13.3.2. Определение параметров технологии укладки трубопровода в траншею

Для определения оптимального числа групп трубоукладчиков выполняются специальные расчёты. Опыт показал, что оптимальное число групп равно трем при укладке трубопроводов любого диаметра (с учётом условий, что общего числа трубоукладчиков в колонне достаточно для объединения их в такие группы). При трех группах трубоукладчиков можно достичь предельного снижения напряжений изгиба в укладываемом трубопроводе. Дальнейшее увеличение числа групп уже не приводит к существенному снижению напряженного состояния.

При составлении расчетно-технологической схемы укладки изолированного трубопровода по упругоизогнутой линии (рис. 13.12) используется ряд положений и допущений.

Рис. 13.12. Расчётно-технологическая схема укладки трубопровода

Прежде всего, принимается, что все трубоукладчики в колонне объединены в три группы, расположенные в местах, обозначенных точками 1, 2 и 3. При этом суммарная нагрузка на каждую из групп равна соответственно К₁, К₂ и К₃, а расстояния L₁ и L₂ характеризуют взаимное расположение групп трубоукладчиков. Кроме того, считается, что опирание трубопровода на грунт дна траншеи описывается свойствами жесткой модели, а дискретность основания в месте опирания трубопровода на инвентарные лежки, расположенные на поверхности строительной полосы, не учитывается.

В качестве исходных данных для расчета (см. рис. 13.12, 13.13) принимаются следующие величины. Глубина траншеи h_т определяется как среднестатистическая величина для конкретных условий строительства. Технологическая высота подъема трубопровода h₁ в зоне работы последней (по ходу колонны) группы трубоукладчиков определяется «вписываемостью» контура троллейной подвески в очертания профиля траншеи. Высота лежек b выбирается, исходя из конкретных их размеров. Технологический зазор с устанавливается из условий беспрепятственного прохождения, т. е. без задевания за грунт, троллейных подвесок у трубоукладчиков головной группы (в точке 3). Диаметр катков или авиашин троллейной подвески d выбирается в соответствии с технической характеристикой используемой подвески.

Рис. 13.13. Схема поперечного перемещения трубопровода в процессе укладки

0, 1, 2, 3 и А – последовательные положения сечений укладываемого в траншею трубопровода

Кроме перечисленных исходных данных для расчета необходимо знать продольную (балочную) жесткость трубопровода EI, момент сопротивления поперечного сечения трубы W, вес единицы длины трубопровода q, а также грузоподъемность и устойчивость трубоукладчиков против опрокидывания.

На первом этапе расчета определяют высоту подъема трубопровода в точке 3 по формуле h₃ = c + d. Затем находят безразмерные параметры S и Р

S = 0,164 (h₃ – b) / h₁; (13.6)

Р = 0,164 (h₃ + h_т) / h₁. (13.7)

По значениям полученных параметров на диаграмме рис. 13.14 в семействе сплошных кривых находят сначала такую, которая совпадает по обозначению с полученным параметром S (или близка к нему), а затем из семейства пунктирных кривых такую, которая соответствует параметру Р. После этого находят точки пересечения этих кривых и определяют их координаты λ и η.

Как правило, имеются две точки пересечения, что означает возможность получения двух решений поставленной задачи. Поэтому дальнейший расчет следует выполнять по обоим вариантам и лишь на окончательной стадии выбрать предпочтительный в технологическом отношении.

Далее определяют длину пролета l₁ по формуле

l₁ = 2,46(Е I h₁)^1/4/ q. (13.8)

Затем находят расстояния L₁ и L₂, которые характеризуют взаимное расположение групп трубоукладчиков:

L₁ = λ l₁; L₂ = η l₁. (13.9)

Для нахождения длины пролета L₄ можно воспользоваться соотношением L₄ = 0,8 l₁.

Рис. 13.14. Диаграмма для определения коэффициентов λ и η при расчёте рационального размещения трубоукладчиков при перемещении трубной плети

Нагрузки, приходящиеся на каждую группу трубоукладчиков, определяют по формулам

К₁ = (0,586 + 0,5 λ) ql₁;

К₂ = (λ + η) 0,5 ql₁; } (13.10)

К₃ = (0,812 + 0,8η) ql₁ / 1,6.

Расстояние между трубоукладчиками одной группы обычно принимается равным 8 – 15 м. Высота подъёма трубопровода в средней части колонны в точке 2 (см. по рис. 13.10) может быть определена по эмпирической формуле

h₂ = 6,09 [0,414 (λ +1)³ + (0,586 + 0,5λ) λ³ – 0,25(λ + 1)⁴]h₁. (13.11)

Работы по перемещению трубоукладчиками трубных участков осуществляется после проверки и контроля сварных стыков.