8.8.5 Розрахунок вітрових відтяжок

Вітрові відтяжки, як і вітрові линви, встановлюють у горизонтальній або трохи похилій площині з обох сторін трубопроводу під різними кутами до його вісі. Кількість відтяжок невелика – дві – шість з кожної сторони (рис. 8.17,а).

а – вітрових линви; б –визначення зусиль в підвісках

Рисунок 8.17 – Розрахункові схеми

Вітрові відтяжки майже завжди закріплюють за самостійні анкерні опори, проте можливо і обпирання їх на кінці вітрових виносів біля пілонів і закріплення в тих самих анкерних опорах, що і несучі линви. Зусилля у трубопроводі і відтяжках знаходять так само, як і в несучих радіальних вантах від вертикального навантаження. Вертикальне навантаження, розподілене рівномірно по довжині трубопроводу, передається у вигляді зосереджених сил у вузли кріплення відтяжок. В кожен вузол кріплення передається вітрове навантаження з половини довжини вітрових прогонів. Якщо віддаль між місцями кріплення відтяжок однакова, то в кожному вузлі кріплення прикладені одинакові навантаження

. (8.71)

Працюють тільки відтяжки, розташовані з навітряної сторони.

Розтягуюче зусилля у відтяжках

; , (8.72)

де і – кут нахилу відтяжок до вісі трубопроводу.

В місцях кріплення відтяжок на ділянку трубопроводу, розташовану від місця кріплення відтяжок до середини прогону, передаються розтягувальні сили:

; . (8.73)

Таким чином, від вітрового навантаження у трубопроводі виникають розтягувальні напруження

, (8.74)

де – площа поперечного перерізу трубопроводу.

У вузлах приєднання відтяжок виникають згинальні моменти М_В, що дорівнюють величині сили ( , або ), помноженої на ексцентриситет її прикладання е, тобто на віддаль від місця закріплення до вісі трубопроводу

; . (8.75)

Додаткові напруження в трубопроводі від цих моментів:

; , (8.76)

де ­ – момент опору поперечного перерізу труби.

Навантаження від згину і сумуються з напруженнями від поперечного згину трубопроводу під дією вітрового навантаження на ділянці між відтяжками. Згинальний момент від вітрового навантаження визначається як для нерозрізної балки з прогонами, рівними . Приблизно він рівний

. (8.77)

Відтяжки, як і вітрові линви, натягують на 50 % максимального розрахункового зусилля [ див. формулу (8.62)].

8.9 Розрахунок деталей конструкцій висячих систем переходів трубопроводів

8.9.1 Розрахунок підвісок несучих линв

Вертикальні підвіски у висячих системах переходів трубопроводів розраховують на зосереджене навантаження від ваги трубопроводу і елементів конструкцій, а також на навантаження від обледеніння і снігу. При цьому враховують тимчасове експлуатаційне навантаження. Навантаження збирається з примикаючи до підвіски панелей. При віддалі між панелями с і сумарному рівномірно розподіленому навантаженні q сила, що прикладена до підвіски

. (8.78)

При прикладанні зосередженого тимчасового експлуатаційного навантаження від ваги люльки Р_В сила, прикладена до підвіски,

. (8.79)

Зусилля в вертикальних підвісках дорівнює прикладеній до них силі, тобто:

. (8.80)

Зусилля в вертикальних підвісках дволанцюгових і інших вантових системах визначається методом вирізання вузлів (рис.8.17,б). Частіше найбільше зусилля виникає у крайніх підвісках, розташованих біля пілонів, проте повинні бути провірені зусилля і в інших підвісках. Переріз усіх підвісок підбирають за найбільшими зусиллями.

Вирізаючи вузол закріплення підвісок до линви і проектуючи зусилля в елементах троса і на вісь підвіски (вертикальну), отримуємо рівняння рівноваги

, (8.81)

звідки зусилля у підвісці

. (8.82)

Зусилля в елементах вертикального ланцюга дволанцюгової системи і аналогічних вантах інших систем дорівнюють розпору даного ланцюга, поділеному на косинус кута нахилу елемента, що розглядається, до горизонту, тобто:

; . (8.83)

Площа «нетто» перерізу підвісок визначається в усіх перерізах з умови роботи їх на розтяг:

, (8.84)

де R – розрахунковий опір сталі підвіски.

Аналогічно розраховують розтяжки вітрових канатів, направлені перпендикулярно до вісі трубопроводу.