8.4 Зигзагоподібна прокладка трубопроводів у вигляді «змійки»

Для компенсації поздовжних деформацій трубопроводи можна прокладати криво лінійно у вигляді пологої дуги (рис.8.6, а) або двох прямих ділянок, направлених одна до одної під кутом з криволінійним спряженням (рис. 8.6, б).

а – криволінійне прокладання трубопроводів; б – прокладання у вигляді ломаної лінії; в – зигзагоподібне прокладання у вигляді «змійки»;

г – криволінійна «змійка»; f – стрілка згину трубопроводу; l – відстань між опорами (розрахунковий проліт трубопроводу); L – відстань між нерухомими опорами

Рисунок 8.6 – Схеми криволінійної прокладки надземних переходів

Такий метод прокладання можна застосовувати при довжині відкритих ділянок до 180-240 м, коли число прогонів не перевищує шести – восьми.

При більшій довжині раціонально застосовувати зигзагоподібну прокладку трубопроводу у плані у вигляді горизонтальної «змійки» (рис.8.6, в, г) з віддалю між нерухомими опорами 120-260 м. У вершинах хвиль вварюють коліна, зігнуті радіусом, рівним 5-40 діаметром труб. Трубопроводи малого діаметра можна прокладати «змійкою» за рахунок пружного згину.

При зигзагоподібній прокладці трубопровід, із-за зміни температури переміщується не тільки у поздовжньому, скільки у поперечному напрямку, на що повинні бути розраховані рухомі опори. Нерухомі опори ставлять по одній на кожну півхвилю. Максимальне переміщення вершин півхвиль, при їх довжині 160-200 м і стрілці 10-15 м (0,075), складає 40-50 см.

При прокладанні трубопроводу у вигляді «змійки» довжина його виходить меншою, ніж прямолінійній з П – і Г – подібними компенсаторами. При відношенні стрілки півхвилі «змійки» f до її довжини L f/L=0,075, видовження трубопроводу проти прямої складає приблизно 1 %. Перевагою зигзагоподібної прокладки є також те, що трубопроводу можна очищення «їжаком».

Монтувати трубопровід при зигзагоподібній прокладці зручніше з наперед зварених прямих секцій, довжина яких дорівнює віддалі між кутовими вставками – колінами. Підготовлені секції укладають на опори у потрібне положення, після чого вварюють коліна і трубопровід закріплюють на нерухомих опорах.

Берегові опори у більшості випадків або не облаштовують взагалі, або монтують у виді розподілення залізобетонних плит. В дуже рідких випадках облаштовують будь які інші опори, наприклад: свойні, масивні.

8.5 Прямолінійне прокладання трубопроводів зі слабозігнутими ділянками

Застосування П – подібних, трапецієвидних і інших окреслень компенсаторів призводить до збільшення гідравлічного опору трубопроводу і до перевитрат труб. При прокладанні «змійкою», для забезпечення компенсації деформацій, трубопровід повинен бути розташований вище рівня снігового покрову, що викликає труднощі при монтажі трубопроводу і збільшує розмір опор.

У ВНИИСТ розроблена система прокладання трубопроводу, що володіє більшою надійністю і економічністю у порівнянні з іншими системами надземної прокладки.

Трубопровід складається з прямолінійних ділянок, що укладені на поздовжньо рухомі (направляючі) опори, які дозволяють переміщуватися трубопроводу тільки у поздовжньому напрямку і компенсуючи (слабозігнутих) ділянок, укладених на вільно рухомі опори, що дозволяють трубопроводу переміщуватися у горизонтальній площині в любому напрямку. При цьому зигзагоподібні ділянки, як правило, розміщують з однієї сторони від вісі трубопроводу (рис.8.7).

а – трикутним: 1 – нерухома опора; 2 – поздовжньо рухома опора; 3 – вільно рухома опора; б – чотирьохгранним;

в – криволінійним; г – криволінійним на семи вільно рухомих опорах; д – трикутним на семи вільно рухомих опорах;

е – трикутним на п’яти вільно рухомих опорах

Рисунок 8.7 ­– Схеми прямолінійної прокладки трубопроводів із слабо зігнутими ділянками

Компенсуючі ділянки слід суміщувати з місцями повороту траси у плані і у вертикальній площині. Слабозігнута ділянка може розташовуватися у горизонтальній або похилій площині в залежності від рельєфу місцевості, однак переважно вище рівня снігового покриву. Компенсуючі ділянки можуть бути зварені з прямих труб і кутових вставок, або криволінійних труб. Форма компенсуючої вставки може бути любою, проте найбільш простою є трикутна.

При збільшенні довжини трубопроводу, прямолінійні ділянки переміщуються від нерухомої опори вздовж осі у сторону зігнутої ділянки, вершина якої при цьому збільшується в сторону від вісі трубопроводу, через що і проходить компенсація деформацій. При скороченні трубопроводу його зміщення відбувається у протилежному напрямку.

Поздовжньорухомі (направляючі) опори можуть бути ковзаючими, катковими, на підвісках і інших конструкцій.

Вільнорухомі опори можуть бути ковзаючими (плитні, на земляних призмах), на підвісках, у вигляді шарнірних стійок.

Система надземної прокладки трубопроводу із слабозігнутими вставками має ряд переваг у порівнянні з відомими рішеннями. Вана може застосовуватися для трубопроводів високого тиску і дозволяє отримувати економію труб у порівнянні зі «змійкою» на 1,5-2 %, а у порівнянні з надземною прокладкою з П - подібними компенсаторами на 6-9 %.