8.1 Основні конструктивні схеми, що застосовують при

надземній прокладці трубопроводів

При проектуванні надземних трубопроводів дуже важливо правильно вибрати схему прокладання і раціонально сконструювати перехід з врахуванням місцевих умов (ґрунтових, наявності будівельних матеріалів, трудових ресурсів, водного режиму). Від цього залежать не тільки матеріальні і трудові затрати, але і загальна вартість споруди, а також терміни спорудження та умови експлуатації.

У звичайних умовах надземне прокладання трубопроводів здійснюють без захисних кожухів, які захищають труби від механічних пошкоджень, а також без теплоізоляції. Захисні кожухи інколи застосовують на перетинах трубопроводом доріг, а також при розташуванні трубопроводу поблизу населених пунктів, доріг і в інших випадках, коли це викликано особливими місцевими умовами.

Треба мати неувазі, що трубопровід в кожусі під навантаженням працює як балка із защемленими кільцями у ґрунті, а частіше всього – як балка з вільними кільцями.

На подібних переходах, як правило, теплоізоляція непотрібна не тільки при транспортуванні газу, але і нафти і нафтопродуктів, в’язкість яких збільшується зі зниженням температури, коли протяжність наземних ділянок відносно невелика, оскільки температура транспортованого продукту за час проходження по відкритих ділянках трубопроводу мало зміцнюється.

Балкові системи, що рекомендується застосовувати при надземній прокладці трубопроводу, можна поділити на наступні типи.

1 Прямолінійна прокладка без компенсації поздовжних деформацій (прості однопрогінні переходи; багатопрогінні системи по земляних дамбах).

2 Прокладка трубопроводів із само-компенсацією поздовжних деформацій (однопрогінні консольні переходи, багатопрогінні системи з Г – . П –. Z –. І Л – подібними, трапецевидними, трикутниковими компенсаторами; системи з лінзовими і сальниковими компенсаторами).

3 Прокладка трубопроводу зі зломами у вигляді «змійки» (зі згином по кривій лінії; у вигляді ломаної лінії з криволінійними вставками).

4 Прямолінійна прокладка зі слабо зігнутими ділянками (прямолінійні ділянки на поздовжньо-рухомих опорах і слабо зігнуті на вільно рухомих опорах).

5 Паралельна прокладка з нахиленими компенсуючи ми ділянками.

Балкові конструкції є само несучими, і тільки в окремих випадках, при перекриванні ними великих прогонів, може виникнути потреба у їх підсиленні, яке здійснюється за рахунок прикріплення до труб додаткових елементів, встановлення шпренгелів і постановка похилих вант.

8.2 Прямолінійна прокладка без компенсації поздовжніх

деформацій

Найбільш простими і найпоширенішими у трубопровідному будівництві є однопрогінні переходи без компенсації поздовжніх деформацій. При досить стійких ґрунтах в місцях перетину невеликих ярів і річок трубопровід прокладають прямолінійно, без облаштування спеціальних опор в місцях виходу його з ґрунту. При слабких ґрунтах, нестійких відкосах і максимальних розрахункових прогонах, у місцях виходу трубопроводу з ґрунту, облаштовують опори у вигляді залізобетонних плит (рис.8.1).

1 – залізобетонна плита; 2 – подвійна опора; 3 – насип;

4 – масивні стовпи

Рисунок 8.1 – Різні випадки використання прямолінійних балкових схем переходів без компенсації поздовжніх деформацій

Трубопровід укладають зверху плит на шарі піску товщиною 10-15 см.

Розрахункову довжину відкритої ділянки трубопроводу при відсутності опорних плит встановлюють в залежності від щільності ґрунту у місці виходу трубопроводу з землі та стійкості відкосів, що дорівнює прогону плюс 1-3 м.

При можливості розмиву відкосів або берегів, прогін повинен додатково зменшуватися проти розрахункового на величину очікуваного розмиву. У тому випадку, коли під трубопровід, в місцях його виходу з ґрунту, укладають залізобетонні плити, розрахунковий прогін приймають рівним віддалі між центрами плит. Двох і чотирьох прогінні переходи споруджують аналогічно однопрогінним. Проміжні опори в цьому випадку розраховують як на поздовжні зусилля, так і на сили, що діють перпендикулярно до вісі переходу.

Величину розрахункових прогонів одно-чотирьох прогінних переходів (із защемленими кінцями) назначають в залежності від діаметра труб, товщини їх стінки і марки сталі. Її приймають рівною 20-50 м на газопроводах і 15-35 м на продуктопроводах діаметром 525-1420 мм.

Розрахункову величину проміжних прогонів приймають рівною віддалі між центрами опорних частин. Розрахункова довжина крайніх прогонів встановлюється від центра опорної частини проміжної опори до центра опорної плити, або, якщо трубопровід укладений без плит, то до початку опирання його на ґрунт плюс 1-3 м.

У трьох – і чотирьохпрогонних схем крайні прогони назначають трохи меншими середніх.

Схеми, що застосовують, можуть бути симетричними і несиметричними, з рівними і нерівними один від одного прогонами. Розташовують трубопроводи в залежності від рельєфу місцевості горизонтально або похило. На рис.8.1 наведені різні схеми прямолінійних балкових систем переходів без компенсації поздовжних деформацій.

При прямолінійній прокладці можливе використання і земляних опор у вигляді відсипок, наскрізь яких проходить трубопровід (рис. 8.2 ).

а – на щільному ґрунті; б – болотах при занурення до щільного ґрунту; в – на болотах на піщаних звоях

Рисунок 8.2 – Застосування ґрунтових опор при прямолінійній прокладці трубопроводу без компенсації поздовжніх деформацій

В окремих випадках на одному переході допускається використання різних типів опор. Ґрунтові опори використовують на поймах рік з невеликими швидкостями течії води і болотах. На болотах з малою несучою здатністю насип виконують на підстилаю чому мінеральному ґрунті (рис. 8.2, б), або на піщаних своях і піщаній подушці (рис. 8.2, в).

Прямолінійне прокладання трубопроводу без компенсації поздовжних деформацій застосовують і при числі прогонів більше трьох – чотирьох, тобто при довжині відкритої ділянки 60-80 м, однак при цьому повинна звертатися увага на прямолінійність прокладання трубопроводу і на надійність опор.