МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИИ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

0!

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов

инструкция

ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ УТЯЖЕЛЯЮЩИХ ГРУЗОВ И АНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРОТИВ ВСПЛЫТИЯ ВСН 2 136-81

МОСКВА 1982

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов

-ВНИИСТ-

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ УТЯЖЕЛЯЮЩИХ ГРУЗОВ И АНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРОТИВ ВСПЛЫТИЯ ВСН 2-136-81 Миннефтегазстрой

МОСКВА198В

з. сшста ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ Г РУ ЗОЕ И АНКЙЙЩ УСТРОЙСТВ

3.1.    Выбор конструкций железобетонных грузов или анкерных устройств для балластировки и закрепления трубопроводов

на проектных отметках обусловливается следующими основными факторами :

схемой прокладки трубопровода;

мощностью торфяной залежи;

прочностными и деформационными свойствами подстилающих грунтов;

расположением участка трубопровода в плане и в профиле (наличием горизонтальных и вертикальных кривых);

методом и сезоном производства строительно-монтажных работ.

Конструкции железобетонных грузов и анкерных устройств приведены в приложениях I и 2.

3.2.    Седловидный железобетонный груз следует применять только для балластировки прямолинейных участков трубопроводов, уложенных на проектные отметки, на переходах через обводнен -ныв и заболоченные участки при мощности торфяной залежи не более глубины траншеи.

i3 производстве следует отдать предпочтение грузу типа УШ,более простому в технологии изготовления (по сравнению с седловидным) и обеспечивающему устойчивое положение на трубопроводе.

3.3.    Груз типа УСС (утяжелитель седловидный самозакреп -ляющийся) следует применять для балластировки трубопроводов на поворотах в горизонтальной плоскости, выполненных путем упругого изгиба и на подземных компенсаторах, где необходим значительный момент против опрокидывания при поперечных перемещениях трубопровода, а также на переходах через малые водные преграды.

3.^. Груз типа СУГ следует применять для балластировки трубопроводов диаметром до 1020 мм включительно на переходах через болота, обводненные участки и малые водотоки.

3.5. Груз конструкции УЖ (утяжелитель бетонный клиновидный) следует применять для балластировки трубоправ одев на пе-

10

ре ходах через болота различных типов с мощностью тордяяоп залежи, не превышающей глубину траншеи, на обводненных и заболоченных участках, а такке на переходах через малые водные преграды.

3.6.    Груз марки УБО (утяжелитель бетонный охватывающий) следует применять для балластировки трубопроводов на:

переходах через болота различных типов и малые водотоки;

вогнутых и выпуклых кривых и прямолинейных участках,при-легающих к ним;

углах поворота в горизонтальной плоскости;

участках выхода трубопровода на поверхность.

3.7.    Использовать анкерные устройства для закрепления трубопроводов на болотах следует только в том случае, если мощность Topia не превышает величины

Н =7 +Л

^пТОР<Р    Н    ТР    >

где А» - диаметр трубопровода, м,

и подстилающие минеральные грунты обеспечивают надежную работу анкеров.

3.8.    На участках, сложенных пучинистыми грунтами и на участках, где возможны продольные перемещения трубопровода, анкерные устройства до разработки и-внедрения специальных компенсационных приспособлений не применяются.

3.8.    Гарпунные анкера типов AB-I, АВ-П и АВ-Ш следует применять .для закрепления трубопроводов диаметром до 720 мм включительно согласно табл.З.

Таблица 3

Диаметр трубопровода

Цилиндрический АЗ-1 С ершом из прутьев ДЗ-П С поворотной лопастью АВ-Ы

3.10. Устройство анкерное ВАУ-1 и анкер раскрывающегося типа АР-401 следует применять для закрепления трубопроводов диаметром до 1420 мм включительно на переходах через болота, обводненные участки и малые водотоки.

II

3.II. При сооружении трубопроводов в зимний период анкера следует устанавливать в грунт немедленно после разработки траншеи» в этом случае работы по закреплению трубопроводов анкерами должны быть синхронно увязаны с производством основных видов строительно-монтажных работ.

’ № ' Схема конструкции груза Тип Разработчик Расход металла на I г бетона, кг Коаткое описание п.п _!_ груза конструкции конструкции груза 16 УБО ВНШЗТ Седло- ВНИПИтрансгаз видный

Железобетонный прямоугольный параллелепипед, на одной из граней которого выполнена цилиндпмче-ская выемка УСС ВНИИСТ, Адсалямов-скш комбинат СК и М СУГ Трест Леягазсдец-строй В стойках седловидного груза выполнены проемы, в которых шарнирно вмонтированы прижимные зле шиты УШ Трест Самотлортоу-бодровсщстрсй ,ГТУ Миннефтегаз с т роя Две полсвлшш седло-видного груза соединены цилинд ои че ским шарниром Седловидный груз с выемкой, обесдечи- u вающей контакт *g груза с трубодро- ” бодом по двум ли- § ниш    ® § 18 16 28 Конструкции железобетонных грузов Два железобетон- л ных блока со ско- м саки, соединенные между собой металлически ;:л доясаш

---

СОДЕРЖАНИЕ

1.    Общие положения .......................... 3

2.    Основные расчетные положения............. 4

3.    Области применанял различных конструк

ций железобетонных грузов и анкерных устройств ................................ 10

Приложении.................................. 13

ИНСТРУКЦИЯ

по выбору и применение различных типов утяжелявших грузов и а «серных устройств для закрепления магистральных трубопроводов против всплытия ВСН 2-136-81 Миннефтегазстрой

Редактор А. И. Зарецкая    Корректор С. Л .Михайлова

Технический релактор TJ3.Eeрешева

Л-76686    Подписано    в    печать 12/Ш 1982г. Формат 60x84/16

Печ.л. 1,0 Уч.-изд.л. 0,8    Бум.л. 0,5

Тираж 1000 экз._Цена    8 коп. Заказ I»_

Ротапринт ВНИИСТа

УДК 621.643.624.138•002*73

Настоящая Инструкция разработана на основе проведения сравнительных испытаний различных конструкций утяжеляющих железобетонных грузов и анкерных устройств, применяемых для балластиоовки и закрепления магистральных трубопроводов на проектных отметках в условиях обводнённой и заболоченной местности.

При составлении Инструкции был обобщен опыт работ строительно-монтажных организаций Миннефтегаз -стооя по сооружению матстоальных трубопроводов в заболоченных районах Западной Сибири и Крайнего Севера.

В разработке Инструкции принимали участие:

Васильев Н.П., Ткачев В.Г., Поляков В,К,, Решетников А.Д., Айнбиндер А.Б., Матросов А.И., Михайленко М.Е., Гадало-ва Н.В., Горохова ГД. сБНюисТj; Сумароков В.С., Желуд-ков Н.Н. (Южниигипрогаз;; Суворов Л.Н., Иванов Ю.Н., Амелин Г.с. (Гипроспецгаз); шукаев БД. (Севертрубопровод-строй).

Замечания и предложения по Инструкции направлять по адресу: 105053, Москва, Окружной проезд, 19, ВНИИСТ* ЛЭИ.

(5) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (ВНИИСТ)_f 1982

i. обще подагашя

1.1.    Настоящая Инструкция предназначается для выбора и применения различных типов утяжеляющих грузов и анкерных устройств для балластировки и закрепления на проектных отметках магистральных трубопроводов, прокладываемых в условиях обводненной и заболоченной местности, с целью ооеспечения их устойчивого положения*

1.2.    Для балластировки и закрепления трубопроводов следует применять только те конструкции железобетонных грузов и анкерных устройств, па которые имеются акты привнеси и протоколы проверочных испытаний, утвержденные руководством, Миянеф-тегазстроя.

1.3.    При выборе конструкции железобетонного груза или анкерного устройства необходимо учитывать природно-климатические и гидрогеологические условия строительства, методы производства строительно-монтажных работ, надежность и стоимость конструкции.

1.4.    При выборе конструкций и выполнении работ по балластировке и закреплению магистральных трубопроводов утяжеляющими железобетонными грузами и анкерными устройствами необходимо руководствоваться следующими нормативными документами:

а)    СНиП Ш-42-80 "Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ". М., Стройиздат, 193и;

б)    СНиП П-45-75 "Магистральные трубопроводы. Нормы про -актирования". М., Стройиздат, 1975;

Разработана лабораторией производственных экспериментов ВНИИСТа и отделом магистральных газопроводов Гипроспецгаза

в)    "Инструкцией по приме не нша_т винт овы х анкерных устройств для закрепления трубопровсдо^Ш^ШШ р^. ВНИИСТ, 1978;

г)    Технологическими картами по монтажу ут яке давших хеле-лезобетонных грузов, разработанными Оргнефтегазстроем.

2. ОСНСВНЫВ РАСЧЕТНОЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. В соответствии с формулой (27) CHall П-45-75 проверку против всплытия трубоправсдов, прокладываемых на болотах, обводненных и заболоченных участках, следует производить по расчетным нагруакам и воздействиям из условия

в    Ч)

где Б - необходимая величина пригрузки Свес балласта дод водой) или расчетного усилии анкерного устройства, приходящаяся на трубопровод длиной I м, кг с/м;

/Г_м- коэффициент безопасности по материалу, принимаемый равным:

I - для анкерных устройств;

1,05 - для железобетонных грузов;

1,07 - при сплошном обетонироваиия в опалубке;

1,1 - при сплошном обетонированш методом торкретирования*

При балластировке плотным (не разжиженным) грунтом:

1,2 - для газопроводов диаметром до 1020 мм;

1,4 - для газопроводов диаметром 1020 нм и более;

К_нв - коэффициент надежности при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимается равным 1,05 для болот, водоемов пои отсут -ствии течения воды, пойм рек и периодически заливаемых участков Юг-яой обеспеченности;

Q- расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод (с учетом изоляции я футеровки), определяемая по формуле v5), кгс/м;

4

^_тр- расчетный вес трубопровода (с учетом изоляции и футеровки) на воздухе, кгс/м;

5изг~ расчетная величина пригрузки (вое балласта под водой), необходимая для изгиба трубопровода по заданной кривой дна траншеи, определяемая из условия прилегания трубопровода ко дну траншея, кгс/м,

8 EJ

⁶"*^г=9 J3У

Я ³² ЕЗ

^ди»^г“ д р‘р³

В формулах (2) и (3):

J - момент инерции сеченая трубы на рассматриваемом участке,

р - угол поворота оси трубопровода, рад; р - радиус упругого изгиба оси трубопровода, см; б_прс- расчетная величина пригрузки (вес балласта под воде!), необходимая для предотвращения подъема трубопровода на криволинейных участках в вертикальной плоскости под воздействием внутреннего давления и изменения температур: стенок труб, кгс/м:

я ^S    U)

“пас ~ ~J)~ ’

где S - эквивалентное продольное осевое усилие, определяемое по формуле (26) СНиП В-45-75;

Члаг ~ расчетный вас продукта на воздухе, дополните ль -яых обустройств в воде, а такав обледенения в воде при транспортировке продукта с отрицательной температурой, кгс/м.

(5)

2.2. Выталкивающая сила воды, приходящаяся на единицу длины полностью погруженного в воде трубопровода при отсутствии течения воды, определяется по формуле

9,-ФЛф.

где Д_и - наружный диаметр трубы с учетом изоляционного покрытия и футеровки, м;

-    объемный вес воды с учетом растворенных в ней солей, кгс/м³

Примечание. При проектировании трубопроводов на участках, сложенных грунтами, могущими перейти в жидкопластическое состояние, при опоеделении выталкивающей силы следует вместо объемного веса вода принимать объемный вес разжиженного грунта, определяемый по данным инженерных изысканий,

2.3.    Расчетный вес трубопровода (с учетом изоляции и футеровки) на воздухе определяется до формуле

где Д_н - наружный диаметр трубопровода, м;

$    - толщина стенки трубопровода, м;

-    вес изоляционного покрытия, кгс/м; фффу,- вес ^утеровсчного покрытия, кгс/м.

2.4.    Расчетный вес продукта на воздухе (кгс/м) определяется следующим образом.

Для газопроводов:

и>‘^прд‘‘» ■    ^м

Цля нефтепроводов;

где П - коэффициент нерегрузки, принимаемый по табл.12 СНиП 11-45-75;

Р - нормативное давление газа, кгс/см^;

Д_вн- внутренний диаметр трубопровода, м;

Д - объемный вес транспортируемой нефти или нефтепродукта, кгс/м³.

2.4. Вес одиночного железобетонного груза в воде оппе-деляется по формуле

Бгр = РгГ^У1>    Ы

6

где Pj - вес железобетонного груза на воздухе, кгс;

- объем железобетонного груза, м³; v- - объемный вес жидкой соеды погружения трубопровода, кгс/м³.

2.5.    Расчетное усилие винтового анкерного устройства определяется з соответствии со СНиП П-45-75 с учетом прочностных и деформационных свойств грунтов.

2.6.    Расчетное удерживающее усилие гарпунных анкеров в зависимости от грунтов приведено в табл.1.

Таблица I

Груша грунтов Грунты Расчетная нагрузка на анкерное устройство, включающее два анкера, кгс Конец эткция анкера [Цилиндр С ершом из прутьев АВ-П С поворотной лопастью АВ-Ш I Мягколластичные глины я суглинки, пластичные супеси 1200 2500 5150 и Мелкие, плотные и средней плотности пески, полутвердые тугопластичные глины и суглинки 1800 5400 8250 ш Гравелистые, крупные, средней крупности пески, твердые супеси, твердые глины и суглинки 2100 8000 10200

2.7. Расчетное удерживающее усилие для анкеров (раскры -веющегося типа АР-401 и винтовых) определяют по формуле

&анк - % ^ГР ^анк ^тАнк *

где 2 - число анкеров в одном анкерном устройстве;

/(_гр- коэффициент однородности грунта, принимаемый равным 0,6 (при определении Банк но результатам испытаний принимается равным 0,7);

Манн - максимальная (критическая) нагрузка на один анкер,

7

определяемая по формуле (II) или по результатам испытаний, кгс;

/Ялик- коэффициент услший работы, принямаешй равным 0,5 при Z < 2 и 0,4 при Z > 2.

2.8. Максимальная (критическая) нагрузка на один анкер (раскрывающегося типа и винтового) определяется по формуле

^AHH^s(AC*Bfk)F,    (II)

где А и В - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения в рабочей воне, принимаются по табл.2;

Таблица 2

Нормативный угол внутреннего трения грунта в рабочей зоне Значения коэффициентов А Т в Ю 6,2 2,1 12 6,6 2.4 14 7.1 2,6 16 7.7 3,2 18 8,6 3,8 20 9.6 4.5 22 П.1 5,5 24 13,5 7.0 26 16,8 9,2 28 21,2 12,3 30 26,9 16,5 32 34,4 22,5 34 44,5 31,0 36 59,6 44,4 С - величина сцепления грунта в рабочей зоне, тс/м2;

J'- средневзвешенный объемный вес грунтов, залегающих от дна траншеи до отметки заложения лопастей анкера, то/м3; ft - глубина заложения лопастей от дна траншеи, м; F - площадь лопастей анкера, м^.

2.9* Расстояния между анкерными устройствами необходимо определять из двух условий:

несущей способности анкера

L s    №>

где Б*нк - расчетное усилие на анкерное устройство, кгс;

Б - необходимая величина расчетного усилия анкерного устройства, приходящаяся на трубопровод длиной I м и определяе?лая по формуле (I); обеспечения устойчивости. При этом паи определения критической силы необходимо учитывать начальный изгиб трубопровода.

Расстояние мезду анкерными устройствами, определенное из двух условий, принимается меньшее.

2.Ю. Расстояние между железобетонными грузами определяют по формуле

?■    Б гр

Ls—>    (13)

где Б_гр - величина пригрузки, действующая на трубопровод против его всплытия от одиночного груза и определяемая по формуле (&), кгс.

2.II. Трубопровод, закрепляемый на проектных отметках анкерными устройствами и железобетонными грузами, проверяют на прочность, деформацию и общую устойчивость в соответствии с требованиями СНиП П-45-75.

2*12. При установке анкерных устройств необходимо осуществлять контрольное выдергивание анкеров в соответствии с положениями "Инструкции по применению винтовых анкерных уст-ройств для закрепления трубопроводов"    М.,

ВНИИСТ, IS78.