|
|
|
|
Главная Переработка нефти и газа
где фо - расчетный угол внутреннего трения, определяемый в соответствии с рекомендациями раздела 1 настоящей главы; 2) для глинистых грунтов (5.2) где / = tg Фо, а с - расчетное сцепление засыпки в кГ/см, определяемое согласно тем же указаниям, либо с = = 0,6 {с - расчетное сцепление грунта ненарушенной структуры). Нагрузка q равна интегральной сумме радиальных составляющих давления грунта на поверхности трубопровода 9а = / (5.3) Величина этой нагрузки определяется физическими свойствами грунта и конструктивными параметрами заложения трубопровода: шириной траншеи на уровне верха трубопровода (В), глубиной заложения (Я) и диаметром D трубопровода, а также соотношениями этих параметров [в D D)• В соответствии с общепринятой практикой расчета подземных труб на прочность (СНиП, П-Г.3-62) интегральное значение величины q заменяется усилиями, приведеп-ными к верхней и нижней образующим трубопровода. Использование решения Вэльми [34] для условий = 1 показывает, что для жесткого невесомого трубопровода эти нагрузки практически равны весу засыпки, приходящейся на диаметр. Эпюры радиальных давлений грунта на Tpy6onpoBojii в насыпи и траншее при > 1 отличаются от рассчитанной в [34]. Однако оценки по максимальным значениям радиальных напрял№ний в вертикальном и горизонтальном диаметрах по данным [18, 19] показывают, что для жесткогс трубопровода интегральная сумма радиальных составляющих давления грунта может быть заменена суммог удвоенного полного вертикального давления грунта не трубопровод и веса трубопровода с жидкостью. используемые в настоящее время формулы для расчета нагрузок на трубопровод, вызванных грунтом засыпки, в соответствии с целями их определения для расчета на прочность являются «максимальными для трубопровода, проложенного в грунте в указанных определенных условиях» 119]. Это позволяет применять их для определения расчетного сопротив.ления как верхние оценки. Для жестких трубопроводов, проложенных в узких траншеях < 2 3 [19], наиболее часто используются формулы Марстона [19] и Л. М. Емельянова, Г. К. Клейна [12, 18]. Соответственно (5.4) (5.5) где коэффициенты /с, и определяются свойствами грунта засыпки и соотношением высоты засыпки и ширины трашпеп (-"j • Условиям широкой траншей и насыпи соответствует согласно [19] и по [18] (гп-яУот (5.7) где коэффи1диенты и А. определяются сжимаемостью грунта засыпки и основания и соотношением - . В табл. 8 приведено сравнение результатов, рассчитанных для жесткого трубопровода из условия «широкой* и «узкой» траншей по формулам (5.4)--(5.7) из [12, 18, 19) и по соотношению G,b-YJ/. (5.8) Таким образом, формула (5.8) дает значение нагрузки на трубопровод, отличающееся в меньшую сторону от определенного но (5.4)-(5.7). Это позволяет принять приведенную нагрузку, определенную по (5.8), в качестве расчетной для жесткого трубопровода в условиях «узкой» и «широкой» трапптрй. Таблица Сравнение результатов расчета нагрузки от грунта засыпки
0,48 0,48 0,245 0,245 Для «узкой» траншеи 0,72 0,72 0,72 0,72 ИОО-1400 16,50-2300 960-1300 1530-2300 Для «широко!!» траншеи 570-780 1040-1800 520-69U 1100-165(! 850-1000 1700-2000 420-.500 840-1000 * Для «узкой» траншеи. ** Для «широкой» траншеи. В условиях «широкой» траншеи, а также для трубопроводов в насыпи формула (5.8) дает занижение, обоснованность которого может вызывать сомнения. Однако при укладке трубопроводов в транпюю условиям «широкой» траншеи соответствуют трубопроводы малого диаметра, реализзющие меньшее изменение напряженного состояния засыпки и, следовательно, формулы (5.6), (5.7) дают большее завышение. Помимо этого, насыпи для трубопроводов имеют трапециевидную форму и, как правило, применяются при прокладке на просадочных грунтах; в этом случае расхождение в расчетах по формулам (5.6), (5.7), (5.8) оказывается менее значительным. Для гибких трубопроводов распределение радиальных составляющих давления с увеличением гибкости 1 По классификации [18], к гибким относятся трубопроводы, для которых ~ / 2fe \ lie. ласыпки. 7 Заказ 1014. I < 1. где - модуль деформации грунта приобретает большую равномерность: давление грунта по верхней образующей уменьшается, по боковым сторонам давление увеличивается за счет распора. Полная вертикальная нагрузка на трубопровод оказывается меньшей, чем определенна я по формуле (5-8),однако, также меньшей, чем интегральная сумма радиальных составляющих давления. Эти соображения позволяют принять формулу (5.8) в качестве расчетной для определения интегральной суммы радиальных составляющих давления грунта практически для всех случаев укладки трубопровода. Воз-»10жные увеличения давления за счет поперечных деформаций трубопровода происходят при одновременном уменьшении давления со стороны трубопровода, противоположной направлению перемещений и не учитываются в расчете в запас по устойчивости. Внутреннее давление, вызывая распор засыпки, приводит к увеличению интегрально!! суммы радиальных составляющих давления грунта. Так, при значении коэффициента постели засыпки - 1,0, давление 60 am в трубопроводе диаметром 1020 мм вызывает реакцию грунта, равную P.D2 , Ю 9rp = -HF О"" 4-2,1-106-1,0 1,0=0,07 кПсм, что приводит почти к 40%-ному увеличению q. Здесь - внутреннее давление. Однако малые деформации трубопровода в условиях неоднородности засыпки вблизи поверхности трубопровода, очевидно, соответствуют значительно меньшим значениям и распространение на стальные магистральные трубопроводы вывода работы [31] об увеличении защемления при наличии внутреннего давления кажется преждевременным. Таким образом, окончательно (7,=.0,8.2у„Я1)-1-0,9<?1, (5.9) где 0,8-0,9 - коэффициенты перегрузки на объемный вес грунта и вес трубопровода; q - вес трубопровода с продуктом (илп отрицательная плавучесть) в кгсм; у„ - расчетный объемный вес грунта в кг/см. Защемление подземного трубопровода от продольных перемеще1Шй, определенное согласно (5.1), (5.2), (5.9), является минимальным для трубопровода, проложенно) в грунте в указанных определенных условиях. Для трубопроводов, уложенных непосредственно и грунт, коэффициент трения по стенке по данным испытг НИИ [71 принимается равным 0,8 tg для песчаных грув тов и Ig для глинистых грунтов, где ф„ - расчетны значения угла внутреннего трения грунта ненарушенно структуры. В качестве нахрузки q участвует вес трубопровод; с продуктом. 4. Сопротивление поперечным перемещениям трубопровода Сопротивление поперечным смещениям подземного трубопровода определяется как предельная несущая способность засыпки при выдергивании из нее цилиндрического анкера диаметром,, равным диаметру трубопровода. Возможность пренебрежения деформациями грунта, происходящими до возникновения состояния предельного равновесия, показана в главе третьей. Предельное состояние засыпки по несущей способности в зависимости от глубины заложения трубопровода достигается либо путем выпирания грунта на поверхность, либо вследствие обтекания и деформации грунта вокруг трубопровода. В первом случае в засыпке образуется призма выпирания, начинающаяся у трубопровода и кончающаяся на поверхности грунта. Повтором случае область предельного равновесия не достигает поверхности грунта, линии скольжения замыкаются вблизи трубопровода. Среди известных методов расчета анкеров глубокого и мелкого заложения в настоящее время наиболее распространены следующие. 1. Метод расчета анкерных опор линий электропередач (СНиП 11-И.9-62). Предполагается, что при достижении состояния предельного равновесия происходит вырывание обелиска грунта. Угол конуса обелиска определяется углом внутреннего трения. Вдоль поверхности обелиска учитывается сцепление грунта. Вырывающее усилие равно (5.10) 99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
 |
