Трубопровода в обводненной местности

Постановка задачи:Рассчитать шаг расстановки железобетонных грузов при укладке нефтепровода через болото. Исходные данные для расчета: наружный диаметр трубы - Dн, толщина стенки - d, b - угол поворота трассы, град, R=1000 Dн - радиус упругого изгиба. вид груза, его масса и размеры. Исходные данные в табл. 3.1.

Расчет устойчивости участка нефтепровода, прокладываемого заболоченных и пойменных участках трассы, выполняется по формуле:

Б=KМ Н.В. qвс +qизг – qтр – qпр),                                                           (1)

где Б – необходимая дополнительная пригрузка на 1 м, н/м; KМ – коэффициент, зависящий от вида пригрузки, KМ = 1,05 (для ж/бетонных и чугунных грузов); КН.В. – коэффициент надежности при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимается равным 1.05 для заболоченных и пойменных участков трассы; qвс – расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод, н; Dн –наружный диаметр трубопровода (с учетом изоляции и футеровки); gв-объемный вес воды, н/м3 ; qизг – дополнительная пригрузка, необходимая для изгиба трубопровода по заданной кривой дна траншеи, н/м.

Если Б > 0, то это означает, что трубопровод обладает положительной плавучестью и его необходимо пригружать.

Выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод определяется по формуле, Н/м:

                                                                                        (2)

Объемный вес воды с учетом взвешенных частиц, Н/м3, определяем по формуле:

               ,                        где =1100 кг/м3 - плотность воды на болоте;

Дополнительная пригрузка, необходимая для изгиба трубопровода по профилю траншеи:

· для вогнутых участков трассы определяется по формуле:

                                              ,                                          (3)

· для выпуклых участков трассы определяется по формуле:

                                                                                              (4)

Е – модуль упругости материала трубы, Па (прил.6); осевой момент инерции поперечного сечения трубы, м4, определяем по формуле:           

                             

b - угол поворота трассы, рад, b (рад)= b (град)*π,/180; R=1000Dн - радиус упругого изгиба, м.

Собственный вес трубы qтр, Н/м, определяем по формуле:

                                                           (5)                                                                       

 где = 0,95 - коэффициент надежности по нагрузке от веса трубы;

=78500 Н/м3 - объемный вес стали, принимаемый по прил. 6.

Нагрузку от веса продукта в трубе qпр, Н/м , определяем по формуле:

                      

где = 0,95 - коэффициент надежности по нагрузке от веса продукта.

Расчет проводим с учетом опорожнения трубопровода, поэтому .

Шаг расстановки железобетонных грузов определяется по формуле:

                                                                                              (6)

Вес груза в воде определяется по формуле:

                                                                                         (7)

Вес груза в воздухе, Qпр, определяем по формуле:

                                        Qпр=тгр·g                                                           (8)

где тгр – масса груза, кг (прил. 8); g=9,8 м/с2 - ускорение свободного падения.   

Для железобетонных грузов объем , м3, рассчитываем по формуле:                                                                                    (9)                                       

где а, b, d, h, R, с - размеры железобетонного груза, прил. 8 .

       Для чугунных грузов объем , м3, рассчитываем по формуле

.                                                       (10)

R1, R2 , М - размеры чугунных грузов, м, даны в прил. 9.

Зная расстояние между грузами и длину обводненного участка трассы, можно определить необходимое количество грузов.

Пример 3. Рассчитать шаг расстановки железобетонных пригрузов при укладке нефтепровода через болото. Шаг расстановки пригрузов рассчитывать с учетом опорожнения нефтепровода. Исходные данные для расчета: наружный диаметр трубы = 1220 мм, толщина стенки d = 11 мм, пригруз - железобетонный седловидный, масса и размеры в зависимости от диаметра даны в прил. 8.

Решение

Необходимую дополнительную пригрузку на 1 метр трубы Б определяем по формуле (1).

Выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод:

 (Н/м)

Расчет проводим с учетом опорожнения трубопровода, вес продукта qпр = 0;

Км = 1,05 (для железобетонных пригрузов) .

Кнв = 1,05 (для болотистых участков).

 (Н/м),

 (Н/м), в Б добавить qизг

10100 > 0 → трубу необходимо пригружать.

Для трубы диаметром 1220 мм размеры железобетонного пригруза (прил. 8):

 

а = 2000 мм               R = 580 мм      с = 1050 мм                  

d = 320 мм                  b = 1600 мм    h = 500 мм

 (м3)

 

 (Н),

где масса пригруза тгр = 4000 кг (прил. 8)

Тогда вес пригруза в воде:

 (Н)

Таким образом, шаг расстановки пригрузов равен = 16653/10100= 1,65 м.

Приложение 2


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 430; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!