5.1.1. Нагрузки от собственного веса трубопровода
Вертикальная нагрузка от собственного веса трубы с интенсивностью:
,
где 
- приведенная площадь поперечного
сечения оболочки трубы с учетом
установленных колец жесткости, в проекте
принимается
;
- удельный вес стали,
.
.
.
Осевая сила, действующая на оболочку:
,
Нормальная составляющая равномерно распределенной нагрузки:
,
.
Считается, что нагрузки от собственного веса действуют на анкерную опору в пределах 5D трубопровода, ≈20м с одной и с другой стороны от анкерной опоры.
5.1.2. Нагрузки от веса воды, заполняющей трубопровод
Вес заключенной в трубопроводе воды вызывает поперечный изгиб трубы как балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью:
,
где 
- удельный вес воды;
- внутренний диаметр трубопровода.
,
Нормальная составляющая:
Осевая составляющая веса воды не учитывается как самостоятельная сила.
5.1.3. Нагрузки от внутреннего давления воды
Внутреннее давление воды:
.
Расчетный Нр внутренний напор определяется как сумма статического напора и гидродинамического повышения напора в конце участка.
.
Осевое усилие от давления на торец компенсатора:
,
где 
- наружный диаметр патрубка компенсатора;
- толщина патрубка компенсатора,
Осевая сила, действующая при изменении диаметра трубопровода:
,
где 
- диаметр трубопровода на участке до
анкерной опоры;
- диаметр трубопровода на участке после
анкерной опоры;
,
Осевые силы, действующие на оболочку слева и справа от криволинейного участка трубопровода:
,
,
5.1.4. Нагрузки от движения воды в трубопроводе
Центробежная сила:
При изменении направления оси трубопровода участок трубопровода испытывает действие центробежных сил от движущейся по закруглению воды. Эта сила равна:
,
где Q – расход воды через трубопровод, Q=100м3/с.
Осевая сила трения воды о трубопровод.
,
где 
- коэффициент шероховатости,
.
5.1.5. Реактивные силы, связанные с трением
Сила трения в компенсаторе:
,
где - наружный диаметр патрубка компенсатора;
- длина уплотнения сальника,
;
- коэффициент трения стали сальникового
компенсатора,
.
Сила трения в промежуточных опорах:
,
где
- коэффициент трения для катковых
промежуточных опор,
.
Для определения нагрузок, передаваемых оболочкой трубопровода на анкерную опору, необходимо векторно сложить все перечисленные усилия, т.е. найти результирующую силу.
В таблице представлены силы по группам (направлениям действия) для случая повышения и понижения температуры. Группы этих сил и их результирующие представлены на чертеже.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При повышении температуры |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При понижении температуры |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина результирующей силы при повышении температуры равна:
R=842тс
Величина результирующей силы при понижении температуры равна:
R=808тс
Условие устойчивости анкерной опоры на сдвиг:
,
где 
- коэффициент надежности (
);
- коэффициент условий сочетания нагрузок,
для основного вида сочетания нагрузок
;
- проекция результирующей силы на
плоскость основания анкерной опоры (в
данном случае – горизонтальная
составляющая R);
- вертикальная составляющая R;
- коэффициент трения опоры по основанию,
f=0,65;
- вес анкерной опоры;
- коэффициент сцепления бетона со скалой,
С=0,06МПа
- площадь основания опоры.
Объем бетона в анкерной опоре определен
по чертежу:
.
Вес анкерной опоры составляет:
.
Условие устойчивости анкерной опоры на сдвиг выполнено.