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

V/v/

Mil iSgSSSSSggSggggg I

£5

S 01

V/ I I I I II iSS§g§8S?§?Sg§g° I

О s с I

I I I I J" I I

X (J 0) I-

§?

I Q) О

to Q-°:

= 1 it

ggSgSgg§S88Sg§§gggg8g Is

gggS°gSgg88°°°I

tNCN I I I I I I

о о о о о о о с о о о о о о о о о о о о о о

int0C0(Or-CCC001OCM(\<NCN<SSgggg О

ggg8Sggg8SgS?ggg888S§

SRI?gigg8SS§S§gg§8§

I i wis

d s X

I S 9 с a

I"-

Ш Ю

урПМ сумма масс 1 м погонной длины всех инженерных сетей, ""грмых на решаемую опору, кг/м; / - длина опираемого участка, """ть сумма половин обоих пролетов, расположенных до и после

опоры-

Массу турбопроводных сетей составляет масса трубы с теплоизоляционным и покровным слоями, а также масса транспортируемой жидкости. Для паропроводов и других трубопроводов реальных газов, если эти сети должны проходить гидравлическое испытание или промывку водой, необходимо учитывать и массу воды.

Для определения вертикальных нагрузок на опору, размещенную в узле трубопроводных сетей, учитывают также массу арматуры, компенсаторов и ответвлений, приходящихся на данную опору.

Расчетные вертикальные нагрузки определяют с коэффициентом перегрузки к = 1,2.

К вертикальным нагрузкам на опору от инженерных сетей в зависимости от конкретных условий добавляются нагрузки от снега, обледенения, площадок обслуживания проходных дорожек с людьми, других строительных конструкций, опираемых на решаемую опору, траверсу или консоль.

Горизонтапьные (осевые и боковые) нагрузки от инженерных сетей создают силы трения. Они действуют только в жестких трубопроводных сетях, имеющих термические перемещения. Горизонтальные нагрузки определяют по формуле:

А1Р"г-9,8М0

где li - коэффициент силы тренип, который в зависимости от вида опор составляет: при скользящих опорах - 0,3; Катковых при осевом перемещении трубопровода - 0,1; Катковых при боковом перемещении трубопровода перпендикулярно оси - 0.3; то же, под углом к оси - 0,15... -0,2 в зависимости от величины угла поворота; подвесных - 0,1.

В этой формуле вертикальная нагрузка, выражаемая через

P"*t-9.81-10~, при нахождении горизонтальных нагрузок представляет собой массу сети в рабочем состоянии.- Масса воды, наполняющей трубопрвоод в случаях гидравлического испытания или промывки бездействующего трубопровода, при определении горизонтальных нагрузок не учитывается. К горизонтальным нагрузкам на опору от инженерных сетей добавляют еще и вертикальную нагрузку.

При перемещении подвижной опоры по оси прямого участка трубопровода возникает только осевая горизонтальная нагруз-го<р- перемещении опоры под углом к первоначальной оси трубопровода, например на участках самокомпенсации или Вблизи П-образных компенсаторов, горизонтальная нагрузка раскладывается на две составляющие; горизонтальную осевую

нагрузку Рр, направленную по первоначальной оси трубопро-вода, и горизонтальную боковую Рр. направленную перпендикулярно первоначальной оси. При перемещении опоры перпендикулярно первоначальной оси трубопровода возникает только горизонтальная боковая нагрузка Рр-

Расчетные горизонтальные нагрузки от инженерных сетей для расчета строительных конструкций определяют с коэффициентом перегрузки к = 1,1.

Описанным методом определяют горизонтальные нагрузки на подвижные опоры при раздельной прокладке сетей, когда на опоре расположен только один трубопровод. Иные условия создаются при совмещенной прокладке инженерных сетей, когда на траверсу или консоль" опираются несколько трубопроводов. В этих случаях термические перемещения всех уложенных трубопроводов обычно не совпадают по времени. Поэтому существующая техническая литература рекомендует в расчеты горизонтальных нагрузок вводить коэффициент неодновременности образования-сил трения. Существуют разные материалы и исследования по определению значений этих коэффициентов. Вполне надежными являются значения коэффициентов неодновременности сил трения, диктуемые СНиП 2.09.03-85:

при прокладке одного трубопровода или двух одной системы к = 1. Подающий и обратный трубопроводы водяных тепловых сетей, трубопроводы сети горячего водоснабжения и циркуляционный, паропроводы, транспортирующие пар одинаковых параметров и т.п. считаются одной системой и рассматриваются как один трубопровод;

при числе трубопроводов от 2 до 4 горизонтальную нагрузку определяют как сумму сил трения от двух трубопроводов, наиболее неблагоприятно влияющих на рассчитываемую опорную конструкцию;

при числе трубопроводов от 5 до 10 - либо от двух, наиболее неблагоприятно влияющих, либо от всех трубопроводов с соответствующим коэффициентом одновременности (принимают худший вариант).

В СНиП 2.09.03-85 указаны следующие коэффициенты одновременности:

при наличии 5; 6; 7; 8; 9; 10 трубопроводов одинакового диаметра соответственно к =0,25; 0,2; 0,15; 0,12; 0,09; 0,05;

при числе трубопроводов свыше 10 рассматриваемое усилие учитывается только от 10 наиболее неблагоприятных случаев, остальные трубопроводы считаются отсутствующими.

Таким путем рассчитывают отдельно стоящие колонны безбалочных и балочных наземных эстакад, их фундаменты, балки, конструкции верхних эстакад, консоли, а также траверсы и кон-

СОЛИ проходных каналов, туннелей и технических коридоров. При этом каждая отдельная траверса, консоль или другой элемент верхнего строения должны быть рассчитаны на нагрузки, создаваемые опираемыми непосредственно на них трубопроводами с учетом соответствующего понижающего коэффициента неодновременности сил трения.

Значения горизонтальных нагрузок существенно влияют на размеры и стоимость строительных конструкций наземных эстакад. Однако вопрос образования горизонтальных нагрузок при совмещенной прокладке трубопроводов и их расчет существующей технической литературой освещены мало и далеко не полно*. Умозрительно представляется, что горизонтальные нагрузки, например от подающего и обратного трубопровода водяных тепловых сетей, которые по СНиП 2.09.03-85 рассчитываются как один трубопровод, образуются следующим образом {рис. 4.11).

При нагреве подающий трубопровод с расчетными параметрами теплоносителя t = 150°С подвергается термическому удлинению и в нем образуются горизонтальные усилия, равные максимальной силе трения опор, при которой происходит сдвиг трубопровода. После сдвига трубопровод останавливается, горизонтальные нагрузки уменьшаются, приближаясь к нулю. Из-за инерции движения трубопровода горизонтальные нагрузки могут выразиться даже минусовым знаком. На возникновение горизонтальных нагрузок и сдвигов трубопровода оказывает влияние еще и упругость строительных конструкций, несущих сети. При продолжении нагрева произойдут последующие, аналогичные первому, скачкообразные сдвиги трубопровода.

При нагреве обратного трубопровода с расчетными параметрами теплоносителя t = i(PC происходит вначале такое же скачкообразное увеличение и затем уменьшение горизонтальных нагрузок и сдвигов трубопровода, только с более растянутой цикличностью сдвигов. Последняя сама по себе не имеет особого значения. Решающим является совпадение или несовпадение максимальных значений горизонтальных нагрузок. В водяных тепловых сетях максимальные горизонтальные нагрузки от подающего и обратного трубопроводов обычно не совпадают. Несовпадение максимума нагрузок зависит от расчетных параметров теплоносителя; определенную роль играет также отставание нагрева в обратном трубопроводе при нагреве подающего. Это показывает, что теоретически совпадение максимумов горизонтальных нагрузок от подаю-

*В брошюре: "Рекомендации по определению нагрузок на отдельно

тшив ПППП1.1 U -/-тяи-ял!.! ПОД ТрубОПрОВОДЫ (ЦНИИСК ИМ. D.M. чу-

стоящие опоры и эстакады черенко, 1973 г.).

Рис 4.11. Образование горизонтальных осевых нагрузок на опоры при нагреве и цикличных термических перемещениях стальных трубопоо-водных сетей

а - нагрузки от подающего трубопровода водяных тепловых сетей с расчетной температурой t = 150-70QC; б - то же, от обратного трубопровода; в - нагрузки от паропровода t = 250ОС; Р. - горизонтальная осевая нагрузка; Т - время нагрева трубопровода; 1 - максимальное значение горизонтальной осевой нагрузки на опору, при котором происходит скачкообразный сдвиг водяных тепловых сетей; 2 - то же, для паропровода; 3 - значение горизонтальной осевой нагрузки на опору после сдвига трубопровода водяных тепловых сетей; 4 - то же, для паропровода

щего и обратного трудопроводов возможно, однако вероятность такого совпадения невысока.

Учитывая, что водяные тепловые сети работают с переменными параметрами теплоносителя в отопительном периоде года,

сдвиги трубопроводов от термических перемещений будут происходить постоянно при изменении температуры теплоносителя.

Иначе дело обстоит в паропроводах и в сетях горячего водоснабжения, работающих с постоянными параметрами. В режиме работы этих сетей термических перемещений трубопроводов вообще не наблюдается. Они имеют место только в случаях пуска в эксплуатацию или остановки этих сетей, что происходит относительно редко. Однако это не значит, что горизонтальные нагрузки отсутствуют. Они могут быть накоплены каждым отдельным трубопроводом после последнего сдвига, происшедшего при пуске или остановке сети. Только значения этих нагрузок от каждого отдельного трубопровода разные, но всегда они меньше максимального, при котором происходит сдвиг сети.

Следует отметить, что при совмещенной прокладке большого числа сетей по наземным эстакадам сдвиг одного трубопровода вызывает вибрацию всей эстакады. Эта вибрация в свою очередь вызывает преждевременный сдвиг других трубопроводов, в которых еще не достигнуты максимально возможные значения горизонтальных нагрузок. Отсюда напрашиватеся вывод, что при совмещенной прокладке инженерных сетей горизонтальные нагрузки от каждого отдельного трубопровода воспринимаются не только строительными конструкциями, на которые опираются эти сети, но и рядом расположенными трубопроводами. Они как бы удерживают термические перемещения друг друга, связывают строительные конструкции и сами в какой-то мере нейтрализуют горизонтальные нагрузки соседнего трубопровода.

Примеры расчетов нагрузок на подвижные опоры.

Пример 1. Паропровод = 500 мм, предназначенный для транспортирования сухого насыщенного пара р < 1,3 МПа, и конденсатопровод Dy = 200 мм, р < 0,3 МПа, размещенный над паропроводом, проложены

наземно с опиранием на отдельно стоящие колонны с шагом расстановки 14 м. Опоры скользящие. Трубопроводы имеют горизонтальные осевые и боковые перемещения.

Необходимо определить вертикальные и горизонтальные нагрузки от пароконденсатных сетей на колонну.

Решение. Масса 1 м погонной длины действующего паропровода Dxs = 530x6 мм, покрытого антикоррозионным, теплоизоляционным и покровным слоями, составляет 139 кг/м;

масса того же паропровода, наполненного водой во время его гидравлического испытания, - 347 кг/м;

масса конденсатопровода Dxs = 219x6 мм, покрытого теми же слоями и наполненного конденсатом или водой, - 91 кг/м;

вертикальная нагрузка на колонну от действующих пароконденсатопроводов: Р „„ = a" = (139 -t- 91)14-9,81-10- = 31,59 кН; верт

вертикальная нагрузка на колонну от недействующих пароконденсатопроводов, наполненных водой при их гидравлическом испь1тании:

верт = "" = (347 - 91) 14-9,81-10-* = 60,05 кН;