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

Рис. 14. 2. Конструкции стальных каиатов.

а - спиральный ТК (1 х 01 = 61 проволока ГОСТ 3065-55); б-спиральны

с одним слоем клиновидной и одним слоем Z-образной проволоки (ГОСТ 7675-55) в г

ТК (7 X 37 = 259 проволок с металлическим сердечником, ГОСТ 3068-55), j-трос ЛК

llrVk 1!)Т-Тос=Лк"1(Г"1Т1" 10= ГмЗГекиек-оГгОс! !««• .u - 684 пволоки с 7%га„ияеским„ сердсян

а) обыкновенные (раскручивающиеся) - пряди и проволоки не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок;

б) нераскручивающиеся (Н) - канат не должен раскручиваться на отдельные пряди, а пряди - на проволоки; пряди и проволоки сохраняют свое прежнее положение после снятия перевязок;

в) некрутящиеся (Н) - многопрядные с противоположным направлением свивки прядей по слоям.

Направление свивки прядей канатов может быть правое и левое (Л); направление свивки проволок в прядях - крестовое, односторонней (О) и комбинированной свивки (К).

По механическим свойствам канаты подразделяют на изготовленные из проволоки: высшей марки (В); первой марки (I) и второй .марки (П) - ГОСТ 7372-55. Расчетный предел прочности проволоки от 100 до 260 кГ/мм, в специальных случаях до 350 кГ/мм. Канаты изготавливают из проволоки диаметром 0,3-4 мм. По виду поверхности проволоки канаты различают на изготовленные из холоднотянутой светлой проволоки и оцинкованной проволоки: для легких условий работы (ЛС); для средних условий работы (СС) и для жестких условий работы (ЖС).

По форме сечения проволоки стальные канаты различают: изготовленные из проволоки только круглой (наиболее распространены) и фасонной (частично). Канаты с внешним слоем (иногда с двумя и более слоями) проволок фасонного сечения (закрытые) имеют гладкую цилиндрическую поверхность, что увеличивает их стойкость против истирания. Поэтому их применянт при больших нагрузках в качестве несущих для подвесных канатных дорог и кабель-кранов.

В канатах с органическим сердечником последний изготовляют нз лубяных волокон (пенька, манила, сизаль), а также из хлопчатобумажной пряжи и корда. Стальные канаты с несколькими сердечниками отличаются большей гибкостью.

Разрывное усилие каната определяется суммой разрывных усилий проволок при 100% их испытании. При испытании части прополок каната разрывное усилие определяют по формуле

Р = - N,

(14.1)

r;ie Р - суммарное разрывное усилие каната; р - сумма разрывных .усилий проволок, подвергнутых испытанию; п - число испытанных проволок; Л - общее число проволок в канате.

Отожженная проволока, применяемая в сердечниках канатов, II общее число проволок каната не включается.

Для примера приведем условное обозначение каната (рис. 14. 2, в) с точечным касанием проволок в прядях типа ТК, диаметром 55 мм, "ораскручивающегося, из проволоки с расчетным пределом прочности 130 кГ/мм, марки В, оцинкованного по группе ЛС, левой крестовой свивки: канат 55-Н-130-В-ЛС-Л (ГОСТ 3068-55). Канаты, примеияомые в строительстве, указаны в табл. 43 СНиП, I-B. 12-62.

§ 2. РАСЧЕТ НЕСУЩИХ КАНАТОВ В ОДНОЦЕПНОИ СИСТЕМЕ Расчет несущих канатов в многопролетном переходе производят отдельно в каждом пролете. При равных пролетах расчет сводится к однопролетной системе. Схема однопролетного висячего перехода с оттяжками представлена на рис. 14. 3, а.

- г - - с - - г -

----Ji T-W:!:-,-?:

i. -

Рис. 14. 3. Схемы висячих переходов.

а - одноцепного; б - двухцепного с подвеской в среднем узле; L - пролет перехода, 1 - расстояние от оси пилона до анкерной опоры; h - высота пилона от верха опоры; / - vvlfT. провеса несущего троса, Ь - вылет койсолей ветровых тросов; fi - стрела в =Р""°* Tl лета ветровых тпосов; а - расстояние по вертикали от несущих тросов до оси ТУ2"Рпмяв1 в середине пролета; Ь - расстояние по горизонтали от ветровых тросов до оси труОопроводи в середине пролета; Sj,, 3 д-длина несущих и ветровых тросов между опорами; Зд, «о. в длина оттяжек несущего и ветрового тросов; с - расстояние между подвесками и отгяжк»*»

по длине перехода.

Стрела провисания несущих канатов назначается обычно в пределах /в-/5 пролета. С увеличением пролета высота пилонов возрастает и, чтобы уменьшить пилоны, отношение стрелки к пролету принимают несколько большим, чем при относительно малых пролетах.

Обычно стрелу провисания / несущих канатов назначают при пролетах до 100 м в пределах VgVio пролета, при пролетах более 100 м - Vjo-Vi2 пролета.

Высота пилонов определяется величиной стрелы провисания несущих канатов, длиной подвесок посередине пролета, конструкцией опорных частей пилонов и конструкцией опор под пилонами.

Расстояние I между береговой опорой пилона и анкерной опорой выбирают часто с таким расчетом, чтобы расчетное максимальное усилие в оттяжке было равно усилию в крайней панели несущего каната (примыкающей к вершине пилона).

Висячие переходы трубонроводов можно рассматривать обычно как гибкие системы, поскольку у них почти всегда высота балки жесткости, которой является трубопровод, меньше Vioo пролета,

т. е. 5 < 100.

Влияние жесткости трубопровода можно не учитывать также потому, что пролетное строение загружено по всей длине практически равномерно распределенной нагрузкой, а в этом случае изгибающего момента в балке жесткости не возникает. Влияние жесткости трубопровода, а также настила или проезжей части учитывают при расчете перехода на значительную временную нагрузку, располагаемую на части пролета.

В гибкой системе с вертикальными подвесками расчет несущего каната производится от действия вертикальных нагрузок и от изменения температуры. В отдельных случаях, (при наклонных подвесках, при пониженном расположении ветровых канатов и др.) несущие канаты могут находиться под воздействием ветровой нагрузки.

При определении постоянной нагрузки учитываются собственный лес самих кан.атов ВЁД -Ветровых канатов, подвесок, оттяжек и других элементов пролетного строения, вес трубопровода и др.

Если вес трубопровода может быть подсчитан достаточно точно, то вес отдельных конструктивных элементов пролетного строения определится лишь после его расчета и конструирования. Для предварительных расчетов можно принять собственный вес несущих канатов равным 0,1 веса трубы (без продукта), а вес ветровых канатов, оттяжек и подвесок примерно 0,05 веса трубы.

Если предусмотрено устройство эксплуатационного мостика, то его вес устанавливают на основании точного или прикидочного расчета. Отдельно учитывают вес рельсового пути для передвижения смотровой тележки.

Под действием равномерно распределенной нагрузки по длине пролета перехода очертание канатов получается близким к парабо-«"Чческому. Принимая начало координат на вершине более высокого

где а„ - среднее напряжение в канате; - модуль упругости каната; S„ - расчетная длина каната.

Максимальные напряжения в канате определяют по формуле

(Т„=, (14-14)

Рде F - суммарная площадь поперечного сечения проволок каната.

Наибольшую величину расчетных напряжений в канате принимают приблиненно

0,85ав<«0,4(Тв, (14.15)

где ав - расчетный предел прочности проволоки каната при растяжении в кГ/см; /ci - коэффициент однородности при разрыве {ki = = 0,8~);"mi - коэффициент условий работы материала в конструкцип(т, = 0,8); пи - коэффициент условий работы для переходов {mi = 0,75); 0,85коэффициент снижения разрывного усилия.проволок в канате.

Модуль упругости канатов можно определять по формуле

5к = аЕ, (14. 16)

где Е = 2,1 10* кГ/см- - модуль упругости проволок троса; а - коэффициент, зависящий от конструкции каната и принимаемый для канатов одинарной свивки 0,64, двойной свивки 0,4, тройной свивки 0,21.

В СНиПе П-В. 3-62 для предварительно вытянутых канатов усилием не менее 30-40% от разрывного усилия для каната в целом, рекомендуется принимать модуль упругости: £ = 1,3 • 10* кГ/см для канатов с органическим сердечником; £ = 1,5 • 10* кГ/см для канатов с металлическим сердечником и £ = 1,7 • 10* кГ/см для спиральных закрытых канатов.

Удлинение каната от изменения температуры на А i°

А5к( = аА<5к, (14.17)

где а = 0,000012 - коэффициент температурного удлинения стали; А t - разность температур, принимаемая для большинства районов СССР ± 50° С.

Удлинение и укорочение пилонов от изменения температуры может не учитываться.

Дополнительный прогиб в середине пролета от сближения или удаления на величину ALj точек крепления канатов на вершинах пилонов вследствие удлинения или укорочения оттяжек будет

А/,=

15-40

+ 288

5-24

- Ail,

(14.18)

ALi = 2

ASo cos фо

Здесь ASo - удлинение или укорочение оттяжки от напряжений в ней и изменения температуры:

ASo = ASo а + ASot =

aAtSo,

где (To, So n Eo - средние напряжения, длина и модуль упругости оттяжки.

Таким образом, наибольшая величина стрелы провисания канатов посередине пролета будет равна

/сум = f+Af+Afi.

Дополнительный прогиб, получающийся вследствие удлинения канатов между пилонами и оттяжек от собственного веса конструкции, ликвидируется после монтажа всей конструкции путем подтягивания талрепов оттяжек, несущих канатов, подвесок и ветровых расчалок. Поэтому в процессе эксплуатации трубопровода стрела провисания несущих канатов будет изменяться только под влиянием изменения температуры и дополнительной нагрузки (обледенения, снега, веса продукта).

Максимальное усилие в канатах будет при максимальной вертикальной нагрузке и наиболее низкой температуре наружного воздуха, так как при этом уменьшается стрела провисания канатов /.

В тех случаях, когда трубопровод подвешен к канатам не только между пилонами, но и к оттяжкам (см. рис. 13. 15, б и 13. 17, б) или применена схема с одним пилоном в средней части перехода, расчет не будет отличаться от приведенного выше. Каждый из пролетов будет рассчитываться отдельно, причем величина стрелки провисания канатов будет приниматься по вертикали, как указано на схемах.

Величину стрелки провисания канатов назначают исходя из равенства усилий, возникающих в несущих канатах в соседних пролетах. На висячем переходе, загруженном по всей длине одинаковой нагрузкой q, отношение стрелок должно быть прямо пропорционально квадратам пролетов, т. е.

Зная величину стрелки среднего пролета /, легко найти величину стрелки оттяжек или соседнего пролета

(14.20)

Максимальное усилие в канатах имеет место при минимальной поличине стрелки, т. е. при понижении температуры и при наличии обледенения.

Удлинение каната от веса обледенения

(14. 21)