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

	11 1	h I.J		Jill

P„e. 3,,. продольные уенлея по Д-е-«

, после закрепления «.«"ГнТгрТзкнанГт" перемещений; 2-JIocлe™вь,ш№И нагрузки.

РИС. Зв. изменение ХШ "3?Г гТГде?ьноги?йс?г1яагрузкя.

распределение в соответствующую соотношению (4.4) треугольную эпюру (рис. 35, кривые 2, 3). Изменения защемления в течение года, представленные на рис. 36, соответствуют уменьшению коэффициента трения до 0,3.

Основные данные этих экспериментов приведены в табл. 2 под номером И.

Показанные на рис. 37 результаты опытов [151 по перемещениям длинного трубопровода под нагрузкой также отмечают треугольную эпюру напряжений, соответствующую соотношению (4.4).

4. Наибольшее количество экспериментальных данных [15, 17, 20] по определению защемления трубопровода связано с извлечением из грунта коротких горизонтальных отрезков труб. По своему характеру они не могут установить качественный характер взаимодействия трубопровода с грунтом, так как полное перемещение труб происходит при достижении предельного равновесия по всей поверхности. Тем не менее, количественная сторона взаимодействия в условиях предельного состояния может быть легко получена.

Для трубопроводов, пролежавших большой срок в грунте (несколько лет и более), при наличии явления срастания труб с грунтом по результатам опытов [17] установлено, что перемещения трубопровода соответствуют нредельному равновесию грунта с учетом сцепления (4.4).

В табл. 2 под номерами 1-7 приведены результаты экспериментов по извлечению коротких отрезков трубопроводов в насыпных грунтах в условиях отсутствия явления прирастания грунта к поверхности и малого уплотнения.

Полученная величина защемления соответствует коэффициенту трения по стенке для песчаных грунтов и трению со сцеплением для глинистых грунтов. I На рис. 38 представлены результаты наблюдений [331 за продольными перемещениями действующего газопровода в условиях пластифицированной битумной изоляции вследствие увеличения температуры газа до 57° С и давления до 51 am. Получаемая при этом величина коэффициента трения 0,05-0,1 соответствует [23].

Приведенные результаты позволяют заключить, что условия взаимодействия трубопровода с грунтом в процессе продольных перемещений при потере устойчивости

в первом приближении можно описать зависимостью (4.4) Р - t4i для песчаных грунтов и глинистых грунтов в условиях рыхлого залегания и р = nDc + /д, для глинистых грунтов в уплотненном состоянии {q - интегральная сумма радиальных составляющих давления грунта на трубопровод).

При этом в качестве коэффициента трения нужно брать коэффициент трения грунта по стенке. В случае пластифицированной битумной изоляции величина коэффициента трения должна быть сильно уменьшена.

-5 10 fi

Расстояние от места приложения силы, м Рис 37. Изменение напряжений при вытягивании дотнногв ?рувопвода (кривые г, 3 стветствуют усилиям на конец " i~ " трубопровода 25, 35, 45 Т).

Расстояния от компемеатора.м

Рис. 38. Перемещения трубопровода в условиях пластифицированной изоляции.

Глава пятая

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДОВ,

УЛОЖЕННЫХ В ГРУНТ,

НА УСТОЙЧИВОСТЬ

1. Основные положения

Основной целью расчета на устохгаивость трубопровода, находящегося под действием начальных сжимающих напряжений, является выбор такого варианта прокладки, глубины заложения, производства укладочных и земляных работ, которые бы гарантировали его безаварийную эксплуатацию.

Результатом потери устойчивости трубопровода является развитие опасных напряжений в стенках трубы от изгиба и разрушение засыпки (в отдельных случаях по условиям прокладки разрушение засыпки может не наблюдаться). Поэтому расчет на устойчивость включает определение наряду с критическим сжимающим усилием, также и соответствующих поперечных деформаций трубопровода и напряжений от изгиба.

Результаты выполненного в предыдущих разделах анализа устойчивости трубопровода позволяют конкретизировать расчеты такого рода по различным вариантам прокладки. Ввиду полной аналогии в действующих ш-тугшх в область применения полученных расчетных формул включаются трубопроводы: подземные, подводные в траншее, проложенные в насыпях, уложенные непосредственно на грунт или насыпную подушку, а также находящиеся в открытой траншее (в условиях строительства

и капитального ремонта).

VsiC4ii-i трубопровода подземной прокладки, а также подводных n&])exoji,ob и трубопроводов в насыпи произ-

водится по устойчивости, предельным деформациям из гиба и разрушению засыпки.

Расчет подземных трубопроводов в грунтах с низко! несущей способностью, а также трубопроводов, уложен пых по поверхности и находящихся в открытой траншее производится по устойчивости и предельным деформа циям изгиба.

Расчет выполняется для проектируемых трубопроводе! и для трубопроводов, находящихся в эксплуатации, npi изменении теплового режима перекачки.

Для проектируемых трубопроводов проверка выбран ного варианта прокладки производится: на участках с мак симальным температурным перепадом, в том числе посл( насосных, компрессорных или насосно-тепловых станций; наземных переходах; на поворотах; участках, уло женных непосредственно на грунт и уложенных в насыпь: на подводных переходах; на участках трубопровода, предназначенных к укладке при низких температурах илг уложенных в слабых грунтах и с высоким уровнем грунтовых вод.

Расчетные формулы и область их применения для различных вариантов прокладки трубопроводов представлены в табл. 3 и 4.

Ниже даются анализ и способы расчета основных силовых факторов и воздействий, а также порядок расчета трубопровода на устойчивость.

При выборе основных показателей грунтов, расчетных коэффициентов, а также некоторых приемов, упрощающих расчеты, используется опыт проектирования оснований, фундаментов, плотин, подземных труб и указания Строительных норм и правил (СНиП) 11-Б.1-62, 11-И.4-62, П-И.5-62, II-A.11-62, П-А. 10-62, 11-Г.З-62, П-Д.10-62, 11-И.9-62.

2. Характеристики грунтов засыпок

Основной предпосылкой расчета трубопровода на устойчивость в особых условиях (весьма слабые водонасыщен-ные или заторфованные грунты, иловатые почвы, рыхлые морские осаждения и пр.) являются сведения о характеристиках грунтов вдоль трассы. Источником таких сведений могут служить материалы полевых и лабораторных испытаний при изысканиях трассы.