Подводный переход нефтепровода Омск-Иркутск через р.Оку, страница 17

y₂ = Ö1 - 0,75 x (211,6 / 2б5,3)² - 0,5 x (211,6 / 265,3) = 0,239 ;

y₂ х R₁.= 0,239 х 265,3 = 59,4 МПа;

58,7МПа < 59,4 МПа- условие прочности выполняется.

3. Проверка на пластические деформации

Проверка на недопустимость пластических деформаций производится

из условия:

sⁿ_пр < y₃xm/(0,9xk_нxR₂^н), (    );

s^н_кц < m/(0,9xk_нxR₂^н), (    );

 где

sⁿ_пр - максимальные (фибровые) суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;

y₃- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при sⁿ_пр < О:

 

y₃ = Ö1-0,75 x [ s^н_кц/(m/0,9 x k_н x R₂^н)]²-0,5 x [s^н_кц /m/0,9 x k x R₂^н)], (    );

s^н_кц- кольцевые напряжения от нормативного давления;

s^н_кц = РxD_ВН /2xd_н= 5,8 х 0,698 / 2 х 0,011 = 184,5 МПа;

m /(0,9x k_н х R₂^н )= 0,75/0,9 х 360 = 300 МПа;

 

R₂^н - нормативное сопротивление металла трубы, принимаемое равным пределу текучести металла, 360 МПа, [    ];

184,5 МПа < 300МПа.

Условие выполняется по нормативным кольцевым напряжениям. Находим продольное напряжение от нормативных нагрузок и воздействий.

sⁿ_пр = -a x E x Dt + (m x s^н_кц) ± (E x D_Н/2 x r),  (    );

r- радиус упругого изгиба, 1000 м,  [   ];

sⁿ_пр = - 12 х 10^-6 x 2,1 x 10⁵ x 51 + 0,30 х 184,5 +(2,1 х10⁵х0,72/(2х 1000))=

=+21,4 МПа;

sⁿ_пр =-12х 10^-6x2,1x10⁵x51+0,30х184,5 -(2,1 х10⁵х0,72/2х 1000)=-148,7МПа;

Максимальные значения по абсолютной величине суммарных продольных напряжений соответствуют sⁿ_пр < 0, значит, они сжимающие. Находим:

y₃ = Ö1-0,75 x (s_кц^н/R₂^н)²-0,5 x (s_кц^н/R₂^Н),  (   );

y₃ = Ö1-0,75 x (184,5/300)²-0,5 x (184,5/300) = 0,548;

y₃ x m x R₂^Н /0,9 x k_н = 0,548 x 0,75/0,91 x 360 = 164,4 Мпа;

148,7МПа < 164,4МПа- условие выполняется.

4. Расчет устойчивости трубопровода против всплытия

 В качестве утяжеляющих  грузов беру  кольцевые чугунные  грузы марки  НГ-1125, масса  которого М=1100 кг,аширинаВ_ГР=0,96 м.   

  Расчет устойчивости трубопровода, проложенного свободным изгибом, согласно СНиП 2.05.06-85^*  производится по формуле:

g_бал = 1/n_б x (k_н.в x g_в + g_изг + P_y + P_X/k - g_тр  -g_доп) x g_б/(g_б-k_н.в x g_в),(    );

где

g_бал - величина балластировки;

n_б- коэффициент надежности по нагрузке для чугунных грузов, 1,0,  [    ];

g_в- расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод;

g_изг - расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе;

k_н.в- коэффициент надежности устойчивости трубопровода против всплытия,1,05 - для пойменных участков; 1,1 - для русловых участков в границах ПТР, [    ];

g_б-объемпый вес материала пригрузки,70000H/м;

g_тр-расчетная  нагрузка от массы  трубы;

g_В - объемный вес воды,11000H/м;

P_y-вертикальная составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода;

P_X- горизонтальная  составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода;

k-коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях,0,4, [  ];

Горизонтальная  составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода:

P_X = C_x x g_в/(2 x g) xV ²x D_н.и;  (     );

где

C_x - гидродинамический  коэффициент  трубы,для  офутерованных  труб

1,0, [    ];

V - средняя скорость течения воды в слое на уровне уложенного на дно подводного трубопровода,

V = 0,9 x V_дон = 0,9 x 0,8 = 0,72 м/с,

V_дон=0,8 м/c-донная скорость воды;

D_н.и-диаметр трубопровода с изоляцией,0,729м;

P_X = 1,0 x 11000 x 0,72 x 0,729/(2 x 9,81) = 211,88H/м;

Вертикальная  составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода:

P_y=C_y x g_в/(2Xg) xv ²xD_н.и,  (    );

C_y- гидродинамический  коэффициент  трубы,зависит от  числа Рейнольдса;

Re=VxD_н.и/n,  (    )

n = 1,0 x 10^-6м²/c-кинематическая вязкость воды;

Re = 0,72 x 0,729/1 x10^-6 = 524880;