Tipovye_raschyoty_pri_sooruzhenii_i_remonte

Определив необходимые подъемные усилия, подбираем марку крановтрубоукладчиков с помощью зависимости:

где Кдоп – допускаемое вертикальное усилие на крюке трубоукладчика; κн.г – коэффициент надежности по грузоподъемности, учитывающий неровный рельеф местности, κн.г=0,9; Муст – номинальный момент устойчивости трубоукладчика, указываемый в паспорте; а – вылет стрелы, является переменным и изменяется от минимального у первого по ходу работ трубоукладчика К3:

Если усилие К1, К2 или К3 превышает Кдоп, следует увеличить число трубоукладчиков в группе до двух, а иногда и до трех.

3.8.3. Расчет напряженного состояния трубопровода при раздельном способе укладки

При раздельном способе ведения изоляционно-укладочных работ, когда они выполняются в два приема (вначале изоляции на бровке, затем укладка заизолированного трубопровода в траншею), первоначальная расчетная схема симметрична (рис.3.30).

В расчете принято, что высота подъема трубопровода h1 равна высоте подъема изоляционной машины.

Весь приподнятый над землей участок трубопровода можно рассматривать как неразрезную многопролетную балку, в которой имеются два

крайних пролета l1 и средняя зона, заключенная между крайними трубоукладчиками. При подъеме трубопровода одним, двумя или тремя кранами-трубоукладчиками наиболее нагруженными являются сечения трубопровода в точках его подъема крайними трубоукладчиками. При

239

использовании четырех и более кранов-трубоукладчиков наиболее нагруженными становятся сечения в крайних пролетах.

Рис.3.30. Расчетные схемы симметричного подъема трубопровода:

а – двумя трубоукладчиками; б – тремя трубоукладчиками; в – четырьмя трубоукладчиками; К1, К2 – усилия, развиваемые трубоукладчиками; R1, R2 – опорные вертикальные реакции; qтр

– нагрузка от собственного веса трубопровода; h – высота подъема трубопровода; l - расстояние между трубоукладчиками; l1 – пролет

Все необходимые расчетные величины определяются из условия максимального снижения напряжений в приподнятом трубопроводе, используя безразмерные параметры, приведенные в табл. 3.33. Так, расстояние от точки касания трубопроводом грунта до первого крана-трубоукладчика

расстояние между трубоукладчиками

240

усилия на крюках кранов-трубоукладчиков от собственного веса трубопровода

изгибающие напряжения в трубопроводе в точках подъема крайними трубоукладчиками

максимальные изгибающие напряжения в пролете

Таблица 3.33

Безразмерные параметры симметричного подъема

Проверка прочности трубопровода производится по условию:

241

Рекомендуемая компоновка изоляционной колонны для различных диаметров трубопроводов представлена на рис.3.26 и в табл. 3.31. В соответствии с ней, к усилиям на крюках трубоукладчиков, поддерживающих очистную или изоляционную машину, следует прибавить их вес. Так, суммарное усилие на крюке крана-трубоукладчика, поддерживающую изоляционную машину,

Вылет стрелы любого трубоукладчика определяется как минимальный по формуле (3.131). Подбор трубоукладчиков выполняется с использованием формулы (3.130) и табл. 3.29.

Если в состав изоляционной колонны входит комбайн, заменяющий очистную и изоляционную машины, он занимает место изоляционной машины.

3.8.4. Расчет напряженного состояния при укладке изолированного трубопровода

При составлении расчетно-технологической схемы укладки изолированного трубопровода (рис.3.31) принимается, что все трубоукладчики в колонне с целью предельного снижения напряжений изгиба рационально 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; расстояния L1 и L характеризуют взаимное расположение групп трубоукладчиков.

l1

l2

Рис.3.31. Расчетно-технологическая схема укладки трубопровода

242

После этого находят точки пересечения этих кривых и определяют их координаты λ и η.

Рис.3.33. Диаграмма для определения рационального размещения групп трубоукладчиков в колонне

Как правило, имеются две точки пересечения, что говорит о возможности 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 по формуле:

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

Для нахождения длины пролета l4 можно воспользоваться соотношением l4=ψ l1, где ψ =0,8.

244

Следует иметь в виду, что полученные нагрузки представляют собой суммарное силовое воздействие на все трубоукладчики данной группы. Для дальнейших расчетов воспользуемся условием:

где i – индекс, соответствующий порядковому номеру группы трубоукладчиков (1, 2 или 3); n – число трубоукладчиков в группе; aiрасч – вылет крюков у трубоукладчиков в данной группе; k=1,4 – коэффициент запаса устойчивости против опрокидывания; Муст – момент устойчивости трубоукладчиков.

Расстояния между трубоукладчиками одной группы обычно принимаются равными 8-12 м. Высота подъема трубопровода в средней части колонны (в точке 2) может быть определена по формуле:

Для оценки напряженного состояния трубопровода при укладке определяют изгибающие моменты, действующие в опасных сечениях трубопровода, т.е. под крюками трубоукладчиков. При этом использовано условие равенства моментов во всех опасных сечениях. Искомые моменты можно определить по формуле:

Для нахождения напряжений изгиба воспользуемся выражением:

Если считать, что трубопровод представляет собой тонкостенную конструкцию, т.е. Dн>>δ, то справедливы соотношения:

245

Здесь Е – модуль упругости стали, Е=2,1· 108 кН/м2. Из формулы (3.151) следует, что для заданной расчетно-технологической схемы напряжения изгиба не зависят от диаметра трубопровода и толщины стенки.

3.9.Очистка полости и испытание трубопроводов

Особое место в общем комплексе линейных работ занимают процессы очистки полости, испытания и удаления воды. В результате их проведения определяются важнейшие показатели готовности построенного объекта к эксплуатации – чистота полости, прочность и герметичность.

После окончания строительно-монтажных работ подрядчик под контролем заказчика и технадзора производит очистку полости трубопровода, внутритрубную профилеметрию, испытания и опорожнение трубопровода от воды, соблюдая единую последовательность работ:

•очистка полости магистрального трубопровода;

•подъем давления до Рраб и выдержка в течение 3 часов;

•проведение профилеметрии;

•вскрытие и устранение выявленных дефектов, и проведение их дополнительного дефектоскопического контроля;

•проведение испытаний на прочность;

•снижение давления до Рраб и проверка на герметичность в течение времени, необходимого для осмотра трубопровода, с целью выявления утечек, но не менее 12 часов;

•опорожнение трубопровода от воды.

При проведении данных работ устраиваются камеры пуска и приема поточных средств. Конструкции и их расчет приведены в [88;94].

В соответствии с рекомендациями СНиП III – 42 – 80* [123] этапы, величины давлений и продолжительность испытания трубопроводов на прочность и проверки их на герметичность приведены в приложении М

246

3.9.1. Выбор оборудования

Для очистки внутренней полости и испытания трубопроводов используется комплекс специальных машин. Вода для промывки и гидравлического испытания закачивается передвижными агрегатами (табл. 3.34). Сжатый воздух закачивается в трубопровод при продувке, освобождении воды и пневматическом испытании передвижными компрессорными установками (табл.3.35).

Выбор оборудования осуществляется, учитывая основные технологические параметры очистки и испытания: избранный способ (пневматический или гидравлический), необходимое давление в трубе протяженность участка трубопровода, а также время, отведенное для работ этих видов по календарному плану строительства [70].

Одним из перспективных направлений, существенно ускоряющих процесс проведения работ по очистке полости строящихся трубопроводов, является использование авиационных двигателей в качестве источника сжатого воздуха

[88].

Примером может служить модернизированный вариант – установка ТК21М, имеющая следующую техническую характеристику:

Технология, основанная на использовании передвижных компрессорных установок высокой производительности, имеет две главные особенности:

•сжатый воздух подается в трубопровод непосредственно от установки, а не закачивается предварительно в ресивер;

•установка легко (за 2-3 ч) может быть подготовлена к работе в любой точке трубопровода.

247

248