Tipovye_raschyoty_pri_sooruzhenii_i_remonte

рекомендуется при значениях потенциала «рельс-земля» в пределах от (-5) В по МЭС и менее в точке подключения.

Рис.3.46. Схемы электродренажных установок, применяемые для борьбы с блуждающими токами:

а – прямой дренаж; б – поляризованный дренаж; в – усиленный дренаж; R – переменное сопротивление; К - выключатель; Р - рельс; 1 – дренажные кабели; 2 – полупроводниковый вентиль; 3 – плавкий предохранитель; 4 – усиленная дренажная установка

Характеристики электродренажных установок приведены в табл. 3.54, 3.55.

Таблица 3.54

Техническая характеристика устройств поляризованной электродренажной защиты

299

Таблица 3.55

Техническая характеристика усиленных электродренажей

При расчете электродренажной защиты решаются две основные задачи: выбирается место размещения дренажной установки и определяется сечение дренажного кабеля.

Место установки дренажной установки определяется коррозионными изысканиями на местности.

Площадь сечения дренажного кабеля определяется по формуле:

где Sk -– площадь сечения дренажного кабеля, мм2; IД – максимальная сила тока в дренажной цепи, А; ∆UД – допустимое падение напряжения в дренажной цепи, В; Lк – длина дренажного кабеля, м; ρк– удельное сопротивление материала дренажного кабеля Ом·мм2/м.

Максимальную силу тока в дренажной цепи определяют по формуле:

где IТп – ток нагрузки тяговой подстанции; К1 – коэффициент, учитывающий расстояние L1 до электрофицированной железной дороги

К2 – коэффициент, учитывающий расстояние L2 до тяговой подстанции

К3 – коэффициент, учитывающий состояние изоляционного покрытия (табл. 3.57); К4 – коэффициент, учитывающий возраст подземного сооружения (табл. 3.58); К5 – коэффициент, учитывающий число параллельно уложенных трубопроводов (табл. 3.59).

300

Допустимое падение напряжения в дренажной цепи при подключении дренажа к минусовой шине тяговой подстанции вычисляется по формуле

где L3 – расстояние между отсасывающим пунктом и трубопроводом, км. Если же дренаж подключается через среднюю точку путевых дросселей,

то

где L4 – расстояние между трубопроводов и железной дорогой, км.

Проверка правильности выбора сечения дренажного кабеля производится по допустимой плотности тока jдоп, которая для медного кабеля равна 1 А/мм2, а для алюминиевого равна 0,8 А/мм2. При этом должно выполняться неравенство:

301

3.11. Примеры расчетов

Пример 3.1. Определить число линейных объектных строительных потоков (число изоляционно-укладочных колонн), необходимых для осуществления строительства магистрального трубопровода, имеющего следующую проектную характеристику:

1.Диаметр трубопровода – 1220 мм.

2.Проектная протяженность трубопровода – 1380 км.

3.Характеристика переходов (по протяженности)

• через болота I типа – 0,5 км;

• через крупные реки (объекты УПТР) – 9,7 км:

• то же, с зеркалом воды более 20 м – 2,0 км;

• через железные и шоссейные дороги – 1,8 км.

4.Характеристика участков трассы трубопровода (по протяженности)

L=1380 км:

•с нормальными условиями производства работ lн = 1227 км;

•болота I типа lIб = 41 км;

•болота II типа lIIб = 98 км.

5.Число переходов по трассе – 622.

6.Характеристика отдельных участков трассы:

• участок №1, протяженность l1= 324 км проектная продолжительность

Ν пл1 = 333 дня;

число дней, в которые по погодным условиям изоляционно-укладочные работы не допускаются Ν пог1 = 83 дня;

7. Протяженность участков трубопровода с различными типами изоляционных покрытий:

•с битумно-резиновой изоляцией нормального типа 1 lиз.н=979 км,

•с битумно-резиновой изоляцией усиленного типа 1 lиз.ус= 17 км,

•с изоляцией липкими полимерными лентами lиз.л= 370 км.

302

Решение

1. По формуле (3.6) определяем L

L= 1380 – (0,5 + 9,7 + 2,0 + 1,8) = 1366 км.

2. По формуле (3.4) определяются значения kпог.i для отдельных участков

kпог=(1,33·324+1,44·216+1,39·460+1,25+195+1,28·185)/1366=1,35 .

4.Число переходов, приходящихся на 100 км трассы трубопровода,

составляет 622·100/1366=45, отсюда kпер=1,15.

5.Значение Nпл определяется по формуле, аналогичной (3.5), и составляет

605 дней.

6.Определяется значение Lпр по формуле (3.3)

Lпр=(1277·1+41·1,7+98·2,5) ·1,15·1,35+(979·1,0+17·1,25+1,25·370·1,0)-1366=

=2402 км.

7.Число изоляционно-укладочных колонн, равное числу объектных потоков, по формуле (3.2)

К= 2402000 = 9,64 . Принимаем К=10 колонн. 605 425

8.Показатель сложности трассы трубопровода

α = 13662402 =1,76 .

Выводы:

1) В среднем каждая колонна должна изолировать и укладывать:

в месяц 1366 = 5,8 км, в год – 5,8·12=70 км 25605,6 10

2) Решение задачи позволяет предусмотреть изменение сроков строительства трубопровода при изменении как числа изоляционноукладочных колонн, так и числа колонно-смен.

303

Пример 3.2. Определить рациональную транспортную схему и количество транспортных средств для строительства участка газопровода

«СОЮЗ» (ПК 1140-960 км).

Исходные данные

1.Протяженность участка строительства – 180 км.

2.Расстояния от пунктов поступления до трубосварочных баз (тсб)

составляют:

пункт 1 – ст. Чертково – а = 28 км (ПК 1140) – тсб №1; пункт 2 – ст. Мешковская – b = 12 км (ПК 1060) – тсб №2; пункт 3 – ст. Вешенская – с = 18 км (ПК 1012) – тсб №3.

3.Расстояния между трубосварочными базами по трассе составляют:

L1=80 км; L2=48 км.

4.Диаметр газопровода – 1420 мм.

5.Толщина стенки трубы δ = 16,5 мм.

6.Продолжительность строительства – 16 мес.

7.Средняя скорость движения машин с грузом – 20 км/ч, без груза – 30 км/ч.

8.Время погрузки труб – 20 мин., время разгрузки – 15 мин (по данным хронометража).

9.Продолжительность работы машин в течение суток составляет 16 часов.

10.Работы выполняются в летний период года.

Решение

1.По табл. 3.4 назначаем марку трубовоза-плетевоза – ПЛТ-214 (на базе автомобиля КрАЗ-214) грузоподъемностью 18 т.

2.Фактическая грузоподъемность трубовоза

qТР = 31834 = 5,3 трубы.

С учетом допустимого недогруза (15%, здесь 5,5%) трубовоза принимаем число одиночных труб, погружаемых на трубовоз, равные 5, вес 5 труб – 3,4·5=17 т.

304

4. Необходимое число трубовозов ПЛТ-214 на период строительства трубопровода по формуле (3.15)

С учетом коэффициента организационно-технических перерывов

КО.Т = 0,6 – 0,8 (здесь КО.Т =0,7)

Nтр= 4/0,7 = 5,7. Принимаем Nтр =6 трубовозов ПЛТ-214.

В данном случае КО.Т учитывает время, необходимое для технического обслуживания автомобилей и прицепов.

5.По табл. 3.5 назначаем марку трубовоза-плетевоза для транспортировки секций труб с промежуточных трубосварочных баз непосредственно на трассу

–ПЛТ-214. Выбор одной марки трубовоза-плетевоза как для транспортировки отдельных труб, так и секций труб существенно упрощает эксплуатацию автопарка и прицепов.

6.Определяем фактическую грузоподъемность плетевоза

qпл=13/10,2=1,76 секции.

С учетом допустимого перегруза (15%, здесь 11,3%) принимаем число секций труб, погружаемых на плетевоз, равным 2; вес 2 секций - 10,2·2=20,4 т (следует учитывать, что практически длина секции труб колеблется от 33,9 до

36 м).

7. Определяем необходимое число плетевозов:

36 + 36 + 20 + 15

Nпл= 34000 22 30 60 60 = 2,5. Назначаем 3 плетевоза ПЛТ-214. 20,4 0,9 25,6 6 16

С учетом КО.Т=0,7 принимаем Nпл= 4 плетевоза.

Вывод: на сварочно-монтажном участке постоянно должно работать не менее 10 плетевозов ПЛТ-214.

Пример 3.3. Рассчитать траверсу, работающую на изгиб при разгрузке труб весом 77,5 кН из полувагонов.

Решение

Принимаем для изготовления траверсы двутавровую балку, материал сталь марки ВСт3 с Rу= 225 МПа. Рабочая длина траверсы l=2a=3 м.

305

Максимальный изгибающий момент

М=Ga/2=77,5·1,5/2=58,1 кН·м

Минимальный момент сопротивления поперечного сечения

Wx=M/Rу=58,1·10-3/225=0,258·10-3 м3.

По справочным таблицам подбираем двутавровую балку №22 с Wx= 0,309·10-3 м3.

Пример 3.4. Проверить на устойчивость траверсу, работающую на сжатие, изготовленную из двутавровой балки №30 с площадью поперечного сечения А= 61,2·10-4 м2 и минимальным радиусом инерции сечения балки ixmin=12,1·10-2 м. Материал изготовления сталь марки ВСт3, Rу= 205 МПа.

Рабочая длина траверсы l=4,0 м, угол наклона ветвей каната к вертикали α= 45°. Вес поднимаемого груза 200 кН.

Решение

Сжимающее усилие в балке траверсы по формуле (3.25)

Ν = 2002 tg45o =100 кН.

Гибкость траверсы по формуле (3.27)

λ = 4,0 / 12,1 10−2 = 33,

соответственно коэффициент продольного изгиба ϕ (см.табл.3.10) равен 0,939 и условие устойчивости имеет вид

100 10−3 ≤ 0,939 61,2 10−4 205 0,95 ;

17,6<195.

Как видно, условие устойчивости выполняется.

Пример 3.5. Подобрать стропы для подъема груза весом G=120 кН, угол наклона ветвей к вертикали α=40°.

Усилие в каждой ветви стропа по формуле (3.28)

306

Поскольку угол расхождения ветвей составляет 2α=80o и не превышает максимально допустимого, равного 90°, по табл. 3.6 выбираем строп 2СК-12,5 с грузоподъемностью 125 кН.

Если вместо одного двухветвевого использовать два двухпетельных стропа, их суммарная грузоподъемность должна составлять произведение S·n=78,3·2 = 156,6 кН. По табл. 3.7 выбираем стропы СКП1-8,0, имеющие грузоподъемность 80 кН. Суммарная грузоподъемность двух стропов составит

160 кН.

Пример 3.6. Рассчитать высоту складирования труб при следующих исходных данных Dн=1420 мм; δн= 10 мм; материал – сталь 12ГСБ для которой

R1н = 500 МПа, R2н = 350 МПа; L= 12 м; трубы складируются на грунтовой площадке (kГ= 1,2); нижний ряд труб укладывается на подкладки (η =1,1);

складирование труб производят в зимний период (kc= 1,05); число подкладок

В=4.

Решение

1. Коэффициент надежности по материалу k2= 1,15,

т.к. R2н = 350 = 0,686 <0,8 . R1н 510

2. Расчетное сопротивление материала труб по формуле (3.31)

R2 = 1,151 1 = 304,3 МПа .

3. Схемное число рядов nсх по формуле (3.30)

4. Проверяем расстояние между подкладками по формуле (3.33)

L −−1 = 12−−1 = 3,7м<3Dн=4,26 м. В 1 4 1

5. Предельно допустимое число рядов труб в штабеле по формуле (3.32)

307

Принимаем n = 5.

6.Высота штабеля по формуле (3.34)

Н=1420(0,866 5 + 0,134) = 6,340мм = 6,34 м.

Пример 3.7. Определить критическую высоту вертикального откоса в грунте, имеющем следующие физико-механические характеристики:

γест = 0,018Н/см2 ,ϕгр = 26o ,сгр =1,5Н/см2 . Внешнюю нагрузку будем считать для двух случаев: q=0 и q=10 Н/см2.

Решение

Критическая высота вертикального откоса hкр по формуле (3.44) при q=0

при q=10 Н/см2, zкр<0,т.е. при такой внешней нагрузке откос не может сохранять вертикальную форму. По формуле (3.45) установим предельное ее значение qпр = 4,6 Н/см2. При q ≤qпр откос может быть вертикальным, а при q>qпр – нет.

Пример 3.8. Определить для условия примера 3.7, можно ли находиться трубоукладчику на расстоянии а= 150 см от края вертикального откоса траншеи (см.рис.3.18, а), имеющей расчетную глубину 220 см. Давление от гусениц трубоукладчика q=5 Н/см2.

Решение

Критическая высота вертикального откоса hкр по формуле (3.46)

308