8.8 Розрахунок висячих систем переходів трубопроводів

8.8.1 Визначення навантажень на висячі системи переходів і розрахунок трубопроводів

Висячі переходи трубопроводів розраховують на навантаження не згідно [ ]. При визначенні власної ваги враховують вагу експлуатаційного містка, підвісок, кріплень, тросів, інших елементів. При розрахунку всього переходу і елементів експлуатаційного містка обов’язково враховують снігове навантаження, а також приймають у розрахунку тимчасове експлуатаційне навантаження . Останнє для елементів містка може бути визначальним, оскільки його величина складає 1…2∙10³ Н/м² настилу (вага бригади з обладнанням) і поширюється по довжині на 8-12 м. При ремонтних роботах зимою сніг з настилу зчищують, тому у сумарне розрахункове навантаження на канати і пілони тимчасове навантаження можна не враховувати, або враховувати наполовину.

У випадках, коли перехід немає містка, у розрахунках приймають навантаження від люльки з людьми в ній і обладнанням (4000-6000 Н), зосереджене на певній ділянці.

На великих висячих переходах, особливо в гірській місцевості, необхідно враховувати швидкісний напір вітру на основі даних найближчих метеостанцій. За даними спостережень, швидкісний напір вітру приймають:

, Н/м² ,

де v − найбільша швидкість вітру за даними спостережень в м/с.

Тиск вітру на елементи настилу, пілони та інші деталі переходу приймають як при розрахунку будівельних конструкцій згідно СНиП [ ]. На вертикальні і відхилені від вертикалі більше ніж на 30º поверхні аеродинамічний коефіцієнт к приймають: на крайні поверхні і проміжні поверхні, що піднімаються з повітряної сторони +0,8; і завітряної сторони -0,6; на проміжні поверхні з повітряної сторони +0,4; із завітряної сторони -0,4.

При нерівномірній зміні температури елементів висячих переходів, в них можуть виникнути додаткові напруження, а також деякі деформації (прогини, викривлення у плані, нахили пілонів і т.п.). Розрахункова температура металевих конструкцій у зимовий період дорівнює мінімальній температурі повітря, а влітку вона перевищує розрахункову температуру повітря, в залежності від кольору пофарбування, на 20-50 %.

Температура металу стілок труб залежить від району будівництва, віддалі переходу від компресорної станції, глибини залягання трубопроводу на підземній ділянці, наявності інших надземних ділянок трубопроводу, довжини переходів, характеру і кольору ізоляцій.

На переходах газопроводів до 720 мм довжиною до 1 км, розташованих у середній смузі більше ніж у 30-40 км від компресорних або насосних станцій, температура стінок труб буде відрізнятися від температури ґрунту на рівні вісі трубопроводу приблизно на 5-10ºС і в робочому стані трубопроводів може приймати зимою мінус 10 ºС і літом плюс 30 ºС.

У газопроводах, прокладених у північних районах, температура газу в зимовий період може бути значно нижчою - 10ºС. При надземному прокладанні великої протяжності, газ може мати температуру навколишнього середовища, тобто в районах Крайньої Півночі температура газу може знижуватися до мінус 40ºС і нижче.

При визначенні найбільш невигідного випадку треба мати на увазі можливу найбільшу різницю між температурою повітря і ґрунту в різні періоди року.

Трубопровід розраховують як нерозрізну балку на пружно податливих опорах-підвісках. Без значної похибки згинальний момент можна визначити за формулою

, (8.1)

де q – повне розрахункове навантаження на трубопровід; l – віддаль між підвісками.

Напруження від відпору компенсаторів малі і їх можна не враховувати. При наявності компенсаторів, напруження перевіряють за формулою:

, (8.2)

де − кільцеві напруження у трубопроводі від внутрішнього тиску; − напруження від згину; R₂ – розрахунковий опір матеріалу труби, виходячи з його границі міцності.

Якщо на трубопровід передаються зусилля від тросів (у вантових системах і при закріпленні за трубопровід відтяжок несучих і вітрових канатів), то ці зусилля повинні враховуватися.

При передаванні на трубопровід стискальних зусиль, його необхідно розраховувати на поздовжнє стискування зі згином у вертикальній площині та втрату стійкості із площини прогону без врахування розтягувальної сили від внутрішнього тиску. При розрахунку приймають до уваги можливе відхилення трубопроводу від прямої.

Перила на експлуатаційному містку розраховують на горизонтальний тиск, прикладений до поручні, рівний 750 Н/м.