4.2.1.1 Розрахунок напруженого стану трубопроводу при його ізолюванні на бермі траншеї

При ізолюванні трубопроводу на бермі траншеї усю підняту колоною трубоукладачів ділянку трубопроводу можна розглядати як нерозрізну багатопрогінну балку яка має два крайні прогони довжиною і середню зону між крайніми трубоукладачами. У разі піднімання трубопроводу двома або трьома трубоукладачами найнавантаженішими є перерізи трубопроводу в точках його піднімання крайніми трубоукладачами. У разі піднімання трубопроводу чотирма і більше трубоукладачами найнавантаженішими є перерізи в крайніх прогонах.

Розрахункова схема симетричного піднімання трубопроводу для ізолювання наведена на рисунку 4.5. Вибір схеми здійснюється залежно від зовнішнього діаметра трубопроводу за таблицею 4.4.

Таблиця 4.4 – Схеми симетричного піднімання трубопроводу для ізолювання залежно від його зовнішнього діаметра

Зовнішній діаметр трубопроводу, мм	Схема (за рисунком 4.5)
529	а
720	б
820	б
1020	б
1220	в
1420	в

а – два трубоукладачі; б – три трубоукладачі;

в – чотири трубоукладачі

Рисунок 4.5 – Розрахункова схема симетричного піднімання трубопроводу для ізолювання

Усі потрібні величини визначаються з умови максимального зниження напружень в піднятій ділянці трубопроводу. Для цього потрібно враховувати безрозмірні параметри наведені в таблиці 4.3.

Віддаль від точки торкання трубопроводу грунту до першого трубоукладача

, (4.13)

де – модуль пружності матеріалу труби;

– момент інерції поперечного перерізу труби;

– висота піднімання трубопроводу в місці першого і останнього трубоукладача, яка приймається рівною висоті підіймання ізоляційної машини (прийняти );

– вага одиниці довжини трубопроводу, яка приймається рівною навантаженню від власної ваги металу труби .

Для розрахунку моменту інерції поперечного перерізу труби, навантаження від власної ваги металу труби необхідно визначити номінальну товщину стінки трубопроводу за методикою наведеною в [30].

Таблиця 4.3 – Безрозмірні параметри симетричного

піднімання трубопроводу для ізолювання

Безрозмірні параметри	Кількість трубоукладачів
	2	3	4
	1,476	1,647	1,784
	1,749	1,507	1,304
	2,461	2,224	2,090
	-	1,507	1,364
	1,081	0,809	0,657
	0,696	0,725	0,742

Віддаль між трубоукладачами

. (4.14)

Зусилля на гаках трубоукладачів від власної ваги трубопроводу

, (4.15)

. (4.16)

Напруження згину в трубопроводі у точках піднімання крайніми трубоукладачами

, (4.17)

де – прискорення вільного падіння;

– густина металу.

Максимальні напруження згину в прогоні

. (4.18)

Перевірка міцності трубопроводу здійснюється за умовами

, (4.19)

, (4.20)

де – розрахунковий опір матеріалу труби (визначається за методикою наведеною в [30]).

Схеми розміщення трубоукладачів і машин в ізоляційній колоні при роздільному способі виконання робіт для різних діаметрів трубопроводу наведені на рисунку 4.6. Вибір схеми здійснюється за таблицею 4.4. Відповідно до компонування колони до зусиль на гак трубоукладачів, які підтримують очисну або ізоляційну машину, треба додати вагу цих машин.

а – два трубоукладачі; б – три трубоукладачі;

в – чотири трубоукладачі

Рисунок 4.4 – Схеми розміщення трубоукладачів і машин в ізоляційній колоні при роздільному способі виконання робіт

Сумарне зусилля на гак трубоукладача, який підтримує ізоляційну машину

, (4.21)

де – вага ізоляційної машини.

Сумарне зусилля на гак трубоукладача, який підтримує очисну машину

, (4.22)

де – вага очисної машини.

Підбір очисної машини здійснюється за таблицею Б.1, а ізоляційної за таблицею В.1.

Виліт стріли кожного трубоукладача визначається за формулою

. (4.23)

Якщо розрахований за (4.23) виліт стріли трубоукладача є менший 1,5 м, то виліт стріли кожного трубоукладача для ізоляційної колони при роздільному способі виконання робіт приймається рівним 1,5 м.

Підбір трубоукладачів здійснюється за таблицею Г.1. При цьому для підібраних трубоукладачів повинна виконуватись умова

, (4.24)

де – допустиме вертикальне зусилля на гак трубоукладача;

– коефіцієнт надійності за вантажопідіймальністю, який враховує нерівності рельєфу місцевості ;

– номінальний момент стійкості трубоукладача (таблиця Г.1).

Технічні характеристики трубоукладачів наведені в таблиці Г.1.

Співставивши величину допустимого зусилля з зусиллями , роблять висновок про допустимість застосування підібраних трубоукладачів до виконання робіт.

Якщо умова (4.24) не виконується для усіх марок трубоукладачів наведених в таблиці Г.1 то треба збільшити кількість трубоукладачів у ізоляційній колоні.