Подводный переход нефтепровода Омск-Иркутск через р.Оку, страница 21

z/a = 1,7/1,871 = 0,9          σ_zmax/ φ_xmax = 0,8496,(     );

σ_zmax = φ_xmax x 0,8496 = 171,6 x 0,8496 = 146 кПа;

Расчетное давление от подвижного транспорта:

q_п = n_п x σ_zmax,  (      );

n_п-коэффициент надежности по нагрузке от подвижного транспорта,1,1, [  ];

q_п = 1,1 x 146 = 160,6 кПа;

Расчетное поперечное сжимающее усилие в наиболее напряженном сечении футляра, отнесенное к единице длины футляра:

N = -r_ф x  (q_гр.в + q_п),  (     );

N = -0,51 x (30,672 + 160,6) = 97,55 кН/м;

Расчетный изгибающий момент в наиболее напряженном сечении футляра,отнесенная к единице его длины:

M =c x r²_ф x (q_гр.в + q_п-q_гр.б),  (     );

c-коэффициент,учитывающий всестороннее сжатие,0,25, [    ];

M = 0,25 x 0,51² x (30,672 + 160,6 - 18,96) = 11,2 Кн;

Толщина стенки футляра:

δ_ф = - N/R₂ + Ö(N/2 x R₂)²+6 x m/ R₂ ,  (     );

δ_ф = (- 97,55/2 x 343,33) + Ö(97,55 x 10^-3/2 x 343,33)² + 6 x 11,2 x 10^-3/343,33 =

= 0,011978 м.

Принимаем толщину стенки δ_ф = 12 мм.

Расчет напряженного состояния трубопровода при изоляционно-укладочных работах

Изоляция и укладка трубопровода в проектное положение на дно траншеи может осуществляться совмещенным или раздельным способами. И в том и в другом случае в качестве расчетной схемы принимают упругую изогнутую ось трубопровода.

Исходными данными к расчету являются:

g_тр - вес единицы длины трубопровода,2116 H/м;

G_из  - вес изоляционной машины,58 кH, [    ];

G_оч  – вес очистной машины,69,3 кH, [    ];

h_из- высота подъема изоляционной машины, 2м;

h_оч - высота подъема очистной машины,1м;

I - осевой момент инерции поперечного сечения трубы, 0,153913 x 10^-2м⁴;

W - момент сопротивления сечения трубы,8,67 x 10^-3м³;

h_т - глубина траншеи,1,7м;

B - ширина траншеи по дну,1,5м;

φ_гр - угол внутреннего трения грунта, 22˚

В расчетах сделано следуещее допущение: изоляционная машина с первым краном-трубоукладчиком то есть l_из = 0, а высота подъема трубопровода первым трубоукладчиком h₁ равна высоте подъема изоляционной машины h_из.

Расстояние l₁ от точки касания трубопроводом земли до первого трубоукладчика определяется из условия равенства максимального изгибающего момента в пролете и изгибающего момента в точке подъема трубопровода первым трубоукладчиком.

 

l₁ = 2,46 x ⁴ÖE x I x h_из/g_тр, (     );

 

l₁ = 2,46 x ⁴Ö2,1 x 10¹¹ x 0,153913 x 10^-2  x 2/2116 = 57,133 м;

Аналогично расстояние l₄:

 

l₄ = 2,46 x ⁴Ö E x I x h_оч/g_тр,   (     );

 

l₄ = 2,46 x ⁴Ö2,1 x 10¹¹ x 0,153913 x 10^-2 x1 /2116 = 48 м;

Наиболее протяженным,а следовательно, и наиболее напряженным  является пролет l₁, поэтому достаточно проверить трубопровод на прочность в пределах этого пролета. Максимальный изгибающий момент в пролете M_Х и момент в точке подъема трубопровода краном-трубоукладчиком M₁ равны между собой по абсолютной величине:

M_Х = |M₁| = 0,518 x ÖE x I x h_из x g_тр ,  (    );

 

M_Х = 0,518 x Ö2,1 x 10¹¹ x 0,153613 x 10^-2 x 2 x 2116 = 0,6 МН x м;

M₁ = - 0,6 МН x м;

Условие прочности имеет вид:

|M| < R₂ x W,  (    );

|M| = 0,6 МН x м < 270 x 8,67 x 10^-3 = 2,34 МН x м;

Как видно, моменты M_Х и M₁ условию прочности удовлетворяют.

Для расчета расстояний l₂ и l₃ необходимо определить значение комплексов:

комплекс 1: 0,164 x h_оч/h_из = 0,164 x 1/2 = 0,082,  (    );

комплекс 11: 0,164 x (h_оч + h_т)/h_из = 0,164 x (1 + 1,7)/2 = 0,2214,  (     );

По этим значениям комплексов определяют значения α = 1,5 и β = 1,85.

Расстояние l₂:

l₂ = 2,46 x (β - α) x ⁴ÖE x I x h_из/g_тр,   (     );

l₂ = 2,46 x (1,85 - 1,5) x 23,22 = 20 м;

Расстояние l₃:

 

l₃ = 2,46 x (α - 1) x ⁴ÖE x I x h_из/g_тр,  (     );

l₃ = 2,46 x (1,5 - 1) x 23,22 = 29 м;

Усилия на крюках трубоукладчиков: