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

отсыпки сделать площадку размером от 1,2 X 1,8 до 2 ХЗ.Д4. Откосы отсыпок укрепляют травами, одерновкой или мощением.

При прямолинейной прокладке трубопроводов без компенсации продольных деформаций можно применять такие грунтовые опоры, на которых трубопровод не имеет возможности смещаться в поперечном направлении и в известной степени ограничиваются его продольные перемещения.

Грунтовые опоры имеют форму, близкую к усеченной пирамиде (рис. 12. 22). Высота опор определяется необходимым расстоянием от земли до низа трубы, диаметром труб, величиной прогиба между опорами и высотой слоя грунта над трубой. На болотах, на поймах с малой скоростью течения воды и в других аналогичных случаях высоту земляных опор принимают равной

Н = hi + 0,2 +

Da + i + K, (12.16)

где hi - лгакснмальная толщина снегового покрова или слоя воды в паводок, - наружный диаметр труб; / - максимальный прогиб трубопровода посередине пролета между опорами; /?.„ - толщина засыпки над трубой, принимаемая 0,5- 0,8 м.

Для того чтобы опоры были достаточно устойчивыми и грунт ие осыпался, наклон откосов принимают меньше угла естественного откоса грунта опоры в мокром состоянии.

При песчаных, супесчаных и суглинистых грунтах чаще всего достаточно иметь откосы 1 : 1,5, т. е. tg а == = 0,67. Расстояние между осями опор

L==l + h, (12.17)

где I ~ расчетный пролет, который больше пролета в свету по оси трубопровода иа 2-3 л; ~ длина участка трубопровода, защемленного на опоре грунтом.

Рнс. 12. 22. Грунтовая опора д.ш прямолинейной прокладки трубопроводов без компенсации продольных деформаций

Размеры основания грунтовой опоры согласно рис. 12. 22 будут:

вдоль оси трубопровода а = с -f- ,

перпендикулярно оси трубопровода b ~ d+ , где end - размеры опоры поверху, определяемые расчетом.

Размеры грунтовых опор следует назначать из условий: восприятия вертикальных нагрузок, передаваемых на грунт трубопроводом; устойчивости трубопровода против поперечных смещений и смещений в вертикальной плоскости; заданного защемления трубопровода против его смещений в продольном направлении.

Для передачи на опору вертикального давления достаточно ил[еть. "а уровне низа трубы длину 2-3 м.

Чтобы обеспечить надежную работу трубопровода, весьма важно закрепить его на опорах для предотвращения смещений перпендикулярно оси. Это важно потому, что в каждом отдельном пролете-

устойчивость трубопровода под действием продольных сил обеспечена, но при отсутствии закрепления хотя бы на одной из опор свободная длина при продольном изгибе увеличится более чем в 2 раза и трубопровод выпучится в сторону. Нужно при этом иметь в виду, что после изгиба это место станет своеобразным компенсатором продольных деформаций для нескольких примыкающих пролетов.

Величина реактивных сил, необходимых для удержания трубопровода на опорах от поперечных смещений, зависит от диаметра трубопровода, температурного перепада, внутреннего давления, ветровой нагрузки и прямолинейности укладки трубопровода в плане.

Учитывая, что во время строительства трубопровод может быть уложен с изломами в плане, принимают величину возможного отклонения трубопр1овода от прямой в пределах трех опор равной 0,02 от расстояния между центрами опор и соответственно величину поперечного усилия, действующего на каждую из опор,

Л"попер = 0,02 N пр (р+().

(12. 18)

где iVnp (р+() == (0,2 Окц + Опр () ~ продольная сила, возникающая в трубопроводе под действием внутреннего давления и изменения температуры стенок труб.

Горизонтальному смещению на опорах препятствует часть грунта (на рис. 12. 22 заштрихована), а также вес трубопровода и расположенного над ним грунта.

Объем смещаемой части грунта определяют приближенно для горизонтальной плоскости, проходящей на уровне низа трубы. В этом случае усилие, необходимое для смещения трубопровода на земляной опоре, равно

Лудерж = /тр. гр y,ph (с + hi)

d - Dn-\-hi

+ /гр.тр[?тр {L + l)] +

+ YrpcZ)„ (ft - £)„) -Ь /сц. rp (С + 2hi) (

(12. 19)

где /тр-гр - коэффициент трения грунта при его сдвиге, равный тангенсу угла внутреннего трения грунта; /сц.гр - сила сцепления грунта в т1м (может изменяться в значительных пределах); /тр.тр - коэффпцйЕН* трения трубопровода о грунт (его можно принять равным 0.25-0,3); Yrp - объемный вес грунта в т/м; qp - собственный вес трубопровода в т/м; i - - заложение откосов опоры; Dyi - наружный диаметр трубопровода ъ м; d - размер опоры поверху перпендикулярно оси трубопровода ъ м; с - размер опоры поверху вдоль трубопровода в м; h - расстояние от низа трубы до верха опоры в м\ L -\- I - расстояние между центрами опор в м.

Если принять i = l4„A - П 1по

иметь вид ,о11 п -~ и„ + 0,8, то фор.мула (12. 19) будет-

Лдерж = /тр. грУгр {D„ 4- 0,8) (с + ],5 А, -М,2) ±t2:lD+i2

+ /тр. тр [дтр (Z, -f /) 4- YrpcZ)„ 0,8] + + fcn.rp{c + 3D„+2A)(± + D,+ i ?

(12. 20)

В табл. 12. 1 приведены объемные веса различных грунтов в уплотненном состоянии, углы внутреннего трения грунтов в градусах, тангенсы этих углов, соответствующие величины коэффициентов трения /тр.гр и сил сцепления /сц.гр.

Таблица 12. 1

Данные для расчета грунтовых опор

Грунт

Глины тяжелые ....

» средние .... Суглинки глинистые » лёссовидные

пылеватые......

Суглинки пылеватые

песчанистые.....

Супеси пылеватые . . . Пески пылеватые и глинистые .......

Пески мелкозернистые » средпезернистые крупнозернистые

ID .

1,8-2,0 1,7-1,9 1,7-1,9

1,6-1,8 23

1,6-1,8 1,6-1,7

0,31 0,25 0,29

0,47 0,49

2,3 1,5 0,3 0,2-0,8

1,0-2,0 0,5-1,5 0,4-1,0

0,08-ОА 0,06-0,2

0,05-0,1 0,02-0,0& 0,01-0,0.3. О

При расчете следует принир,гать все данные для грунтов средней плотности или в несколько разрыхленном состоянии. Поэтому объемный вес грунта в плотном состояшги нужно уменьшить на 15-20?о а величину коэффициентов /тр.гр и /сц.гр - на 30 - 50 ные значения этих величин также даны в табл. 12. 1.

Достаточность принятых размеров опоры против смещений трубопровода проверяют из условия

1попер удержсдв-

Принимая тсдв = 0,8,

Расчет-

поперечных

попер < 0,8 УУудерн,.

(12. 21, а) (12.21,(5)-

Достаточность высоты засыпки над трубой проверяют из условия возможного подъема трубопровода и грунта на опоре, когда соседние опоры просядут. Принимая величину просадки, равную 0,02 {L -f I), получают вертикальную составляющую от продольного усилия, как и ранее в поперечном направлении, равную iVnonep =0,02]Упрод.

Препятствовать подъему трубопровода будет его собственный вес XI вес иа.ходящегося над ним грунта:

подъем

= (L + /) + у.р [c + i{h- D„)] D„ [h - Он). (12. 22)

В формуле принято в запас прочности, что подъему трубопровода будет препятствовать лишь грунт, расположенный непосредственно над трубой.

При h = Da 0,8 формула 12. 22 примет вид

Анодъем = 9тр {Ь+1) + Ухр?н (0,8 с + 0,96). (12. 23)

Как и в поперечном направлении, необходимо условие

iVnonep<0,8A подъем-

При определении необходимого защемления трубопровода на опорах грунтом за величину расчетного продольного усилия на каждой опоре можно принять

Япр. оп = (0,06 0,1) iVnp (р+о- (12. 24)

Сила, препятствующая продольному перемещению трубопровода на каждой из опор, будет приблизительно равна поверхности соприкосновения трубопровода с грунтом, умноженной на коэффициент трения трубопровода о грунт при сдвиге:

Лпр. с«в /сдв. ТР я 1>„ [с + (2/1 - Он) ij (12. 25)

или при /1==Он-гО,8 м и i = l,5

/Vnp.c«b3,14/c„b.TpAi(c + (1.5 д< + 2,4)]. (12.26)

Все значения в формулах должны приниматься в тоннах и метрах.

Сила, препятствующая сдвигу трубопровода в грунте, зависит от вида грунта, его плотности, влажности, уплотнения вокруг трубы п толщпны слоя грунта над трубой. Коэффициент трения трубы о грунт при отсутствии подвижек возрастает с продолжительностью эксплуатации трубопровода, особенно в первые годы. Коэффициент /сдв-тр может изменяться от 0,4 m/.vt- в свеженасыпанных легких грунтах до 4 т1м и более в тяжелых суглинках ц глинах.

При уплотнении грунта вокруг трубы величину коэффициента /сдв.тр в тоннах на 1 м- поверхности трубы можно принять: ДЛЯ песков 1-1,5 m/.it, для суглинков и глин 1,5-2 т/м.

Можно считать достаточным, если выполняется условие

пр. оп Nnp. сдв-

(12.27)

Можно рекомендовать следующие размеры опор поверху: вдоль осп трубопровода с = -

(12.28)

перпендикулярно оси трубопровода d > ЗОн-§ 4. КОНСТРУКЦИЯ ОПОРНЫХ ЧАСТЕЙ Продольно-Подвижные опорные части Продольно-подвижные опорные части допускают перемещение трубопровода только вдоль его оси. Их применяют в качестве под-

ШЧ50М0

Изоляционнав прокладка

Изоляционная прокладка

Хомут 0 = 736-Ш608

Рнс. 12. 23. Продольно-подвижные скользящие опорные части.

а - вез электроизоляции трубопровода от опоры; б - с электгоизоляциеП трубопровода от опоры.

пижиых опорных частей при прямолинейной прокладке трубопроводов как с компенсаторами, так и без них. Наиболее часто применяют скользящие опорные части.