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

получается та же, что и при одном рабочем трубопроводе. На диу.ч-ннточных переходах устройство двух вспомогательных поясов (рис. 17. 20, д) может потребоваться лишь в особых условиях. В тиной схеме помимо того, что увеличивается расход металла на пояса и решетку, требуется еще постановка поперечных связей (диагоналей).

На трехпиточных переходах больших пролетов все пояса арочных ферм состоят пз рабочих трубопроводов.

Крепление решетки к вспомогательным аркам производится на CBiJpKe непосредственно или через посредство фасонок. К рабочим трубопровода},! в местах крепления решетки лучше приваривать вырезанные из труб подкладки. Можно в местах примыкания решетки устанавливать и хомуты, охватывающие трубы. Для вспомогательных арок, а также для решетки применяют не только трубы, но и уголки, швеллеры, тавры или иные профили.

При трех поясах арки соединяют таким образом, что в поперечном сечении образуется равносторонний или близкий к нему треугольник. Величину каждой стороны треугольника между осями поясов принимают равной V15-Vso части пролета. Окончательно все размеры устанавливают па основании расчета арочных ферм.

Переходы, в которых трубопроводы ие участвуют в работе арочного пролетного строения

При наличии нескольких ниток трубопровода, каждая из которых имеет свой режим работы, а также при больших перепадах температуры транспортируемого продукта включение трубопроводов в конструкцию арочного перехода в качестве рабочих поясов может повлечь осложнения в его работе. Большие, различные по величине, а может быть, и по знаку продольные деформации трубопроводов вызовут значительные дополнительные напряжения в элементах пролетного строения и его искривление. В результате может оказаться более целесообразным исключить трубопроводы из работы и положить их свободно на специальные несущие конструкции.

Конструкция переходов останется почтптопже, что и при включении трубопроводов в качестве рабочих элементов фермы. Удобна трехпоясная ферма с расположением трубопроводов по поперечным распоркам внутри треугольника (рис. 17. 21, а). Если внутри окажется недостаточно места для расположения всех трубопроводов, их можно поместить сверху фермы. Тогда треугольник будет обращен вершиной книзу (рис. 17. 21, б). При большом количестве трубопроводов, возможно, будет удобнее иметь две вертикально расположенные арочные фермы. Трубопроводы при этом можно располагать по распоркам верхних и нижних горизонтальных связей (рис. 17. 21, в).

.Лрки могут иметь различную конструкцию. При раздельной работе арок и трубопроводов арки можно проектировать трехшарнир-ны.ми, двухшарнирными и бесшарнирными. Наиболее удобно в дап-

ном случае применение двухшарнирных арок. Трубопроводы закре-пл.пот неподвижно над ключом, а над опорами устраивают компец-

Рис. 17. 2j. Конструкция арок, в которых трубопроводы ие включаются в раооту (вариант сопряжения трубопровода с берегом при шар-цирном опирании аркп).

/ - Трубопровод; г

- несущая арочная ферма; J - опора; j - устои- s - компенсатор.

саторы, допускающие не только продольные перемещения трубопровода, но и небольшой его поворот (рис. 17. 21, г). Во всех случаях рядом с трубопроводами легко устроить смотровой мостик.

Опоры арочных переходов трубопроводов

Как указывалось выше, при малых пролетах простейшие арочные переходы не требуют устройства опор. Вертикальное давление в таких переходах передается на грунт, распор воспринимается трубопроводом. С увеличением пролетов опорные реакции возрастают, и поэтому при недостаточно плотных грунтах вблизи выхода трубопровода из грунта следует укладывать распределительные железобетонные плиты подобно тому, как это делается в пря.молшюйных балочных переходах без компенсации продольных деформаций.

Поскольку трубопроводы в грунте находятся в упруго-защемленном состоянии, то в местах выхода их из земли при изменении температуры и внутреннего давления наблюдаются продольные перемещения труб. Продольные перемещения трубопровода в местах выхода пз грунта будут наблюдаться н от изменения величины передаваемого на трубы распора.

Для того чтобы уменьшить продольные смещения пят арок, а также для передачи части распора на грунт вблизи выхода из

Рис. 17. 22. Опоры арочных переходов.

1 -насыпь; z-изоляция; 3 - муфта; * - упор- 5 -железобетонный упор; 6 - ребро плиты; 7-массивный устой; S - железобетонный башмак; 9 - стальной упор.

грунта устраивают упоры. Относительно небольшие упоры устраивают вокруг трубопровода в виде привареппого к нему достаточно жесткого щита (рис. 17. 22, а). Щит приваривают не непосредственно к трубопроводу, а к установленной в этом месте муфте. Площадь унора можно увеличить, развивая его в стороны (рис. 17. 22, в). Упор должен быть достаточно жестким, и выполнять его лучше из железобетона в виде ребристой плиты с закладными деталями для передачи на нее давления от трубопровода. К трубопроводу приваривают муфту с упорными ребрами.

После укладки трубопровода в траншею п установки упора необходимо очень тщательно (с поливкой водой) уплотнить грунт с обеих сторон упора. Грунт лучше затрамбовывать со щебнем. В месте выхода трубопровода из грунта делают небольшую насьшь, в которую заключают нижний криволинейный участок трубопровода. Насыпь для увеличения защемления пяты арки хорошо уплотняют вокруг трубопровода. Участок трубопровода, граничащий с воздухом и находящийся в условиях переменной влажностп, надежно защищают против коррозии. Изоляция помимо высоких противокоррозийных свойств должна обладать достаточной механической прочностью. Подземную часть трубопровода изолируют обычным способом, открытую - окрашивают специальными лаками. Вблизи выхода трубопровода из грунта подземную изоляцию накладывают поверх окраски труб и затем покрывают слоем прочного рулонного материала (стеклотканного и др.).

На переходах, перекрывающих большие пролеты, устраивают массивные опоры - устои мостового типа. В скальных и других плотных грунтах можно ограничиться относительно небольшими башмаками (рис. 17. 22, в). На обычных грунтах средней несущей способности опору развивают в сторону берега в соответствии с кривой передачи давления на грунт (рис. 17. 22, г). При слабых грунтах может потребоваться устройство свайного или иного основания.

Для передачи давления от трубопровода на опоры к трубам приваривают упоры (рис. 17. 22, в) или непосредственно заделывают трубы в массивные опоры (рис. 17. 22, г). В местах заделки трубопровода в опоры в трубах возникают высокие напряжения, и эти .места находятся в условиях переменной влажности. Поэтому в местах заделки труб в опоры следует устанавливать усилительные муфты.

Помимо жесткого закрепления труб в опорах можно применять также упругое защемление или шарнирное опирание. Если арочный переход запроектирован с затяжкой, то опоры распором не загружаются и в основном проектируются и рассчитываются на восприятие вертикальной нагрузки.

ГЛАВА ВОСЕМНАДЦАТАЯ

РАСЧЕТ АРОЧНЫХ ПЕРЕХОДОВ § 1. ОБЩИЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

На арочный переход действуют следующие нагрузки: собственный вес трубы; вес изоляции и различных устройств, необходимых при эксплуатации перехода; вес обледенения конструкций и снега; вес транспортируемого продукта; вес настила, перил и других конструктивных элементов; ветровая нагрузка; усилия от именения температуры арок, внутреннего давления в трубопроводе и упругого обжатия арок; усилия от смещения опор арок; временная эксплуатационная нагрузка. В основном все эти нагрузки определяются, как и для других систем переходов, в соответствии с положениями, изложенными во второй главе.

Небольшая особенность, связанная с формой оси арки, имеется при определении нагрузки от собственного веса на 1 м горизонтальной поверхности. Вес трубы увеличивается по мере приближения к пятам арок.

В любом сечении арки вес равняется

9тр. x =

cos фх

(18. 1)

в ключе

Ятр. к = 5тр.

Для пологих арок (при у-< j, у которых угол наклона сечений

в пяте невелик, можно принимать нагрузку неизменной по длине арки.

При параболическом очертании арки тангенс угла наклона сечения в пяте

Следовательно, пяте будет:

и нагрузка в пяте

при отношении -j = Jq угол

наклона сечения

дтр.п =

grp. к ?тр. к

COS фп

0.927

= 1.08 дтр. к.

В арочных переходах, как и в других статически неопределимы.к системах, изменение длины элементов сказывается иа напряженном состоянии. Если трубопровод является, несущей частью арочного перехода, то в нем возникают продольные напря;кения при изменении температуры стенок труб и внутреннего давления, а также от упругого обжатия арки.

Как известно, от изменения температуры возникают относительные продольные деформации в элементах металлических конструкций.

е, = аА<, (18.2)

где а - коэффициент линейного расширеппя (для стали рав}1ый 0,000012); At - расчетный перепад температуры арок (стенок труб на переходе); коэффрщиент перегрузки П( = 1.

От внутреннего давления в изогнутых трубах, как подтвердили опыты, возникают продольные удлинения

е, = (0,5-0,3) = 0,2 ,

где а„ц - кольцевые напряжения в трубах; Е - модуль упругости материала.

Продольные растягивающие напрянения в изогнутых трубах от внутреннего давления

спр. р = 0,5 а„ц -

46

От упругого обжатия арок ось их укорачивается. Продольные деформации будут равны

р gnp

где Опр - продольные нанряжения сжатия арок.

Поскольку арочные переходы имеют довольно большую гибкость в плоскости арок, влияние перечисленных факторов не очень велико, но их следует учитывать. При небольших пролетах арок, когда металл их работает с большим недонапряженнеу! и устойчивость в обеих плоскостях вполне обеспечена, очертание изогнутой оси может приниматься довольно свободно. При значительных же пролетах арочных переходов необходимо стремиться к тому, чтобы ось арки была по возможности близкой к кривой давлепия от действующих на арку нагрузок.

В этом отношении достаточно хорошо отвечает нредъявляемьш требованиям квадратная парабола, имеющая уравнение

у = 2рх,

(18.3)

где р = (/ - стрелки арки, I - пролет арки); ординаты у

27 Заиа.з 2185.