Постоянные нагрузки на магистральный трубопровод.
Постоянные нагрузки действуют в течение всего срока строительства и эксплуатации трубопровода. · Собственный вес трубопровода – вес погонного метра трубы вычисляется по формуле
· Вес одного метра изоляционного покрытия
Для предварительных расчетов ориентировочно можно принимать вес изоляции равным 10% от веса трубы. · Давление грунта на единицу длины трубопровода
· Гидростатическое давление воды на единицу длины трубопровода, определяемое высотой столба жидкости над подводным трубопроводом
h – высота столба воды над рассматриваемой точкой трубы; Dф – диаметр изолированной и футерованной трубы. · Выталкивающая сила воды, приходящаяся на единицу длины трубопровода полностью погруженного в воду
Если магистральный трубопровод проложен на участках грунтов, которые при обводнении переходят в жидкопластическое состояние, то в вместо удельного веса воды принимают удельный вес разжиженного грунта, определяемый по результатам инженерных изысканий. · Предварительное напряжение, создаваемое за счет упругого изгиба при повороте оси трубопровода. Определим деформации и напряжения в поперечных сечениях изогнутой трубы (рисунок 22).
Рисунок 22.
Рассмотрим деформацию волокна трубы с координатой y. Относительное удлинение волокна
После того, как трубопровод получил упругий изгиб его деформации и напряжения являются функцией радиуса кривизны
Временные длительные нагрузки и воздействия. · Внутреннее рабочее (нормативное) давление — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации трубопровода. Устанавливается проектом. При определении рабочего давления для нефтепроводов и газопроводов учитывается технологическая схема транспортирования продукта. Регламентом устанавливаются следующие коэффициенты надежности по внутреннему давлению: - для газопроводов n = 1,10; - для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов диаметром 700—1200 мм с промежуточными НПC без подключения емкостей n = 1,15; - для нефтепроводов диаметром 700—1200 мм без промежуточных НПС, а также для нефтепроводов диаметром менее 700 мм n = 1,10. Кратковременные нагрузки. · Гололедные нагрузки. Если возможно обледенение трубопровода, то нормативное значение гололедного давления на поверхность определяется по формуле 14 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»
μ2 – коэффициент, учитывающий отношение площади элемента, подверженного обледенению, к полной площади элемента, для трубопровода μ2 = 0,6;
Нормативные нагрузки от обледенения на один метр трубы вычисляются по формуле
Коэффициент надежности по нагрузке для гололеда n =1,3. · Нормативная снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию надземного трубопровода
Dни – диаметр изоляции или наружный диаметр трубы.
· Ветровая нагрузка действует перпендикулярно осевой вертикальной плоскости одиночно проложенного трубопровода
qнс, qнд – нормативное значение статической и динамической составляющих ветровой нагрузки, Н/м2 (СНиП 2.01.07-85 “ Нагрузки и воздействия”). Статическую составляющую ветровой нагрузки определяют по величине скоростного напора
В некоторых случаях нормативное значение ветрового давления w0 допускается устанавливать на основе данных метеостанций Госкомгидромета, а также результатов обследования районов строительства с учетом опыта эксплуатации сооружений. При этом нормативное значение ветрового давления w0, Па, следует определять по формуле Аэродинамический коэффициент Cx определяется в зависимости от числа Рейнольдса (критерий подобия в гидроаэродинамике) по диаграмме на рисунке 23. Число Рейнольдса определяется по законам гидроаэродинамики
Если число Рейнольдса Re>35 . 105, принимают аэродинамический коэффициент Cx =0,7. Рисунок 23. Диаграмма для определения аэродинамического коэффициента.
Динамическую составляющую ветровой нагрузки определяют по формуле
Рисунок 24. Диаграмма для определения коэффициента динамичности.
Если период колебаний Т<0,25 с, то динамическая составляющая не учитывается, т.е. qнд =0. Логарифмический декремент колебаний д трубопровода зависит от конструктивной схемы надземного перехода и может определяться по записям виброграмм свободных затухающих колебаний (рисунок 25). Амплитуды последовательных периодов затухающих колебаний образуют геометрическую прогрессию
Тогда логарифмический декремент колебаний будет определяться Для определения периода собственных колебаний Т находят частоту собственных изгибных колебаний ν. Тогда Т=1/ν.
Рисунок 25. Диаграмма свободных затухающих колебаний
Коэффициент надежности для ветровой нагрузки n =1,2. Нагрузка, вызываемая морозным растрескиванием грунта. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,2. Нагрузки и воздействия, возникающие при пропуске очистных устройств. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,2. Нагрузки и воздействия, возникающие при испытании трубопроводов. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,0. Воздействие селевых потоков и оползней. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,0.
Особые нагрузки. К особым нагрузкам относятся, прежде всего, такие, которые связаны с перемещениями и деформацией грунта. Воздействие селевых потоков и оползней. Силовые воздействия оползающих грунтов особенно опасны, когда направление их движения перпендикулярно оси трубопровода. В этом случае происходит изгиб трубы и значительное увеличение напряжений в поперечных сечениях. Воздействие деформаций грунта, сопровождающихся изменением его структуры (например, деформация просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании). В результате сейсмических толчков в грунте создаются и распространяются сейсмические волны. Трубопровод оказывается также вовлеченным в колебательный процесс. Поэтому при строительстве трубопроводов в районах с высокой сейсмической активностью необходимо проводить расчет на прочность с учетом мощности (балльности) возможных землятресений и выбирать конструктивные решения, обеспечивающие надежную работу трубопровода.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|