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

Требуемая площадь сечения анкера, заделываемого в опору должна соответствовать площади сечения внутреннего диаметра резьбы винта талрепа F. Необходимая площадь анкера будет равна

/а = 1,2У, (15.40)

где 1, 2 - коэффициент, учитывающий увеличоние площади сечеиия анкера за счет действия крутящего момента при завинчивании талрепа.

Длина заделки анкеров в бетон, обеспечивающая их прочность при выдергивании, ориентировочно равна для круглых анкеров. 35 da, где d - требуемый по расчету дпаметр анкера.

Независимо от принятой формы поперечного сечения анкера его всегда можно привести к эквивалентному круглому сечению (т. е. с равной площадью сечения)

(15.41)

t/iFa

И определить необходимую длину заделки

h = 35 da.

Если невозможна заделка анкера в опору на длину 35 d, то 1С концу анкера приваривают шайбу и производят расчет на выкалывание бетона по ее контуру; при этом сцепление анкера с бетоном н& учитывают.

ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ

ВИСЯЧИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕХОДОВ В ВИДЕ ПРОВИСАЮЩЕЙ НИТИ (ТИПА «ВИСЯЧАЯ ТРУБА»)

§ 1. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ, ПОДВЕШЕННЫХ В ВИДЕ ПРОВИСАЮЩЕЙ НИТИ

Системы в виде провисающей нити можно применять как на переходах через естественные и искусственные препятствия, так и на участках большой протяженности. При благоприятном рельефе местности можно избежать постановки пилонов, а при относительно небольших пролетах растягивающее усилие, возникающее в провисающих участках трубопровода, можно передавать на прилегаюпще подземные участки.

На рис. 16. 1, а приведена схема однопролетного перехода трубопровода с разной высотой пилонов, в котором в качестве оттяжек использован трубопровод, т. е. в действительности это трехпролетный переход с тремя провисающими участками трубопровода пролетами Ll, и Za, имеющими стрелки провисания /j, Д и /3.

Аналогично можно прокладывать трубопровод (конечно, если это технически и экономически оправдано) и на большом протяжении, периодически устанавливая жесткие пилоны, рассчитанные на односторонний распор (рис. 16. 1, б), или закрепляя трубопровод в анкерных опорах (рис. 16. 1, в). Устройство анкерных низких опор рационально при прокладке трубопровода близко от поверхности земли.

Поставив один пилон, можно получить двухпролетную систему (рис. 16. 1, г), что может быть рационально при соответствующем рельефе местности, например при наличии острова посередине реки. В том случае, когда пролеты не одинаковы, то, чтобы уравнять натяжение трубопровода в обоих пролетах, для меньшего пролета следует принимать меньшее отношение flL.

На рис. 16. 1, 5 показана схема однопролетного перехода с передачей растягивающего усилия на прилегающие подземные участки трубопровода.

Расчет провисающих участков трубопровода для всех систем. Приведенных на рис. 16. 1, аналогичен. Расчет производится по Первому предельному состоянию (по несущей способности), при

этом должна быть обеспечена прочность при статических и вибрационных нагрузках, а таюке ограничено развитие чрезмерных пластических деформаций как в процессе эксплуатации, так и во время монтажа (СНиП П-А. 10-62). Трубопровод рассчитывают:

а) на эксплуатационные нагрузки и воздействия в наиболее невыгодном их сочетании в соответствии с СНиП П-А. 11-62 и СНиП П-Д.

Рис. 16. 1. Схемы трубопроводов, подвешенных в виде провисающей нити (тш

«висячая труба»). .)

а - олпопролетпая, в которой оттяжками служит трубопровод (фактически TpexnpnneTj-нля): 6 - мнпгппролетная с анкерными пилонями; в - многопролетная с закреплением трл бопровода в анкерных опорах; г - цвухпролетиая с одним пилоном; д - однопролетная оня редачей растягивающего усилия на прилегающие подземные участки.

10-62. К эксплуатационным нагрузкам и воздействиям относятся: собственный вес трубопровода, вес транспортируемого продукта, воздействие внутреннего давления, температурные воздействия, ветровая нагрузка (статическое давление и динамическое действие), вес от обледенения или снега. Ветровая нагрузка и нагрузка от обледенения и снега относятся к кратковременным. Все остальные являются длительными нагрузками на трубопровод;

б) на монтажные нагрузки в соответствии с принятой схемой производства работ;

в) на испытательные нагрузки при частичном и полном заполнении трубопровода продуктом.

Толщину стенки труб определяют иэ расчета на внутреннее давление, и лишь в случае необходимости увеличивают ее на основании расчета труб вдоль их оси.

От внутреннего давления в изогнутом трубопроводе возникают продольные растягивающие напряжения

(16.1)

От вертикальной нагрузки трубопровод подвергается растяжению и изгибу.

Поскольку диаметр трубопровода по отношению к пролету невелик (обычно меньше ч200 пролета), то форма провисающего трубопровода будет близка к параболе, уравнение которой при одинаковой высоте точек подвеса (рис. 16. 1, а) будет

и при разнице в высоте точек подвеса

(16. 2)

(16.3)

Длина провисшего трубопровода при различной высоте точек подвеса

cos р

COS р

8/cos р 3i

При одинаковой высоте точек подвеса

/ / \2

S = L

1 + -

iL •

(16.4)

(16. 5)

где / - стрела провисания трубопровода; L - пролет (расстояние Между пилонами); h - разница в высоте точек подвеса трубопровода; р - угол наклона прямой, соединяющей точки подвеса трубопровода, к горизонту.

где Dcp - средний диаметр трубопровода;

где Da и jDbh - наружный и внутренний диаметры трубопровода; б - толщина стенки труб.

Напряжения от изгиба труб в провисшем трубопроводе можно найти по кривизне 1/q, поскольку

Д.. 2Q

(16. 21)

Кривизну находят как вторую производную из уравнений (16. 2) или (16. 3), т. е.

(16. 22)

idaf

-jji- . (16. 23)

То же самое можно выразить через q is. Н, тогда

ои = £

211 •

(16. 24)

Суммарные продольные напряжения в трубопроводе от внутреннего давления, растяжения и изгиба

асум = апрр-Ьар±аи = -Ь±Е (16. 2&)

При малых значениях стрелок провисания трубопровода (менее /i5 L) значение Гщах близко к распору Н, и тогда

асум-апр.р-Ьар±аи = --Ь g±£ (16.26)

где Рур - я /срб - площадь поперечного сечения стенки трубопровода.

Трубопровод рассчитывают как подвешенный шарнирно на пилонах, так как обычно в этих местах после окончания монтажа вваривают изогнутые участки труб и устраивают шарнирные опорные части. С увеличением стрелки уменьшается величина растягивающих напряжений, но увеличиваются напряжения от изгиба труб, поскольку возрастает величина у".

Для того чтобы определить стрелку, при которой суммарное напряжение

= (Тр + си =

(16.27)

имеет минимальное значение, нужно взять производную -~- и приравнять ее к нулю (при Тзх = Н).

d ад

4/?Дв

(16.28)

откуда

/ = 1/ 7 "min 4 Г 2EF-rpDa

ИЛИ при .Б = 2,1-10* кГ/см"

mm 8200 г Пр Если считать, что Fp Du, то

£2

V F-rpDa-

min 8 200/5Н

ч

л6 14 500Z?h

(16. 29)

(16. 30)

где q - полная расчетная нагрузка (с учетом веса продукта, обледенения и др.).

Выражение (16. 30) можно записать и так:

, 1,P8Z:- -I / -д "mm" У Da •

(16.31)

где кр = / 1 -Ь tg р - коэффициент, учитывающий разность уровней точек подвеса трубопровода; р - угол наклона к горизонту

прямой, соединяющей точки подвеса; kq = - отношение полной

расчетной нагрузки на единицу длины трубопровода к весу трубы ?тр - F у, где F - площадь поперечного сечения трубы и у - удельный вес металла труб.

Если приближенно принять, что вес вместе с продуктом, обледенением и другими эксплуатационными нагрузками будет равняться весу трубы, увеличенному в 1,5 раза, т. е.

q = 1,5(7тр = 1,5утр, тогда суммарные напряжения от нагрузки q при Гшах = Я

-гт гт 1.5у£ I 4ДОн/

(16. 32)

Подставляя в выражения ар и Ои значения у = 7,85-10 кГ/см Е = 2,i • 10*, получим:

стр = 0,00147 -J- ; 8,4 • iOD„f

(16.33)

(16. 34)