2014-02-12
1544
Надземная схема прокладки составляет лишь незначительную долю в общем объёме трубопроводного строительства.
Надземная прокладка трубопроводов или их отдельных участков допускается в пустынных и горных районах, болотистых местностях, районах распространения вечномерзлых грунтов, на неустойчивых грунтах, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия: овраги, реки, имеющие неустойчивое русло; реки с крутыми берегами; каналы и т.д.
В трубопроводном строительстве применяются следующие основные конструктивные схемы надземных трубопроводов:
· балочные схемы, не содержащие специальных устройств для компенсации продольных удлинений трубы;
· балочные схемы, включающие различные конструктивные элементы, позволяющие компенсировать удлинения труб при изменении их температуры и внутреннего давления;
· подвесные схемы – трубопровод подвешивается к специальным несущим канатам, закрепляемым на высоких опорах;
· арочная схема – трубопровод сооружается по схеме неразрезной арки;
|
|
|
· схема самонесущего трубопровода – трубопровод подвешивается к опорным устройствам и материал труб воспринимает нагрузку от веса трубопровода и транспортируемого продукта.
Технологическая схема строительства трубопроводов балочного типа на болотах включает следующие элементы работ:
ü устраивают опоры под трубопровод и компенсаторы;
ü монтируют трубопровод вдоль свайных опор;
ü укладывают трубопровод на опоры участками или сразу на полную длину;
ü замыкают монтажные стыки при температуре, указанной в проекте.
 |
Надземный трубопровод на участках большой протяженности может быть уложен или в виде упругоискривленной кривой (рис. 6.4) или в виде зигзагообразной схемы (рис. 6.5).
Порядок выполнения работ при строительстве упругоискривленного трубопровода следующий:
1. На проектном расстоянии устанавливают шарнирные опоры, между которыми располагают скользящие опоры.
2. Плети длиной 500¸1000 м укладывают рядом с опорами.
3. трубопровод поднимают и укладывают на опоры трубоукладчиками.
4. Сначала закрепляют конец трубопровода в точке 0, затем трубопровод устанавливают в проектное положение на первом пролёте и временно закрепляют с помощью приспособлений на скользящих опорах 1, 2, 3 и 4.
5. Трубопровод закрепляют на шарнирной опоре 5 и освобождают от закрепления на опорах 1, 2, 3 и 4.
 |
Аналогичным образом производится укладка трубопровода на других участках.
Рис. 6.5. Зигзагообразный балочный переход
Компенсация искривлений в упругоискривленном трубопроводе достигается за счёт изменения начального положения трубопровода, уложенного в виде синусоиды на опорах. Шарнирные опоры не дают трубам перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлениях, чем и достигается эффект компенсации.
|
|
|
Компенсация удлинений осуществляется за счёт изменения положения в плане начального положения трубопровода I. Если участок удлиняется, то трубопровод займет положение II, если укоротится – положение III. При этом трубопровод будет перемещаться по подвижным опорам 1¸7 и поворачиваться на шарнирных опорах НО, которые не дают трубе передвигаться в продольном направлении.
Изменение длины участка L на любой из рассмотренных схем от Dt и Р можно определить по формуле:
, (6.47)
при Dt > 0 – знак «+», при Dt < 0 – знак «-».
Чтобы определить напряженное состояние многопролетного надземного трубопровода, достаточно выяснить напряженное состояние одного пролёта, ибо все пролёты находятся в одинаковых статических условиях. Напряженное состояние труб изменяется от начального, возникающего в незаполненном трубопроводе в период монтажа, до эксплутационного.
В начальный момент, когда трубопровод смонтирован и не заполнен продуктом, его температура равна t0, а интенсивность вертикальной распределенной нагрузки q0 соответствует весу единицы длины пустого изолированного трубопровода.
В период эксплуатации трубопровод заполнен продуктом и на него могут действовать снеговая и ледовая нагрузки и тогда интенсивность вертикальной распределенной нагрузки будет равна:
, (6.48)
где q 0 – вес 1 м трубы, qп – вес продукта, приходящийся на 1 м трубы; qдоп – нагрузка от снега и льда на 1 м длины трубопровода.
Для начального состояния трубопровода изгибающие моменты в опорных сечениях и прогиб в сечении х = l/2:
; 
(6.49)
При эксплуатации изгибающие моменты в опорных сечениях:
, (6.50)
где Р – осевое продольное усилие, возникающее от действия давления и температуры; fд – действительный прогиб трубопровода от действия всех нагрузок.
Суммарные напряжения в трубопроводе при его эксплуатации определяются по формуле:
, (6.51)
где F – площадь поперечного сечения металла трубы.
Полученное значение 
сравнивают с допускаемым значением напряжения в соответствии со СНиП 2.05.06-85:
, (6.52)
где 
– коэффициент двухосного напряженного состояния;
, (6.53)
– второе расчётное сопротивление
, (6.54)
m – коэффициент условия работы трубопровода; k2, kн – соответственно, коэффициенты надежности по материалу трубы и по назначению трубопровода, принимаемые в соответствии со СНиП 2.05.06-85.
При известной полной расчетной нагрузке q э из условия недопустимости пластических деформаций определяется допускаемая длина l одного пролёта многопролетного балочного перехода:
. (6.55)
