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 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

При проектировании надземных трубопроводов значительной протяженности (2-3 км и более) следует тщательно выполнить теплотехнические расчеты для уточнения теплового режима транспортируемого по всей трассе продукта и температуры стенок трубы. С одной стороны, изменение температуры продукта может значительно изменить пропускную способность трубопровода, с другой - потребовать сооружения трубопровода из труб особых марок сталей, обеспечивающих необходимую ударную вязкость при низкой

«5

Рис. 5.10. Схемы консольных балочных переходов через естественные препятетвня. о - Однопролетный, двухконсольный с двумя компенсаторами; б - то же, одноконсоль-ный с одним компенсатором; в - двухпролетный двухконсольнкй с двумя компенсаторами;

г - то же, трехпролетный. Размеры: а,-а, - консолей; h-l, - пролетов.

температуре эксплуатации во избежание хрупких разрушений (СНиП 11-45-75, табл. 20 и 21).

Балочные системы. Широкое распростраконие иа магистральных трубопроводах получили различные балочные системы, простые в строительстве и надежные в эксплуатации. На пересечениях небольших оврагов и рек трубопровод укладывают прямолине]шо, иногда даже без устройства опор в .местах выхода его из грунта. Трубы укладываются на специальное основание, как правило, из железобетонных плит, которое снижает нагрузки на грунт.

1\1)0ме одноиролетных строятся двух- и трехиролетные балочные переходы, раз.меры которы.х зависят от района строительства, назначения трубопровода, диаметра и толщины стенки труб и могут быть от 20 до 50 м (для труб диаметром до 1420 мм). Для перекрытия больших переходов через реки и овраги можно предусмотреть консольные балочные системы. Средний пролет двухконсольной системы может достигать 40-50 .м и более (рис. 5.10).

Надземные трубопроводы большо!! протяженности треоуют .спеццадь-ных устройств ио компенсации температурных дефор.мации. При относительно малой протяженности открытого участка достаточно одного П-, Г- или Z-об-разного компенсатора. Если же длина надземной прокладки составляет несколько сотен метров и более, то требуется значительное количество компенсаторов. Компенсаторы могут быть самых разлтных конструкций. Наиболее распространены П-, Г-, Z-образные, зигзагообразные («змейка»), прямолинейные со слабоизогнутыми участками, в виде плавно изогнутой волнообразной кривой и параллельная прокладка. Каждый раз тип компеисации реикчется при проектировании. Для пропуска очистного поршпя П-, Г- и Z-образные ко1шенсаторы малоприемлемы. По компенсаторам других конструкций теоретически пропуск поршня возможен, однако на практике для труб большого диаметра это пока не проверено.

Mtcma усиления

Рис. 5.11. Увеличение перекрываемого пролета за счет наварки на трубы дополнительных алементов.

Для увеличения пролетов балочных систем в некоторых случаях применяют усиление наиболее напряженных участков трубопровода навариванием дополнительных элементов (рис. 5.11) или использовапнем ишренгельных конструкци!!. Последние могут быть однопролетными и многопролетными. У ишренгельных конструкций имеется недостаток: опп уменьшают габарит под трубопроводом, что иногда неприемлемо. В некоторых случаях, когда требуется прокладка нескольких трубопроводов, сооружают специальпы11 мост пли эстакаду. На пролетные строения трубопроводы укладывают с помощью скользяпщк или Катковых опорных элементов или кропят к ним на подвесках. Балочные переходы допускают мпогообразие конструктинпых peraeunii, поэтому п имеют наибольшее применение при надземной прокладке.

Висячие системы. При сооружоиии надземных переходов, для которых пролеты могут быть приняты 80 м и более, целесообразно проектировать висячие системы. Их можно устраивать с наклоппыми несущими винтами, с Одним или несколькими несущими канатадиг, к которым на подвесках кропят трубопровод. При значительных пролетах для обеспечения необходимой жесткости конструкции в горизонтальной плоскости устанав,тивают ветровые канаты. Несущие канаты, как правило, опираются на пилоны и закрепляются в анкерных опорах. Ветровые канаты могут закрепляться за консольяые выносы у оиор (рис. 5.12) или в анкерных опорах несущих канатов. Иногда ветровые капаты могут иметь самостоятельную пнкеровку.

На конструктивные решения висячих систем влияет множестио факторов: размер перекрываемого пролета, климат, рельеф мостпости. гидрогеологическая характеристика перехода, диаметр трубопровода, свойство транспорти-pyeitforo продукта (газ, нефть, нефтепродукт), архитектурно-эстетические требования, иообходимость совмещения перехода трубопровода с проездом техники и проходом людей и др. Однако с увеличением диаметра труб и пролетов конструкция висячих переходов усложняется, появляется необходимость в двух и более несущих канатах. При малых и средних диаметрах (до 720 мм) труб иногда целесообразна конструкция самонеСущего висячего трубопровода

(«висячая труба») в виде провисающей нити (рис. 5.13). Такие конструкции довольно экономичны (при пролетах 200-400 м), так как не требуется ни несущих канатов, ни оттяжек; эти функции берет на себя трубопровод. Если переход сооружается через глубокпе ущелья и овраги с крутыми склонами, то систему в впде провисающей нити можно применять без пилонов. Тогда концы открытого провисающего участка крепят в специальных анкерах, а при относительно небольших пролетах возможна передача растягивающего

Рис. 5.12. Схемы ветровых тросов.

о, б - с креплением за самостоятельные анкеры; в, г - с креп-ление.м в тех же анкерных опорах, что и для несущих тросов.

усилия полностью на подземные участки трубопровода, продолжением которых является переход.

Педостаткод! висячих систем переходов является пх малая жесткость и подверженность вибрации в ветровом потоке. Чтобы избежать опасных для цельности сооружения вибраций, предусматриваются мероприятия но увеличению вертикально!! жесткости. Для этого применяют ваптовые фермы. Чтобы увеличить горизонтальную жесткость, требуется устройство ветровых канатов или оттяжек. В системах типа «висячая труба», которые наиболее гибки, умеиьпшть колебания можно установко!! виброгасителей. Однако для каж,10го перехода существуют свои потоки и скорости ветра, что требует индивидуального поиска п подбора конструкцИ1 виброгасителей.

-Лрочные системы. Реже, чем балочпыо и висячие системы, применяются арочные конструкции надземных перохолов. При пересечении уп(елий, горных п судоходных рек, где требуется обеспечить необходимый габарит, прн пересечении каналов, арыков, дорог и т. п. арочные переходы неред;о бывают

Рис. 5.13. Схемы трубопроводов, подвешенных в виде провисающей нити (типа «висячаи

труба»).

а - однопролетная с оттяжками из нанатов или пронатного металла; б - однопролетная, в которой оттяжками служит трубопровод (фактически трехпролетная); в - многопролетная с анкерными пилонами; г - мвогопролетная с закреплением трубопровода в анкерных опорах; S - двухпролетная о одним пилоном; е - Однопролетная о передачей растягивающего усилия иа прилегающие подземные участки, 2 - трубопровод; в - пилон; 3 - иомпенсатор; 4 - оттяжки; S - аннериая опора . L, Li, Lt, L, - пролеты; /, /„ /, - стрелки прогиба; Л - высотная разница опор.

более рациональны, чем другие системы прокладки; в отдельных случаях они более привлекательны по архитектурно-эстетическим соображениям что экономически можно оценить в соиоставлепии возможных вариантов. При пересечении небольших рек, каналов и арыков при.мепяются иростёйшпе однотрубные арочные переходы пролетом до 30-40 м, пе требующие устройства сложных опор. В этих случаях требуются более тщательные расчеты, связанные с определением величин продольных перемещений труб в местах выхода из грунта. При больших пролетах арочные переходы для увеличения поперечной устойчивости сооружают из двух и более связанных между собой трубопроводов. При необходимости перекрытия переходов арками больших пролетов, большим числом трубопроводов или трубопроводами малых диаметров несущую конструкцию выполняют в виде пространствеппой арки, по которой прокладываются трубопроводы. В этом случае последние пе являются элементами несущей конструкции [39].

§ 5.10. Переходы через водные преграды

Иере.оды магистральных трубопроводов через водпые преграды следует проектировать подводными и падземиыми (надводными). Конструкцию трубопровода па переходах надлежит выбирать исходя из целого ряда факторов, главным из которых является надежность конструкции при эксплуатации. Как правило, переходы через водные преграды следует проектировать подводными, за исключением рек с неустойчивыми руслами, подвержеппымн значительным русловым деформациям (типа р. Амударьи), горпых рек с глубоко врезапиыми руслами, сложепными скальными грунтами, а также пе-больишх водных преград с крутыми, перазмываемыми берегами, где следует предусматривать падзе.миые переходы.

Створы переходов подводных трубопроводов должны располагаться па прямолинейпых плесовых участках рек, пе имеющих рукавов, с пологими перазмываемыми берегами как русел, так и долин рек, с устойчивыми руслами, под прямым углом, в паиболее узких местах, при минимальной ширине заливаемых пой-м. Следует избегать участков рек с высокими крутыми берегами н очепь большими глубинами в русле, оползневыми и неустойчивыми берегами, подверженными ннтепсивпому размыву, со скальными руслами и берегами, в местах заторов и зажоров льда. Створы надземных переходов следует располагать также па прямолипенпых участках рек, под прямым углом, в паиболее узких местах с устойчивыми крутыми высокими берегами. Во всех случаях на одном из берегов в створб перехода должна быть ровная удобная площадка для монтажа трубопровода.

При выборе створа перехода следует пользоваться методом оптимального проектирования с учетом гидролого-морфологических характеристик каждого водоема и прогнозирования их нзменепий в течение срока эксплуатации перехода. Оптимизацию положения створа и продольного профиля перехода следует выполнять по критерию приведенных затрат при обеспечении требований, предъявляемых к прочности и устойчивости перехода, а также охраны природы и сохранения экологического равновесия водоема. Проектные решения по каждому переходу (в то.м числе и производство работ по его строительству) должны быть согласованы с соответствующими бассойповыми управлениями пути речпого флота, органами по регулированию, использованию и охрапе вод иорганами охраны рыбпых запасов.

При 1пирипе водных преград в межепь 75 м и более в створах переходов, как правило, следует предусматривать прокладку резервных ниток. И лишь в исключительных случаях при обосповапнн такого решения в проекте резервные питки можпо пе предусматривать. Также необходима прокладка резервных ниток нефте- и нефтепродуктопроводов, трапспортнруюпщх вязкий продукт, временная остановка которых на пересечении водотоков гаирннон зеркала воды в межень менее 75 м пе допускается.

Если ширина заливаемых пойм более 500 м и продолжительпость под топления паводковыми водами более 20 суток (уровень воды по году 10%-ной

обеспоченпости), а также если пеобходп.мо пересекать горные реки и прокладывать трубопровод в зоне возможных переформирований русел рок с неустойчивым дном и берегами, то в проекте следует предусматривать резервную нитку при иифиие водпых преград до 75 м.

Запорную арматуру следует предусматривать к установке па отметках по пижеютмоток расчетного горизонта высоких вод 10%-ной обеспочеипости и горизонта возмоишого ледохода, за исключением горных рок, где за расчетный нрини-мается гориаопт высоких вод2%-ной обеспеченности.

Расстояние между параллельными подводпыми трубопроводами в русловой части следует проектировать исходя из инжеперпо-геологических и гидрологических условий, конструкции перехода, глубины заложения труб, а также условий производства работ по разработке и засыпке подводной траншеи и укладке трубопровода, по пе менее 30 м при диаметрах трубопроводов до 1000 мм включительно и 50 м при диаметрах свыше 1000 мм при заглублении их в дно водоемов с зеркалом воды в межень более 25 м пиже зоны русловых пер(?формированнй. Ба пойменных участках минимальпое расстояние между трубопроводами следует принимать таким же, как вне переходов (па липепной части), за исключением отдельных случаев, когда увеличение этого расстояния является пообходимостью, обоснованной в проекте. При укладке трубопроводов по диу водоема без заглубления или выше отметок предельного профиля размыва (в зове русловых деформаций), когда это обосповапо проектом, минимальное расстояние между нитками рекомендуется припимать пе менее трехкратных расстояний, принимаемых для трубопроводов, уложенных ниже прогнозируемого предельного профиля размыва русла.

Минимальную глубину заложения забалластированных трубопроводов в русле водпых преград следует припимать равпой 0,5 м от прогнозируемого на 25 лет после окончания строительства перехода предельного профиля размыва русла реки, но пе менее 1,0 м от естественных отметок дпа. При всех типах русловых деформаций (ленточпо-грядовоы, побочпсвом, осоредковом, при ограпичошюм, свободном и пезавергаеппом ыоапдрировапии) заглубление трубопроводов следует предусматривать ниже отметок наиболее глубоких плесов, расположенных выше створа перехода. При пересечении водпых преград, дно которых сложено скальными грунтами, заглубление трубопровода следует принимать пе менее 0,5 м, считая от верха спаряжепного трубопровода до дна водоема. В случаях особо слоншых гидрогеологических условий и на больших глубинах, когда разработка траншей сложна, неэкономична или повозможна, допускается укладка подводных трубопроводов без заглубления в дпо водной преграды либо в зоне возможных деформаций русла с принятием необходимых инженерных решений по защите трубопровода.

Во всех случаях при пересечении судоходных или перспективных для судоходства водных преград минимальная глубина заложения трубопроводов в дпо водной преграды либо укладка трубопроводов на дпо без заглубления должны быть согласованы с соответствующими бассейновыми управлениями водных путей. Минимальную глубину заложения трубопроводов иа устойчивых, перазмываемых поймах следует принимать в соответствии с § 5.3. На неустойчивых, размываемых поймах глубина залон{епия трубопроводов припимаотся по аналогии с русловой частью водных преград.

ВГирипу траншеи па пойменных участках и допустимую крутизну откосов траншей (включая подводные) следует принимать в соответствии с § 5.7. На переходах через водные преграды в зависимости от способов производства работ и Скоростей течения рекомендуется припимать следующую ширипу подводпых трапшей.

Разработка траншеи миогочерпаковьгмн или землесосными снарядами

Скорость течения, м/сек 12 3

Ширина траншеи, м 5-8 8-15 15-20

Прн отсутствии течения ширина траншеи принимается 5 м.