоироиодов, монтируемых с обеспечением и без обеспечения неразрезноп работы конструкции при восприятии собственного веса, т. е. когда под действием собственного веса возникают опорные моменты, подобные заделке, н когда они равны нулю.

При нескольких пролетах получаемые по графикам величины их уменьшают примерно на 10%. Если пролеты не равны между собой, то расчет ведется по большему пролету, при этом отношение меньшего пролета к большему должно быть не менее 0,8.

§ 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ПО ЗЕМЛЯНЫМ ОПОРАМ При прокладке трубопроводов по земляным отсыпкам, на верх которых укладывают плитные железобетонные или иные опоры, расчет трубопровода не будет отличаться от приведенного в § 1 настоящей главы.

Рассматриваются особенности расчета трубопровода по земляным опорам - насыпям, сквозь которые проходит трубопровод. На рис. 9, 4 показан пример прокладки трубопровода по земляным опорам на болоте. При таком способе прокладки трубопровод на опорах имеет упругое защемление.

Расчетную длину пролетов в зависимости от плотности грунта зе.мляных опор и диаметра трубопровода принимают равной пролету в свету плюс 2-3 м на уровне оси трубопровода (3-4 м по низу трубы).

Расчетная схема, как и в предыдущих случаях, зависит от метода монтажа. При наличии промежуточных временных опор или когда заранее сваренная плеть укладывается сразу пе менее чем на три пролета, за расчетную схему на все виды нагрузок принимается однопролетная балка с упруго защемленными концами.

Весь открытый участок трубопровода должен монтироваться строго прямолинейно. Не допускаются наклонные участки и на концах надземной части, где трубопровод входит под землю. Здесь при переходе к подземной прокладке, если рельеф местности не имеет естественных откосов, должны отсыпаться насыпи, в которые входит трубопровод и затедг постепенно заглубляется в естественный грунт.

Расчет трубопровода производится так же, как указано в § 1 настоящей главы. Изгибающий момент при расчете трубопровода на вертикальные нагрузки с учетом упругого защемления на опорах принимается равны.м

Л/ =0,1 (Jnonnlp-

(9. 14)

,. Из условия ;<,..цем.1ення трубопровода на опорах при изгибе но требуется развития земляных опор по длине трубопровода. С уве-

личением длины опор возмоншость поворота опорных сечений не уменьшается, а несколько увеличивается, поскольку становится меньше разгружающее влияние соседнего пролета.

При большой протяженности надземного участка, уложенного по земляным опорам, желательно на опорах создать некоторое защемление против продольных перемещений трубопровода, но

ш

Минеральный грунт

Рис. 9. 4. Надземная прокладка трубопровода по зе.\шяным опорам па

болоте.

I. - расчетный пролет; I - длина защемления трубопровода на опоре; а - Ь - длина и ширина опоры на уровне поверхности грунта; с, d -длина и ширина опоры

поверху.

самым важным условием для надежной работы трубопровода является его закрепление на опорах против смещений перпендикулярно его оси.

От внутреннего давления и повышения температуры стенок труб в трубопроводе возникают значительные продольные усилия, и если устойчивость в каждом пролете вполне обеспечена условиями расчета, то при отсутствии защемления труб хотя бы на одной из опор свободная длина при продольном изгибе увеличится более чем в 2 раза и трубопровод выгнется п сторону. Это место станет своеобразным компенсатородг дефорлгацпй для нескольких примыкающих пролетов, что значительно увеличит изгиб трубопровода.

Для того чтобы уменьшить горизонтальные усилия, передаваемые на опоры, нужно укладывать трубопровод поз.можно прямолинейнее. При назначении величин пролетов можно пользоваться графиками, приведенными в предыдущем параграфе, следует только помнить, что пролет в свету будет меньше расчетногс на 2-3 .н (на уровне оси трубопровода).

Высоту расположения трубопровода над землей определяют в зависимости от мощности снегового покрова, диаметра трубопровода и прогиба в середине пролета. Расстояние от поверхности земли до низа трубы на опоре равняется (см. рис. 9. 4)

На болотах отсыпка грунтовых опор и монтаж производятся в зимнее время; в другое время года необходимо устройство рядом с трубопроводом лежневой или иной дороги, которая может потребоваться и на период эксплуатации трубопровода.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

УСИЛЕНИЕ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКЕ ТРУБОПРОВОДОВ

§ I. УСИЛЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ПУТЕМ ПРИВАРКИ К НИМ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В однопролетных консольных и многоиролетных неразрезных балочных системах надземной прокладки трубопроводов высокие напряжения в трубах, ограничиваюпще величину перекрываемого пролета, возникают лишь на отдельных участках относительно небольшой длины, в первую очередь над опорами.

Длину усиливаемого участка трубопровода 1р определяют на основании эпюры изгибающих моментов (рис. 10. 1, а, б). Навариваемый элемент должен продолжаться за место теоретического обрыва на длину, необходимую для его прикрепления принятым сварным-швом (см. рис. 10. 1, а).

1уС - + 208.

(10. 1)

Сечение проверяют, как обычно, при наличии компенсации продольных деформаций

Ri - 0,5 Окц,

(10.2)

где ЛГтах - максимальный расчетный изгибающий момент в месте усиления. Wye - момент сопротивления усиленного сечения трубопровода.

Для того чтобы найти момент сопротивления Wye, нужно определить вначале положение нейтральной оси Хус усиленного сечения (рис. 10. 1, д). Для этого следует взять статический момент площади поперечного сечения усиливающего элемента F„on относительно оси Xjp, проходящей через центр трубы, и поделить его па суммарную площадь поперечного сечения трубы /"ури дополнительного элемента F,

дои.

(10.3)

равный

/ус -= /тр + hon -Ь TpZ" + /допСдоп,

(10.4)

Эпгиоа м

•Won,

L---

,. 10. 1. Увелцкмше пролета счет ириварки к трубам дополнительных эле-

ментов.

а схема ус„..е„,ш однопролетного двухнонсольн

гпе / и /я„п - моменты инерции поперечных сечений трубы и дополнительного припаренного элемента относительно горизонтальных осей, .гроходящих через их центры тяжести

Момент сопротинлепия будет равен моменту ннерщт, поделен

ному на расстояние от нейтральной оси х До наиболее удаленных верхних и нижних волокон:

W,=-; W,=-. (10.5)

Продольный шов, которым приваривают к трубе дополнительный элемент, рассчитывают на срез по формуле

9гпах«доп

(10.6)

1,4Лш/ус

где (?mai - максимальная расчетная перерезывающая сила в месте усиления трубопровода; Хдоп - статический момент дополнительного элемента относительно нейтральной оси Хус; Ьщ - высота углового шва (по катету); By"- расчетное сопротивление на срез углового сварного шва.

Приваривая к трубам дополнительные элементы, нужно следить за тем, чтобы трубы не получали ослаблений за счет их подплавле-ния. Если по расчету сплошной шов не требуется, то .чучше делать его прерывистым. Для большей поперечной устойчивости усиленных трубопроводов приваривают парные элементы, как это показано на рис. 10. 1, г, связанные в нескольких местах диафрагмами.

§ 2. РАСЧЕТ ШПРЕНГЕЛЬНЫХ СИСТЕЙ! ТРУБОПРОВОДОВ

Толщину стенок труб шпренгельного перехода определяют, как для всех надземных систем (см. главу вторую).

В трубах шпренгельных систем помимо продольных напряжений от внутреннего давления, вертикальных нагрузок, ветра и отпора компенсаторов (если они имеются) возникают продольные напряжения от усилий, передаваемых на трубы от шпренгелей, а также от разницы температуры трубопровода и элементов шпрепгеля. Стойки шпренгелей передают на трубы поперечные усилия.

Трубопровод рассчитывают па суммарное воздействие всех факторов при наиболее невыгодном их сочетании. Высоту пролетного строения назначают от 1/10 до 1/30 пролета в зависимости от возможности стеснения габарита под переходом. С уменьшением высоты увеличиваются усилия в шпренгелях и в трубе. Наиболее рационально принимать высоту 1/15 -1/20 пролета.

Если устанавливается три шпрепгеля - один вертикальный и два горизонтальных, - то вертикальный рассчитывается на вертикальные нагрузки, а горизонтальный - на ветровые. В горнзонта.чь-ных шпренгелях создается предварительное натяжение, равное 50% максимального усилия от ветровой нагрузки, а еще лучше 50% максимального расчетного усилия, которое может быть допущено в шпренгеле.

При двух наклонных шпренгелях (рис. 10. 2, а, б) вертикальные нагрузки раскладываются на оба шпренгеля;

1тюли (ЮЛ)

<?полн. ш -р . l