5.1.2 Розрахунок напруженого стану трубопроводу при виконанні ізоляційно-укладальних робіт роздільним способом
При роздільному способі, ведення ізоляційно укладальних робіт, здійснюють в два етапи, а саме: спочатку виконують ізоляційні роботи на бермі траншеї, а пізніше, в розриві у часі, укладання заізольованого трубопроводу в підготовлену траншею. Розрахункова схема для визначення напруженого стану трубопроводу при виконанні ізоляційно-укладальних робіт суміщеним способом та несиметричному підйомі наведена на рис.5.6.
а,
б, в – відповідно за допомогою двох,
трьох та чотирьох трубоукладачів; К1,
К2
– зусилля, що розвивають трубоукладачі;
– відповідно опорні реакції ґрунту
берми траншеї у вертикальній площині;
qтр
– вага одного метра трубопроводу; h1
– висота підйому трубопроводу;
l, l1
– відстань між трубоукладачами в
середній зоні та довжина крайнього
прогону.
Рисунок 5.6 – Розрахункова схема для визначення напружень при несиметричному підйомі трубопроводу
При виконанні розрахунку приймається, що висота підйому трубопроводу h1 рівна висоті підйому ізоляційної машини.
Всю припідняту над землею ділянку трубопроводу розглядають, як нерозрізну багатопрогінну балку, в якій є два крайні прогони довжиною l1 та середня зона, що знаходиться між крайніми трубоукладачами.
При підйомі трубопроводу одним, двома або трьома трубоукладачами найбільш навантаженим є перетини трубопроводу, що знаходяться в місцях підйому трубопроводу крайніми трубоукладачами, а при використанні чотирьох чи більше трубоукладачів найбільш навантаженими становляться перетини в крайніх прогонах.
Всі необхідні розраховані величини визначаються із умови можливості максимального зменшення напружень в при піднятій ділянки трубопроводу з подальшим використанням безрозмірних параметрів, значення яких наведені у табл.5.6.
Таким чином, значення відстані від точки торкання трубопроводом ґрунту берми траншеї до першого трубоукладача (довжина крайнього прогону) та відстань між трубоукладачами відповідно розраховують за формулами
,
(5.19)
.
(5.20)
Відповідно зусилля, що діють на гаки трубоукладачів від дії власної ваги припіднятого трубопроводу будуть рівні
,
(5.21)
.
(5.22)
Таблиця 5.6 – Безрозмірні параметри при симетричному підйомі трубопроводу
Безрозмірний параметр |
Кількість трубоукладачів в ізоляційній колоні |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
|
|
3,884
2,000
0,667 |
1,476
1,749
2,461
1,081
0,696 |
1,647
1,507
2,224
1,507
0,809
0,725 |
1,784
1,304
2,090
1,364
0,657
0,742 |
1,909
1,263
1,998
1,183
0,564
0,757 |
Згинаючі напруження, що виникають в стінці трубо-проводу, в точках підйому його крайніми трубоукладачами
.
(5.23)
Відповідно максимальне згинаюче напруження в прогоні
.
(5.24)
Для запобігання виникнення напружень, які би знаходились в межах пластичних деформацій, необхідно перевірити виконання таких умов
,
(5.25)
або
.
(5.26)
Рекомендована компановка та відстані між технікою в ізоляційній колоні для різних діаметрів трубопроводів приведені на рис. 5.7 і табл.5.7.
а, б, в – відповідно для діаметрів 530, 720-1020 та 1220-1420мм.
Рисунок 5.7 – Схеми розташування трубоукладачів та машин в ІУК при роздільному способі виконання робіт для різних діаметрів
Таблиця 5.7 – Основні параметри ізоляційної колони
Діаметр трубопро-воду, мм |
Схема компа-новки (рис.5.7.) |
Відстань між трубоукладачами, м |
Допустиме значення відстані між ОМ та ІМ, м |
||
l2 |
l3 |
l4 |
|||
530-600 720-820 1020 1220 1420 |
а б б в в |
15-20 15-20 15-25 10-15 10-20 |
10-15 10-15 15-25 20-30 |
10-15 10-15 |
20 35 40 40 45 |