Билет 8

1. Строительство надземных трубопроводов и переходов трубопроводов через дороги.

Надземная прокладка трубопроводов — прокладка трубопроводов над уровнем земли на отдельных опорах или эстакадах различных конструкций на расстоянии от грунта не менее 0,2 м.

При пересечении участков трассы, сложенных пучинистыми или вечно-мёрзлыми просадочными грунтами, для уменьшения теплового воздействия на грунт трубопровод укладывают на теплоизолирующий слой. Метод сооружения надземных трубопроводов зависит от его конструктивных решений.

При строительстве незаглубленного трубопровода, если необходимо, сооружаются подсыпка, лежневая выстилка. Трубопровод сваривается в нить и укладывается на подготовленное основание. Направляющие и неподвижные упоры и опоры в зависимости от их конструкции монтируются до или после укладки трубопровода на основание. Изоляционные работы производятся до укладки трубопровода на основание. Основание чаще сооружается насыпным способом и реже гидронамывным.

При сооружении полузаглубленного трубопровода вначале отрывается траншея требуемой глубины. После этого трубопровод сваривается в нить, изолируется и укладывается в траншею и, если необходимо, обваловывается.

Земляные работы

Земляные работы при сооружении надземных трубопроводов на трассах производят, как правило, в незначительных объёмах по срезке или подсыпке грунта при переходе к другому виду прокладки, на подходах к рекам, для выравнивания поверхности, подготовки оснований под большие опоры и т. д.

Монтажные работы

Трубопровод сваривают в единую нить и монтируют на ранее установленные опоры трубоукладочной колонной. Возможен монтаж трубопровода на опорах отдельными секциями длиной 12-36 м. Укладка надземных трубопроводов на опоры производится в соответствии c графиком «температура трубопровода — перемещения». Ha трубопроводах больших диаметров регулировка опорных частей производится по расчётной нагрузке c помощью динамометров. Монтаж гасителей колебаний в зависимости от их конструкции производится до или после нанесения антикоррозионной изоляции и монтажа теплоизоляции.

Изоляционные работы

Изоляционные работы проводят, как правило, после монтажа трубопровода за исключением случая применения труб c заводской изоляцией.

Ha надземных трубопроводах, предназначенных для транспортировки продукта c заданной температурой, предусматривают защиту трубопровода теплоизоляционные покрытием, охлаждение или подогрев (в т. ч. попутный) транспортируемого продукта.

На переходах нет необходимости в устройстве теплоизоляции при транспортировке газа, нефтепродуктов и нефти, вязкость которых увеличивается с понижением температуры, поскольку протяжённость надземных участков обычно относительно невелика и температура транспортируемого продукта за время прохождения по открытому участку трубопровода изменяется мало. При большой протяжённости открытых участков нужно обязательно проверять влияние изменения температуры транспортируемого продукта не только на режим работы самого трубопровода, но и на работу компрессорных и насосных станций.

Заключительные работы

Заключительными этапами сооружения трубопроводов являются:

• очистка внутренней полости;

• испытания на прочность;

• герметичность.

Виды прокладки

Надземная прокладка трубопроводов производится как система без компенсации, так и c компенсацией перемещений, возникающих при изменении температуры трубы и давления транспортируемого продукта. Прямолинейная прокладка без компенсации продольных перемещений предусматривает жёсткое закрепление трубопровода на каждой опоре. Трубопроводы без компенсации, как правило, имеют небольшие протяжённость, диаметр и температурный перепад.

При надземной прокладке трубопроводов применяют:

• балочные системы;

• прямолинейная прокладка без компенсации продольных деформаций — простейшие однопролётные переходы; многопролётные системы на жёстких опорах; многопролётные системы по земляным опорам;

• прокладка трубопроводов с самокомпенсацией продольных деформаций — однопролётные консольные переходы; многопролётные системы с Г, П, Z-образными трапецеидальными компенсаторами; системы с линзовыми и сальниковыми компенсаторами;

• прокладка трубопроводов с изломами в виде «змейки» — с изгибом по кривой линии; в виде ломанной линии с криволинейными вставками;

• специальные эстакады;

• мосты.

Надземные трубопроводы прокладывают:

• незаглубленные — 0,2 Дн (расстояние от оси трубы до поверхности грунта);

• полузаглубленные — 0,6 Дн (расстояние от верха трубы до поверхности грунта).

Где Дн — наружный диаметр трубы.

Незаглубленные и полузаглубленные трубопроводы бывают:

• открытые (без обвалования);

• в насыпи;

• плавающие (на реках, озёрах, болотах).

Балочные системы

Балочные системы наиболее просты и дёшевы, расстояние между опорами газопроводов диаметром 530-1020 мм строятся до 40-65 м и даже более, поэтому большинство переходов через естественные препятствия могут быть перекрыты балочными конструкциями. Балочные конструкции являются самонесущими, лишь в отдельных случаях при перекрытии ими больших пролётов может потребоваться их усиление, которое производится за счёт наварки на трубы дополнительных элементов, установки шпренгелей и постановки наклонных вант.

В обычных условиях надземную прокладку трубопроводов производят без защитных кожухов, предохраняющих трубы от механических повреждений. Защитные кожухи применяют лишь на пересечениях трубопроводом дорог, а также при расположении трубопроводов вблизи дорог, населённых пунктов или в других случаях, вызванных особыми местными условиями. При заключении трубопровода в кожух величину пролётов, перекрываемых балочными системами, не всегда удаётся увеличить, так как трубопровод под нагрузкой работает как балка с защемлёнными в грунте концами, а кожух чаще всего — как балка со свободными концами.

Висячие трубопроводы

Висячие трубопроводы надземных переходов трубопроводов, в которых трубы подвешиваются к несущим элементам — канатам, вантам, цепям и т. п.; сооружаются при пересечении ущелий, водных и др. преград шириной более 50-60 м, однако, известны висячие трубопроводы c длиной пролёта до 200-400 м и даже более. Так, например, построен крупнейший висячий мост через Амударью в 1964 году в Евразии с возможностью пропуска автомобильной нагрузки под две нитки газопровода через реку Амударью (длина основного пролёта 390 м), соединяющий Хорезмскую область Узбекистана и Лебапский велаят (бывшую Чарджоускую область) Туркмении.

Различают висячие трубопроводы:

• гибкие;

• вантовые;

• в виде провисающей нити.

Гибкие висячие трубопроводы выполняются c помощью подвесок, прикрепляемых к одному или нескольким несущим канатам, перекинутым через пилоны. Одноцепной вариант системы обладает малой жёсткостью и при динамических воздействиях легко приходит в колебательное движение; более жёсткой является двухцепная система. B вантовых висячих трубопроводах для крепления используют наклонные канатные оттяжки — ванты или канатные фермы.

B таких схемах все элементы, как правило, работают только на растяжение и образуют геометрически неизменяемую систему. Висячие трубопроводы, выполненные по этой схеме, обладают значительно большей вертикальной жёсткостью, чем гибкие. Висячие трубопроводы в виде провисающей нити сооружаются на пилонах или без них.

Эта система наиболее экономична, но обладает наименьшей жёсткостью. B ней металл труб напряжён значительно больше, чем в гибких и вантовых системах, и возникают большие колебания под воздействием ветрового потока. Сооружаются также комбинированные системы, например, одноцепные гибкие c дополнительными наклонными вантами.

Висячие трубопроводы (всех систем) могут быть одно- и многопролётными c одинаковыми и разными по длине пролётами. При разной длине пролётов усилия в несущих канатах (вантах) во всех пролётах примерно одинаковые, что достигается выбором определённого соотношения между высотой пилонов и стрелой провисания канатов: при коротких пролётах отношение стрелы провисания к длине пролёта меньше. Это отношение обычно в пределах 1/6...1/14. Усилия, возникающие в несущих канатах, воспринимаются анкерными опорами. При пролётах небольшой длины, горизонтальные составляющие усилий в канатах, могут восприниматься самим трубопроводом.

Пилоны висячих трубопроводов выполняются:

• жёсткие;

• заделанные в опоры (обычно c подвижными опорными частями для крепления канатов);

• гибкие, жёстко связанные c опорами (c неподвижным креплением канатов к вершинам опор);

• качающиеся, шарнирно соединённые c опорами, c неподвижным креплением канатов к вершинам опор.

Сооружают пилоны из металлических профилей сплошного сечения либо в виде плоских или пространственных решётчатых ферм из железобетонных элементов. Oпоры под пилоны и для крепления несущих и ветровых канатов чаще всего выполняют из железобетона. Ha переходах висячих трубопроводов обычно устраивают смотровые мостики для обслуживания трубопровода во время эксплуатации и при ремонте. Ha висячих трубопроводах без мостика осмотр и ремонтные работы производятся c перемещающейся по монорельсу смотровой тележки.

B висячих трубопроводах c относительно небольшой длиной пролётов нет необходимости в оттяжках или канатах для обеспечения горизонтальной жёсткости пролётных строений. При пролётах длиной 80 м и более необходимо увеличение поперечной жёсткости пролётных строений, для чего устраивают горизонтальные фермы, используя элементы эксплуатационного мостика. Парные несущие канаты на пилонах располагают на расстоянии нескольких метров, и к ним крепят трубопровод c помощью наклонных подвесок или специальных ветровых канатов. Ветровые канаты и оттяжки располагают по обе стороны висячих трубопроводов и крепят к специальным анкерным опорам или к тем же опорам, что и несущие канаты, c помощью специальных консольных выносов на пилонах. Отношение стрелы провисания ветровых канатов к длине пролёта обычно в пределах 1/12...1/24. Несущие и ветровые канаты для регулирования их длины в местах крепления к опорам снабжаются специальными устройствами (талрепами, винтовыми приспособлениями и др.); длина подвесок и растяжек регулируется талрепами.

Плавающий трубопровод

При сооружении плавающих трубопроводов на сильно обводнённых болотах сначала сооружается траншея или канал (экскаватором или взрывным способом). Трубы свариваются в секции, которые укладываются в траншею c водой укладочной колонной, либо протаскиваются по каналу при помощи лебёдок.