3.2 Проверка на прочность трубопровода в продольном направлении

Подземные трубопроводы проверяются на прочность в продольном направлении и на отсутствие пластических деформаций:

Прочность в продольном направлении проверяется по условию:

-продольные осевые напряжения от расчетных нагрузок и воздействий;

-коэффициент, учитывающий двухосное напряжённое состояние металла труб, при растягивающих осевых напряжениях =1,0, при сжимающих определяется по формуле 9.2.2;

- кольцевые напряжения в стенке трубы от расчётного внутреннего давления:

;

Условие выполняется:<

3.3 Проверка на пластические деформации трубопровода

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов в продольном и кольцевом направлениях проверку производят по условиям:

где - максимальные суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;

- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при

Кольцевые напряжения от действия нормативной нагрузки - внутреннего давления определяются следующим образом:

где -нормативное сопротивление металла трубы, принимаемое равным пределу текучести металла;

Условие по нормативным кольцевым напряжениям (9.3.2) выполняется:

Продольные напряжения для полностью защемленного подземного трубопровода находятся из выражения:

где - минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода;

Для положительного перепада температур :

Для отрицательного перепада температур

;

Условие (9.3.1) для положительного перепада температур:

- условие соблюдается.

Условие (9.3.1) для отрицательного перепада температур:

- условие соблюдается.

.

3.4 Проверка устойчивости трубопровода против всплытия

Исходные данные:

• Труба D=530х9мм;

• толщина изоляционной ленты «Поликен 980-25» 0,635 мм; толщина обертки «Поликен 955-25» 0,635 мм;

• Изоляция (обертка) двухслойная.

• 

• -момент инерции сечения трубы;

• =1,0 -коэффициент надежности по нагрузке для чугунных пригрузов;

• =1,15 -коэффициент надежности устойчивости положения трубопровода против всплытия для русловых участков;

• -расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод:

где -удельный вес воды, с учетом растворенных вней солей;

-расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответственно рельефу дна траншеи и определяемая для вогнутых участков по формуле:

где -модуль упругости материала трубы для стали;

=500 м -радиус упругого изгиба трубопровода;

-угол поворота оси трубопровода в вертикальной плоскости на вогнутом рельефе;

-расчетный вес единицы длины трубопровода в воздухе с учетом изоляции при коэффициенте надежности по нагрузке n=0,95 [ ];

-нагрузка от собственного веса металла трубы;

=78500 -удельный вес металла, из которого изготовлены трубы -для стали;

-нагрузка от собственного веса изоляции;

k=2,3 -коэффициент, учитывающий величину нахлёста, при двухслойной изоляции (обертке) [ ];

=0,635мм-толщина изоляционной ленты ,для изоляционной ленты марки «Поликен 980-25» [ ];

-плотность изоляционной ленты, для марки «Поликен 980-25» [ ];

=0,635мм -толщина обертки, для марки «Поликен 955-25» [ ];

=1055 -плотность обертки, для марки «Поликен 955-25» [ ];

g=9,81 -ускорение свободного падения.

Коэффициент Сопределяется в зависимости от числа Рейнольдса

-кинематическая вязкость воды [ ] ;

V₂ средняя скорость течения воды в слое на уровне уложенного на дно подводной траншеи трубопровода;

V,V -донная и поверхностная скорость течения воды.

D -диаметр трубопровода с изоляцией.

Согласно [ ]:

С=1,0 для офутерованных труб [ ], при

C=0,66 -гидродинамический коэффициент [ ].

Горизонтальная и вертикальная составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода:

Нормативный вес балластировки в воде:

где -коэффициент надежности по нагрузке [ ];

-коэффициент надежности против всплытия [ ];

-расчетная выталкивающая сила воды [ ];

-расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответственно рельефу [ ];

k -коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях [ ],

k=0,55 -для гравелистого грунта.

q

q

Вес балластировки в воздухе:

-удельный вес материала пригрузки, [ ];

-плотность воды.

При укладке подводных трубопроводов необходимо производить проверку устойчивости трубы против смятия под действием внешнего гидростатического давления воды по формуле:

где D-средний диаметр трубы:

D

-глубина водоема =1,74 м;

-глубина заложения трубопровода до верхней образующей =1,1 м

,следовательно, устойчивость трубы против смятия обеспечивается.