Проверка обшей устойчивости трубопровода в продольном направлении

Проверку общей устойчивости трубопровода в продольном направлении в плоскости наименьшей жесткости системы следует производить из условия:

; (33)

где S - эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода, Н или МН;

N_кр — продольное критическое усилие, Н или МН, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода.

Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S следует определять от расчетных нагрузок и воздействий с учетом продольных и поперечных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики. В частности, для прямолинейных участков трубопровода и участков, выполненных упругим изгибом, при отсутствии компенсации продольных перемещений, просадок и пучения грунта S определяется по формуле:

, (34)

где град; (35)

F- площадь поперечного сечения трубы:

м²; (36)

Для прямолинейных участков подземных трубопроводов в случае пластической связи трубы с грунтом продольное критическое усилие находится по формуле:

, Н или МН; (37)

где Р₀ - сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины;

J- осевой момент инерции металла трубы, определяется по формуле:

м⁴; (38)

q_верт - сопротивление вертикальным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины, обусловленное весом грунтовой засыпки и собственным весом трубопровода, отнесенное к единице длины, Н/м:

. (39)

Сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины определяется по формуле:

; (40)

Расчетные характеристики уплотненных влажных грунтов Средней полосы России

Таблица 1

Грунт	, градус	fгр=tg	сгр, кПа	γгр, кН/м³
Гравелистый песок Песок средней крупности Мелкий песок Пылеватый песок Супеси Суглинки Глины Торф	3640 3338 3036 2834 2125 1722 1518 1630	0,70,8 0,650,75 0,60,7 0,550,65 0,350,45 0,30,4 0,250,35 0,30,5	02 13 25 27 412 620 1240 0,54	25,5 23,0 21,2 20,5 19,7 19,0 16,8 7,0

1. Коэффициент постели грунта при сжатии

Таблица 2

Грунт	k0, МН/м3	Грунт	k0, МН/м3
Торф влажный Плывун Глина размягченная Песок свеженасыпанный	0,51,0 15 15 25	Песок слежавшийся Глина тугопластичная Гравий	530 550 1050

где С_гр, кПа - коэффициент сцепления грунта (табл.1); Р_гр - среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом;

_гр , - угол внутреннего трения грунта (табл.1)

Среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом вычисляется по формуле:

; (41)

где n_гр=0,8 - коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта;

γ_гр, кН/м³ -удельный вес грунта (табл.1);

h₀, м - высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до поверхности грунта или глубина заложения трубопровода;

q_тр —расчетная нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом:

; (42)

Нагрузка от собственного веса металла трубы, Н/м:

; (43)

где n_св = 0,95 - коэффициент надежности по нагрузкам при расчете на продольную устойчивость и устойчивость положения;

γ_м - удельный вес металла, из которого изготовлены трубы, для стали γ_м=78500 Н/м³

Нагрузка от собственного веса изоляции для подземных трубопроводов:

; (44)

или ; (45)

Рассчитывать по формуле 44

где K_ип= K_об=2,30 - коэффициент, учитывающий величину нахлеста для двухслойной изоляции;

δ_и, мм, ρ_ип,кг/м³ —соответственно толщина и плотность изоляции; δ_об, мм, ρ_об, кг/м³ - соответственно толщина и плотность оберточных материалов (табл.3) и [2, табл.4.5].