Погружение трубопровода с поверхности воды

В данном способе укладки при заливе внутрь трубопровода воды образуется переходный участок с (рис. 2.1). Каждое сечение трубопровода последовательно испытывает значительные напряжения от изгиба, при этом для сохранности трубопровода должно выполняться следующее условие прочности:

                     (2.40)

где  – соответственно максимальные изгибающие моменты для участка a и b;  - нормативное сопротивление трубной стали, равное пределу текучести.

Выполним геометрический и прочностной расчеты, считая известными следующие величины: ; ; ; .

При известном отношении  по уравнению:

                                    (2.41)

или из графика (рис. 2.2) можно найти соотношение между длиной изогнутого участка с и участка, заполненного водой, а; . Длину заполненного водой участка а определяем по выражению:

                    (2.42)

 

 

Рисунок 2.1 - Расчетная схема переходной кривой

Рисунок 2.2 - Зависимость n от q₁/q₂

 

Тогда  и .

Опорная реакция:

 

                                      (2.43)

 

Максимальный изгибающий момент на участке a

                                                  (2.44)

а для участка b

                 (2.45)

Для облегчения расчетов можно использовать график зависимости коэффициентов  и  от  (рис. 2.3). Максимальные напряжения в трубопроводе на участке а

                       (2.46)

а для участка b

                        (2.47)

здесь  - средний радиус трубы,

                                        (2.48)

Если условие прочности не выполняется, необходимо искусственно изменить отношение  , например, использованием утяжеляющих грузов или разгружающих понтонов.

 

Рис. 2.3 Зависимость ψ_a, ψ_bот q₁/q₂

Новое значение  соответствующее условию прочности, будет

                            (2.49)

При укладке с поверхности воды также рассчитывают число оттяжек, удерживающих трубопровод в створе от сноса течением реки.

Расстояние между оттяжками:

при двух пролетах

                       (2.50)

при трех пролетах

                       (2.51)

при четырех и большем числе пролетов

                                      (2.52)

здесь  - расчетное сопротивление трубной стали;  – интенсивность воздействия гидродинамического потока на трубопровод,

                                        (2.53)

 – коэффициент, зависящий от отношения длины трубопровода  к диаметру, при  - проекция смоченной поверхности трубопровода на вертикальную плоскость.

Определив расстояния  , находим прогиб трубопровода f:

для прибрежных пролетов

                            (2.54)

для русловых пролетов

                              (2.55)

Величина f должна быть не больше, чем половина ширины дна траншеи.