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

горизонтальные осевые и боковые нагрузки при коэффициенте неодновременности нагрузок к = 1 от действуюи1У1х пароконденсатопро-

водовгР" =9* =уР = 0,3-3220-9,81-1= 9,47 кН. гор гор верт

Пример 2. Водяные тепловые сети 2Dxs = 219x6 мм и 2D xs =

= 273x7 мм, паропровод Dxs = 273x7 мм, трубопровод горячего водоснабжения Dxs = 140x5,5 мм, циркуляционный трубопровод Dxs = 75,5x4 мм и разные кабели числом 35 шт. прокладываются по

наземной балочной эстакаде. Длина типовых сборных железобетонных балок, определяющих шаг расстановки колонн эстакады, - 12 м. Трубопроводные сети, опираемые на скользящие опоры, имеют осевые и боковые термические перемещения.

Необходимо определить вертикальные и горизонтальные нагрузки от инженерных сетей на один балочный пролет.

Решение. Вертикальная нагрузка от действующих сетей при средней

массе одного прокладываемого кабеля 2 кг/м: Р„„.,. = =

верт

= (2-91 +2-131 -HOet 56-f 20- 35-2) 12-9,81-10- = 81,93 кН;

вертикальная нагрузка от сетей при недействующем паропроводе,

наполняемом водой во время проведения гидравлического испытания:

Р„" = (2-91 + 2-131 -1139 -н 56 + 20 + 35-2) 12-9,81-10" = 85,82 кН; верт

горизонтальные осевые и боковые нагрузки при коэффициенте неодновременности нагрузок к = 1 только от двух (фактически от четырех) инаиболее неблагоприятно влияющих трубопроводных сетей: Р =

= Рдр--кмРр = 1-0,3 (2-91 -f 2-131)9,81-10- = 13,07 кН.

Определенные в примере 2 максимальные вертикальные нагрузки от инженерных сетей действуют как на балочные конструкции одного пролета, так и на каждую колонну и ее фундаменты. Полные же осевые горизонтальные нагрузки действуют только на балочные конструкции. Далее эти нагрузки полностью или частично могут передаваться балками на неподвижную опору, расположенную на определенном расстоянии, или на промежуточные опоры, несущие конкретную балочную конструкцию. Осевые горизонтальные нагрузки, передаваемые неподвижной опоре или опоре, несущей балочную конструкцию, зависят от следующих факторов:

способности балочных конструкций принять на себя осевые горизонтальные нагрузки;

конструкции промежуточных опор, расположенных под эстакадой между неподвижными опорами. Они могут быть защемлены в грунте или быть шарнирными, то есть иметь шарнир над фундаментами опор и, при необходимости, также шарнир под балками;

способности к изгибу защемленных в грунте стоек неподвижных и промежуточных опор, зависящей как от материала стойки опоры, так и от ее высоты. Высокая опора из того же материала будет всегда иметь большую амплитуду изгиба, чем низкая опора, (рис. 4.12). Это говорит о том, что при эстакадах низкой или средней высоты возможности передачи осевых горизонтальных нагрузок на неподвижную опору мень-

т."

Рис. 4.12. Изгиб стального трубопровода и высоких промежуточных опор, защемленных в грунте, при нагреве и скачкообразном сдвиге трубопровода

а - изгиб трубопровода и стоек промежуточных опор; б - изменение горизонтальных осевых нагрузок на промежуточные опоры до и после сдвига трубопровода при его нагреве; НО - неподвижная опора; ПО -промежуточная опора; 9 - горизонтальная осевая нагрузка на промежуточную опору; Т - время нагрева трубопровода; 1 - положение трубопровода до начала нагрева: 2 - положение трубопровода при нагреве перед его сдвигом; 3 - положение промежуточных опор до начала нагрева трубопровода; 4 - положение промежуточных опор при нагреве перед сдвигом трубопровода; 5 - положение опор после сдвига

ше, чем при вьюоких эстакадах. Рис. 4.12 показывает, что трубопровод, удлиняясь из-за нагрева участка, расположенного между двумя промежуточными опорами, перед моментом сдвига как бы приобретает дугообразную форму и одновременно изгибает стойку опоры. После момента сдвига трубопровод и стойка опоры выпрямляются. В результате скачкообразного происхождения сдвигов трубопровод и стойка опоры сразу после момента сдвига выпрямляются;

разницы амплитуды изгиба неподвижных и промежуточных опор. Чем больше эта разница, тем больше возможность пере-

дачи осевых горизонтальных нагрузок на неподвижную опору.

расстояния от точек приложения осевых горизонтальных нагрузок на балочные конструкции до ближайшей неподвижной опоры. Это расстояние в любом случае должно быть меньше длины максимально допустимого температурного блока конкретной балочной конструкции. Все это говорит о том, что балочные конструкции в общем случае, делают наземные эстакады более прочными, способными принимать на себя определенную долю или даже все осевые горизонтальные нагрузки, что дает возможность уменьшить размеры колонн, фундаментов и расход строительных материалов на их изготовление.

Горизонтальные боковые нагрузки от инженерных сетей должны восприниматься каждой конкретной балочной конструкцией, колонной и ее фундаментом. На неподвижные опоры, расположенные на определенном расстоянии, горизонтальные боковые нагрузки не передаются.

Нагрузки на неподвижные опоры. Они определяются после расчета нагрузок на подвижные опоры. Нагрузки на неподвижные опоры трубопроводных сетей могут быть вертикальными и горизонтальными. Вертикальные нагрузки определяют так же, как для подвижных опор.

Расчет горизонтальных нагрузок выполняют иначе. Горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры трубопроводов возникают под влиянием следующих сил:

сил трения в подвижных опорах при термических перемещениях трубопроводов;

сил трения в сальниковых компенсаторах при термических перемещениях трубопроводов;

сил упругой деформации гибких компенсаторов или самокомпенсирующих участков трубопроводов при термических перемещениях сетей или их растяжке в холодном состоянии;

внутреннего давления при использовании неуравновешенных сальниковых и сильфонных компенсаторов (то есть при наличии разрезных трубопроводов). При П-образных компенсаторах силы внутреннего давления воспринимаются самим трубопроводом и на неподвижные опоры не передаются.

При установке на конкретном участке сети уравновешенных сальниковых и сильфонных компенсаторов силы внутреннего давления уравновешиваются самой конструкцией компенсаторов и поэтому на неподвижные опоры не передаются.

Внутреннее давление создает горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры, если в сети имеются заглушки и запорная арматура, находящаяся в закрытом состоянии. Это создает разницу давлений в участках сети, расположенных до и после этих элементов сети.

Горизонтальные нагрузки, порожденные упомянутыми силами, суммарно действуют на неподвижную опору только в

ТОМ случае, когда она нагружена односторонне. Это имеет место, когда сети сразу за неподвижной опорой делают поворот, близкий к прямому углу (в плане или по вертикали), а также если неподвижная опора является концевой. Во всех остальных случаях горизонтальные нагрузки от сетей, расположенных по одну сторону неподвижной опоры, имеют действие, обратное нагрузкам, создаваемым трубопроводами, размещенными на другой стороне. Они в определенной степени как бы взаимно нейтрализуются. Так, например, при нагреве трубопроводов они удлиняются под действием сил трения и создают осевые горизонтальные нагрузки, встречно направленные к неподвижной опоре и сжимающие ее с обеих сторон. При охлаждении тех же трубопроводов происходит противоположное: силы трения растягивают неподвижную опору. На стойку колонны и фундамент неподвижной опоры наземной эстакады в этих случаях дей ствует только разница осевых горизонтальных нагрузок, кото рая в определенных условиях может равняться даже нулю Значения горизонтальных нагрузок, действующих на непод вижные опоры и на отдельные строительные конструкции, за висят от схемы расположения сетей, запорной и другой арма туры трубопроводов, имеющих термические перемещения Разнообразие этих схем велико и они хорошо освещены в спе циальной технической литературе. Там же даны формулы, вспомогательные номограммы и практические примеры, помогающие выполнению необходимых расчетов (наиболее полно эти вопросы рассмотрены в справочнике проектировщика "Проектирование тепловых сетей". - М.: Стройиздат, 1965 г.).

Глава 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5.1. ПОДЗЕМНЫЕ ПРОХОДНЫЕ КАНАЛЫ И ТУННЕЛИ

Расчет прочности и устойчивости строительных конструкций инженерных сетей выполняют по предельному состоянию на наиболее невыгодные расчетные сочетания воздействий и нагрузок. Они определяются с учетом очередности строительства, способов производства строительно-монтажных работ и технологических нагрузок, возникающих в периоды пуска и эксплуатации трубопроводов.

Основные нагрузки на строительные конструкции слагаются из собственного веса конструкций и нагрузок от прокладываемых инженерных сетей и их оборудования. При подземной прокладке строительных конструкций, проходных каналов и туннелей к основным нагрузкам относят еще и нагрузки от давления грунта, грунтовых и паводковых вод, наземного тран-

спорта. К дополнительным нагрузкам относят нагрузки от температурного воздействия на строительные конструкции, а при сооружении непроходных и проходных наземных эстакад - еще и от ветра, снега, льда и веса людей. К особым нагрузкам, воздействующим на строительные конструкции, относят нагрузки, создаваемые сейсмическими явлениями, ледоходами, лавинами, оползнями и т. п.

В расчетах строительных конструкций сумма расчетных нагрузок определяется с учетом понижающего коэффициента к на все нагрузки, кроме собственного веса конструкций. При действии основных и дополнительных нагрузок к = = 0,9, а при сочетании основных, дополнительных и особых нагрузок к = 0,8.

Расчет отдельных элементов строительных конструкций вы-поняют согласно СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия", а также соответствующим техническим условиям и действующим нормативным материалам с обязательной проверкой устойчивости сооружения в целом.

При проектировании сборных железобетонных и стальных элементов следует стремиться к ограничению их массы в предел-лах 5... 10 т. Размеры сборных элементов или их блоков не должны превышать габаритов, установленных для перевозки автодорожным, железнодорожным, водным и воздушным транспортом, применяемым на конкретной стройке.

Глубину заложения подошвы фундаментов опор определяют расчетом устойчивости основания и условиями вспучивания грунтов при промерзании. Основание под фундаменты опор рассчитывают по первому предельному состоянию (по несущей способности) или по второму предельному состоянию (по деформации) в зависимости от вида грунтов и допустимости неравномерной осадки двух ближайших опор под трубопроводы или эстакаду. Деление грунтов по гранулометрическому составу, плотности, числу пластичности и консистенции, а также нормативные давления на грунты, основания, нормативные и расчетные характеристики песчаных и глинистых грунтов (сцепление, угол внутреннего трения и модуль упругости) принимают по таблицам СНиП 2.02.01-83.

Для совмещенной прокладки инженерных сетей в настоящее время используют весьма различные строительные конструкции, изготовляемые из разных материалов. Существует целый ряд экономически эффективных типовых сборных конструкций. Применяют также и индивидуальные конструкции, которые позволяют осуществлять нетиповые решения и придают сооружению необходимый эстетический и архитектурный вид, вписывающийся в панораму местности. В древности и в средневековье сооружения наземных эстакад, акведуков, виадуков и подземных каналов разного рода выполнялись только из камня или кирпича на изгестковом растворе. В настоящее время

этих целей помимо упомянутых материалов могут быть пользованы бетон, железобетон, сталь, цветные металлы, полимеры, стекло и др. Каждый вид совмещенной прокладки инженерных сетей требует соответствующих строительных конструкций.

Подземные проходные каналы и туннели сооружают из типовых сборных железобетонных элементов, изготовляемых по серии 3.006.1-2/82 "Сборные железобетонные каналы и туннели из лотковых элементов". Такие каналы и туннели предназначены для прокладки трубопроводов различного назначения, электрокабелей и электрошин. Предусмотрено также использование туннелей в качестве подземных конвейерных галерей и пешеходных переходов (исключая сейсмические

районы). , ,

Серия 3.006.1-2/82 состоит из 8 выпусков (альбомов) и содержит рабочие чертежи проходных каналов (туннелей). Выпуск О включает материалы для проектирования: нагрузки и расчетные схемы; габаритные схемы; таблицы для подбора сборных железобетонных изделий и показатели расхода материалов; общие чертежи каналов и туннелей, прокладываемых в различных грунтовых условиях. Выпуски 1-1; 1-2; 1-3; 1-4; 2-1; 2-2; 2-3 включают рабочие чертежи лотков, плит, опорных подушек, арматурных и закладных изделий, узлов и балок.

Проходные каналы (туннели) бывают односекционными {рис. 5.1,а), двухсекционными (рис. 5.1,6) и многосекционными. Их маркируют следующим образом: ТЛ 240x210-8 обозначает: односекционный туннель из лотковых элементов с шириной (в чистоте) 240 см, высотой (в чистоте) 210 см для расчетной нагрузки 8 т/м*. Марка 2ТЛ 300x240-12 обозначает двухсекционный туннель из лотковых элементов с шириной (в чистоте) каждого туннеля 300 см, высотой (в чистоте) 240 см для расчетной нагрузки 12 т/м.

Расход строительных материалов на сооружение туннелей значителен. Так, например, для сооружения 1 м погонной длины односекционного туннеля марки ТЛ 240x210-8 (см. рис. 5.1 fi) расходуют: бетона класса В25 - 1,45 м/м. стали -171 кг/м; для двухсекционного туннеля марки 2ТЛ 300x240-12 (см. рис. 5.1,6): бетона класса ВЗО - 3,68 м/м, стали - 645,2 кг/м.

Проходные каналы (туннели) серии 3.006.1-2/82 запроектированы для применения при следующих условиях:

в обычных грунтовых условиях при отсутствии просадоч-иости, грунтовых вод и сейсмических воздействий:

Маркировка осталась прежней, без учета Международной системы единиц измерения.