4.2.1.2 Розрахунок напруженого стану трубопроводу при його укладанні в траншею

З метою максимального зменшення напружень згину в трубопроводі під час його укладання в траншею усі трубоукладачі в колоні раціонально об’єднувати в три групи, розміщені в місцях позначених точками 1 (задня група), 2 (середня група) і 3 (головна група) (рисунок 4.5). При цьому сумарне навантаження на кожну з груп рівне відповідно , і . Віддалі , характеризують взаємне розміщення груп трубоукладачів.

Рисунок 4.5 – Розрахунково-технологічна схема укладання ізольованого трубопроводу в траншею

Глибину траншеї для прокладання трубопроводу приймають рівною діаметру труби плюс потрібна величина засипання ґрунту над трубою. Водночас величина засипання ґрунту над трубою має бути:

- 0,8 м, якщо умовний діаметр трубопроводу менше 1000 мм;

- 1,0 м, якщо умовний діаметр трубопроводу 1000 мм і більше.

Висота піднімання трубопроводу в положенні ІІІ (рисунок 4.6)

, (4.25)

де – технологічний зазор, який встановлюється з умови безперешкодного проходження, тобто в положенні ІІІ ролико-канатні підвіски трубоукладачів головної групи не повинні торкатись грунту (прийняти );

– діаметр роликів ролико-канатних підвісок (таблиця Д.1).

1 – трубопровід; 2 – інвентарна опора; 3 – ролико-канатна підвіска; 4 – відвал; В, I, II, III, А – послідовні положення перерізів трубопроводу під час його укладання в траншею

Рисунок 4.6 – Схема поперечного переміщення трубопроводу під час його укладання в траншею

Безрозмірний параметр

, (4.26)

де – висота інвентарних опор (прийняти );

– технологічна висота підіймання трубопроводу в зоні роботи останньої (за ходом колони) групи трубоукладачів визначається “вписуванням” контуру ролико-канатної підвіски в профіль траншеї (рисунок 4.6) (прийняти ).

Безрозмірний параметр

. (4.27)

За розрахованими значеннями безрозмірних параметрів і на діаграмі наведеній на рисунку 4.7 в сімействі суцільних кривих знаходять спочатку таку криву, значення якої співпадає з значенням безрозмірного параметра (або близьке до нього), а тоді з сімейства пунктирних кривих знаходять таку криву значення якої співпадає з значенням безрозмірного параметра . Тоді знаходять точки перетину цих кривих та визначають їх координати і .

Рисунок 4.7 – Діаграма для визначення раціонального розміщення груп трубоукладачів у колоні

Як правило, є дві точки перетину суцільної кривої з пунктирною кривою, що говорить про можливість отримання двох розв’язків задачі. Тому подальший розрахунок треба виконувати для двох варіантів і тільки на останній стадії здійснити аналіз результатів розрахунку та вибрати кращі в технологічному відношенні.

Довжина прогону

, (4.28)

де – вага одиниці довжини ізольованого трубопроводу

, (4.29)

де – навантаженню від власної ваги ізоляційного покриття трубопроводу.

Трубопровід ізольований підсиленим стрічковим покриттям, яке складається з ізоляційної стрічки Нітто – 53-635 та обгортки Нітто – 53-635. Навантаження від власної ваги стрічкового покриття трубопроводу визначити за методикою наведеною в [1].

Віддалі, які характеризують взаємне розміщення груп трубоукладачів

, (4.30)

. (4.31)

Довжину прогону можна знайти за наступною залежністю

, (4.32)

де .

Навантаження, які діють на кожну групу трубоукладачів

, (4.33)

, (4.34)

. (4.35)

Віддалі між трубоукладачами однієї групи, як правило, приймається рівною 8-12 м. Висота піднімання трубопроводу в середній частині колони (в положенні ІІ) рівна

. (4.36)

Результати розрахунків за формулами (4.30), (4.31), (4.32), (4.33), (4.34), (4.35), (4.36) для двох варіантів звести в таблицю 4.4.

Таблиця 4.4 – Розрахункові параметри схем укладання ізольованого трубопроводу

Варіанти	Параметри
1
2

Для вибору з двох варіантів розрахунків кращих результатів треба співставити сумарне навантаження на усі групи трубоукладачів і навантаження на задню групу . Після чого треба вибрати кращі, в технологічному відношенні, результати.

Треба враховувати, що отримані навантаження є сумарною силовою дією на усі трубоукладачі даної групи. Для подальших розрахунків запишемо умову

, (4.37)

де – індекс, який відповідає порядковому номеру групи трубоукладачів (1, 2 або 3);

– число трубоукладачів в групі;

– виліт стріл трубоукладачів в даній групі;

– коефіцієнт запасу стійкості трубоукладачів від перекидання ;

– момент стійкості трубоукладачів (таблиця Г.1).

Для визначення числа трубоукладачів в кожній групі треба підібрати трубоукладачі та задати виліт стріл трубоукладачів кожної групи. Технічні характеристики трубоукладачів наведені в таблиці Г.1. Виліт стріл трубоукладачів кожної групи визначено за результатами статистичного аналізу та наведено в таблиці 4.5.

Таблиця 4.5 – Виліт стріл трубоукладачів

Група	задня	середня	головна
	4	3,5	2,5

З умови (4.37) визначають число трубоукладачів в кожній групі. За результатами розрахунку накреслити технологічну схему укладання ізольованого трубопроводу в траншею. Приклад такої технологічної схеми з двома трубоукладачами в задній групі, одним в середній групі та двома в головній групі наведений на рисунку 4.8.

Для оцінювання напруженого стану трубопроводу під час його укладання в траншею визначають моменти згину які діють в небезпечних перерізах трубопроводу, тобто в місцях підтримування трубопроводу трубоукладачами. При цьому треба прирівняти усі моменти в небезпечних перерізах

. (4.38)

Напруження згину

, (4.39)

де – момент опору поперечного перерізу трубопроводу.

8-12

8-12

Рисунок 4.8 - Технологічна схема укладання ізольованого трубопроводу в траншею