2.3 Проверка прочности трубопровода

Определив значение продольных напряжений по формуле (3), необходимо провести проверку прочности проектируемого участка трубопровода по условию формулы:

(7)

В случае если , то в трубопроводе возникают растягивающие осевые продольные напряжения и коэффициент , учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, принимается равным 1. При выполнении данного условия, завершается расчет на прочность участка трубопровода, и принимается рассчитанная по формуле (1) толщина стенки.

Если , то в трубопроводе возникают сжимающие осевые продольные напряжения. Следовательно, возникает необходимость в пересчете толщины стенки трубопровода по формуле (5) и (6). Далее рассчитать значения напряжений по формуле (3) и провести проверку прочности с учетом коэффициента , который определяем по формуле:

, (8) , (9)

Условие прочности выполняется, т.к.

3. Строительство перехода через искусственные препятствия

Категория автодороги – III. Количество полос движения -2. Ширина полосы движения -3,5 м. Интенсивность движения транспорта от 3000 до 7000 [5]

Материал покрытия – Асфальтобетон, таблица 22 [5].

3.1. Расчет кожуха.

Прокладка участков переходов трубопроводов через автомобильные дороги предусматривается в защитном футляре (кожухе), который является основной деталью перехода и предназначен для предохранения прокладываемого через него трубопровода от воздействия нагрузок, агрессивных грунтовых вод и блуждающих токов. На футляр действуют внешние нагрузки  вертикальное и боковое давление грунта q_гр.в и q_гр.б и давление от веса подвижного транспорта q_п.

Для трубы диаметром 720 мм принимаем кожух диаметром 1020 мм.

Рис.1. Схема к расчету футляра на прочность

Нагрузка от подвижного состава:

₍₁₀₎

где n_гр=1,2 – коэффициент надежности по перегрузке, зависит от веса грунта;

А – коэффициент, зависящий от глубины заложения в грунт защитного футляра. При глубине заложения 2 м А=0,4.

q – давление транспорта на единицу площади защитного футляра. Принимаем q = 4,18 т/м².

Ширина пролета естественного свода обрушения:

, (11)

где D_ф— наружный диаметр футляра, м;

— угол внутреннего трения грунта (для песка). Принимаем [1]

Высота грунта в пределах естественного свода обрушения, действующая на футляр:

(12)

где f _кр коэффициент крепости породы (для песка). Принимаем f _кр=0,5[1]

Определим расчетную вертикальную нагрузку на футляр:

(13)

где n_гр = 1,2 — коэффициент надежности по перегрузке;

γ_гр.– объемный вес грунта в естественном состоянии. (для песка). Принимаем γ_гр.=17 кН/м³ [1]

Определим расчетное боковое давление на футляр:

(14)

Определим поперечное усилие, действующее на футляр:

₍₁₅₎

где r_ф — радиус футляра.

Определим изгибающий момент, действующий на футляр:

₍₁₆₎

где c_пл— коэффициент учитывающий всестороннее сжатие футляра, с_пл=0,25.

Толщина стенки футляра:

(17)

Для прокладки трубопровода под дорогой принимаем кожух Ø1020×14.

Согласно [1], концы футляров, устанавливаемых на участках переходов газопроводов через автомобильные дороги III категорий, должны выводиться на 25 м от бровки земляного полотна. Таким образом длина футляра составляет:

L_к = 9 + 50 = 59 м.