МИНИСТЕРСТВО нефтяной промышленности

ВНИИСПТнеФть

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПЕРЕПАДА. РД 39 - 30 - 613 - 81

1982

Министерство нефтяной промышленности

Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов

ВНИИСПТнефть

УТВЕР2ЩЕНА первым заместителем министра В.И.Кремневым 5 ноября 1981 г.

МЕТОДИКА

ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПЕРЕПАДА

РД 39-30-613 - 81

1962

4. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ОДИНОЧНЫХ ГРУЗОВ И АНКЕРОВ НА КРИВОЛИНЕЙНОМ УЧАСТКЕ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА,

ВЫПОЛНЕННОМ КОЛЕНОМ

4.1.    На Ъыпуклом*рельефе местности под действием продольных сжимающих усилий происходят вертикальные поперечные и продольные перемещении трубопровода в сторону угла поворота.

4.2.    Максимальные поперечные перемещения и продольные напряжения возникают в середине изогнутого участка, в сечении 00

( см.рис.1).

4.3.    С целью уменьшения поперечных перемещений и продольных напряжений применяется пригрузка сплошными и одиночными грузами и закрепление трубопровода анкерами. Методикой подразумеваются общепринятые решения железобетонных и чугунных пригрузов. Для трубопроводов, свободных от продольных перемещений, допускается закрепление анкерными устройствами, аналогичными применяемым для закрепления труб против всплытия ( см.рис.5).

4.4.    От схемы размещения грузов и анкеров зависят значения продольных напряжений и перемещений трубопровода. Наиболее целесообразно грузы и анкера размещать непосредственно на вершине угла поворота. Имеется предельное расстояние размещения одиночного груза или анкера от поворота. Размещение груза и анкера на расстояние, превышающее предельное, не приводит к снижению перемещений и напряжений.

4.5.    Предельное расстояние размещения одиночного груза от поворота определяется по формуле

^прод ⁼    ( 20    )

4.0. Максимальные предельные напряжения в трубопроводе определяются по формуле

( 21 )

бопровода и определяемое в соответствии с п.4.8. Н;

П - изгибающий момент в середине изогнутого участка, н.м., определяемый в соответствии с п.4.7.;

IV - момент сопротивления поперечного сечения трубопровода, м3;

4.7. Наибольший изгибающий момент определяется по формуле

где О п.2.10;

J - момент инерции сечения трубопровода* м‘

</> - половина угла повор *а трубопровода, рад., принимаемого по проекту ( 0<2$£1,5707 рад.),

СО - безразмерный параметр изгибающего момента, определяемый в соответствии с п.4.12.

4.8. Продольное усилие, действующее на изогнутом участке трубопровода, определяется по формуле

( 23 )

где ft - безразмерный параметр сжимающего усилия, определяемый в соответствии с п.4.13.

4.9.    Максимальные поперечные перемещения ( прогиб ) трубопровода определяются по формуле

<“>

где V - безразмерный параметр прогиба, определяемый в соответствии с п.4.14.

4.10.    Длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от угла поворота, определяется по формуле

L-аШ^е,    ' = »

где Cf - безразмерный параштр изгиба, пределяемый в соответствии с п.4.11.

Параметр С/ может иметь значения в интервале *7<^7'<4,49.

4.11.    Безразмерный параметр изгиба Of определяется решением уравнения

( 26 )

где - безразмерный параметр начального сжимающего усилия, определяемый по формуле

( 27 )

где /У_в - начальное сжимающее усилие, определяемое по п.2.7 Безразмерный параметр Z. определяется по формуле

У? <7

где р - сопротивление продольным перемещениям трубопровода по п.2.11.

4.12, Безразмерный параметр изгибающего момента определяется по формуле „    а-*    ,\

[^COcoi(f-&dsa[V'S№^ _}

+    W    W. .    у-у-

эрмуле

п -    С    30    )

- расстояние от поворота до местонахождения п-го груза;

С/₀ - безразмерный параметр кривой вставки определяется по формуле

( 31 )

Здесь /? - радиус кривизны колена, м ^/7~ безразмерный параметр одиночного груза определяется согласно

^ <«>

гдеPfj - вес п-го одиночного груза;    ч/

- безразмерный параметр одиночного груза, установленного на повороте.

4.13. Безразмерный параметр сжимающего усилия К определяется по формуле

о₀ + 5О1(&'-0₀) a -cos Cq-Oo)

4.14. Безразмерный параметр прогиба / определяется по формуле

^    f-dso)    ~    ₍₃₄₎

* %P-OiK. ^fo-On'i-Tnosofyscnfo-Q,)^

t    -%)+..    ttySifi/b-Qi)*... +У/,5o7 fo -On)]J

4.15.    Характер перемещений подземного трубопровода на углах поворота под действием продольных сжимающих усилий зависит от конструкции угла поворота, геометрических характеристик трубы и характеристик грунта.

4.16.    Начальное сжимающее усилие, приводящее к потере общей

устойчивости трубопровода в продольном направлении, определяется по формуле    3 /-

Nap /&(-§?),    ^{( 35 }}

где Jj/ip- безразмерный параметр, равный максимуму кривых зависимостей параметра изгиба 0 от параметра начального сжимающего усилия jQ,

Влияние одиночных грузов на напряженно-деформированное состояние трубопроводов можно проследить на конкретном примере. ( Приложение 3 ).

5. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ НА ПОВОРОТАХ,

ВЫПОЛНЕННЫХ КОЛЕНАМИ И ПРИГРУЗйЕННЫХ СПЛОШНЫМИ ГРУЗАМИ

5.1. Эффективность использования грузов, для снижения перемещений и напряжений, зависит от длины пригружонного участка и интенсивности пригрузки. Более аффективно Увеличение интенсивности сплошной пригрузки в области угла поворота трубопровода. Увеличение только длины пригруженного участка, при постоянной интенсивности пригрузки, мало эффектнойо. Имеется предельная длина пригруженного участка трубопровода, больше которой практически уменьме-ние перемещений и напряжений на происходит.

5 2. Предельная длина пригруженного участка трубопровода определяется по формуле    .

.    L/p.c/j    ** 0,75 L ₉    (    36    )

где С - длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от угла поворота, м, определяемая по п. 5.7.

5.3.    Максимальные продольные напряжения в трубопроводе определяются в соответствии с п. 4.6.

5.4.    Наибольшие изгибающие моменты определяются по формуле (22), где СО определяете * в соответствии с п. 5.9.

5.5.    Продольное усилие, действующее на изогнутом участке трубопровода, определяется по формуле (23), где А определяется в соответствии с п.5.10.

5.6.    Максимальные поперечные перемещения трубопровода определяются по формуле (24), где I/ определяется в соответствии с п.5.11.

5.7.    Длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от угла поворота определяется по формуле (25), где Ct определяется в соответствии с п. 5.8.

5.8.    Безразмерный параметр изгиба О определяется по формулам (26), (27), (28).

^ О¹    37    )

^afcosfp-a^cosa} ^[cosfp-o_n)-coso]_}

5.9.    Безразмерный параметр изгибающего момента О определяется по формуле л. ^

■^k+CDSCh

где - безразмерный параметр, равный ^ •За.;

- интенсивность сплошной нагрузки.    ^

i

frrSjnPa •J2*L

5.10.    Безразмерный параметр сжимающего усилия /f определяется по формуле

( 38 )

. a-tga+fifo

О о    ^u    О q

5.И. Безразмерный параметр прогиба определяется по формуле

а

/%- У [ СОS(Q-Qо)__/    _    q₀ J / д л у »

i^m    Ш1&■£*>-Si °'    * Alfj-dso)-

( 39 )

- ¥/- -ш -«- л' ■

5.12.    Характер перемещений подземного трубопровода на углах поворота под действием продольных сжимающих усилий зависит от конструкции угла поворота, геометрических характеристик трубы, длины пригруженного участка и интенсивности пригрузки.

5.13.    Начальное критическое сжимающее усилив, при котором происходит иотеря общей устойчивости трубопровода в продольном направлении ^определяется по формуле (35).

Влитие сплошной нагрузки на напряжения и перемещения трубопровода показано на примере ( приложение 3).

is

6. ВЫБОР СХЕМЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА ОТ ПРОДОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

6.1.    С целью увеличения сопротивления продольным перемещениям трубопровода применяется пригрузка утяжеляющими грузами или анкерами ( рис. 4.5).

6.2.    В зависимости от несущей способности пригруэов определяется необходимое их количество. При установлении нескольких пригрузов, для их равномерного нагружения, трубопровод в местах установки пригрузов должен иметь возможность некоторого продольного перемещения. В местах установки пригрузов, расположенных к повороту, трубопровод должен иметь возможность максимального перемещения, Эти пригрузы должны быть размещены на неизогнутых участках, которые получают продольные смещения.

6.3.    Места размещения пригрузов определяют из условия

+ L    (40)

где С_с' - расстояние от вершины угла поворота до места размещения С SO анкера;

L - длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от поворота;

L - длина неизогнутого участка, вдоль которого происходят продольные смещения трубопровода

L -    ”,    (4i )

/у. - определяется по (7);

/У*- продольное усилие на изогнутом участке трубопровода определяется по формуле (32)1

+    -    суммарная    удерживающая способность анкеров, уста

новленных с одной стороны от поворота;

Р - сопротивление продольным перемещениям трубопровода по форк/-ле (II).

6.4.    Максимально продольные напряжения в трубопроводе при закреплении его пригруэпми от продольных перемещений определяются в соответствии с формулой (21).

6.5.    Наибольшие изгибающие моменты определяются по формуле (22), где U) определяется в соответствии с формулой (48К

6.6.    Продольное усилие, действующее на изогнутом участке, определяется по форцулс (23), где Л* определяется d соответствии с формулой (49).

6.7.    Длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от угла поворота определяется по формуле (25).

6.8.    Безразмерный параметр С/ определяется по формулам (42), (27) и (28).

j3-e

6.9.    Безразмерный параметр начального сжимающего усилия определяется по формуле

( 42 )

где

( 43)

VtU *    7    /    '

п - определяется в соответствии с формулой (49);

Z - определяется в соответствии с формулой (28);

определяется в соответствии с формулой (60). ^у 6.10. Продольные перемещения трубопровода в месте размещения анкера определяются по формуле

Uzf

L

где

^и±г^Ыш    (л-V^f»    ⁽⁴⁴⁾

( 45 )

6.U. Рассматривается схема закрепления трубопровода от продольных перемещений с равномерным нагружением анкеров, что позволяет осуществить выбор одинаковых анкеров.

6.12. Поскольку удерживающая способность С-SO анкера определяется формулой

Тс ~ hoc Pi ,    <    « >

то равномерное нагружение анкеров, т.е. будет обеспеиено, если выполнится условие

С,и^с_г U_z~..~c_L Ui -CnUn

где Сi ^в Нос Cpi - отаорность грунта;

/£•- козффициент отпорности грунта; qQ. - эффективная ширина подошвы анкера.

^с Если,например, анкер выполнен в виде кругового кольца вокруг подземной трубы, то равен площади этого кольца.

При равенстве коэффициентов отпорности грунта в местах размещения анкеров имеем

~&Ui~...~cp_nUn

т.е. анкеры, расположенные ближе к повороту, должны иметь меньшую    *    чем    остальные.

При равенстве ^х^^З”* • • грунт, в месте расположения ближайшего к повороту анкера, должен иметь меньший tip- , чем у других анкеров.

Из условий ( 46) и ('*7) также имеем, что с целью получения большего эффекта ( Ti - большего ) от анкера, его следует расположить ближе к повороту с соблюдением условия (40).

6.13. Безразмерный параметр изгибающего момента опрзделяется ро

формуле    у    уу    у    ^

{('cosa~ⁱ/

где Оо - определяется по формуле (31),

О - определяется по п.б.9.

определяется ( 49 )

6.14. Безразмерный параметр сжимающего усилия по формуле    a~tg#

у- ЖШ -tqQ ШСО=Я'),

Оо    *    Сто

6.16.    Безразмерный параметр прогиба определяется по формуле

V- jr[Фсо$$^с) - Я    i(^Ai ~ся$^{ 50 >

6.16.    Максимальное поперечное перемещение трубопровода определяется по формуле (24).

6.17.    Начальное критическое сжимающее усилие определяется по формуле (35), где безразмерный параметр Ji^p равен максимуму кривых зависимостей параметра изгиба О оi* параметра начального сжимающего усилия.

7. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ОДНОПРОЛЕТНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТРУБОПРОВОДОВ

7.1.    ОднопролетныП переход на выпуклом рельефе местности выполнен коленом.

7.1.1.    Напряжении и перемещения трубопровода ня однопролетчмх переходах зависят от длины перехода. Имеется критическая длине перехода, при которой напряжения в труб: максимальны длг чанных условий строительства и эксплуатации.

7.1.2.    Формула для определения параметра критической длины перехода при выполнении поог/отя коленом имеет вид

б"# о,ооп140,.тог40*с.огзг4-о,ояз^ -о.езбт* ( si )

^,U0,3C90'V7<7, .0,C47S«ipC_tII532£Г*-0,035Щ{ *0,ОС4Т^*

где ^ - безразмерный параметр, определяемый по формуле ^ =*    j

Чгр - предельная несущая способность грунтовой засыпки по''' п.2.10,

Qp - вес единицы длины трубопровода с продуктом.

7.1.3.    При назначении длины перехода следует учесть выражение (51). Длина перехода при выполнении поворота коленом должна удовлетворять условию $<&/)р или &лр * где

^p-^OfipjЫ    <р '⁵² ’

7.1.4.    Для обеспечения 'возникновения наименьших напряжений, длину перехода следует принимать из условий

.    6>Q9L,

где L - длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от угла поворота, определяемая по п.7.1.9.

7.1.5.    Максимальные продольные напряжения трубопровода определяются в соотьетстгии с п.4.6.

7.1.6.    Продольное усилие, действующее на изогнутом участке

трубопровода, определяется по формуле_

( 53 )

7.1.7. Наибольшие изгибающие моменты определяются по формуле

(

л- mL щш¹

(Ойент:

54 )

( 55 )

7.1.8. Максимальные поперечные перемещения трубопровода определяются по формуле _я_

где ^ - определяется в соответствии с п.7.1.13.

L- а&4г

7.1.9.    Длина изогнутого участка трубопровода в одну сторону от угла поворота определяется по формуле

JLsL. tq У    (    56    )

г ^ Чтр "

7.1.10.    Безразмерный параметр# определяется по формулам (26), (27) и (28).

IIU фирму ли    7

- р[{ко

7.1. II. Безразмерный параметр изгибающего момента определяется по формуле

UJ

где Q₀ - определяется по формуле (31);

if.

» при UL , при 8

где 8 - длина перехода, м,

8₀- безразмерный параметр длтгы перехода.

7.1.12.    Безразмерный параметр сжимающего усилия Н определяется по формуле

q-tg&+ $ (o-tcjcj-So +    )    (    59    )

7Тьыо-ос)-too cosca-oof Q_a ^J a*

7.1.13.    Безразмерный параметр прогиба определяется по формуле

7.1.14. Начальное критическое снимающее усилие, приводящее к потере общей устойчивости трубопровода, определяется по п.4.1б.

7.2. Однопролетный переход на выпуклом "рельефе местности выполнен упругим изгибом,

( 61 ) ( 62 )

7.2.1. Рассмотрим однопролетный переход трубопровода, если поворот выполнен упругим изгибом. Критическая длина перехода определяется из выражения

M.jL

9rp *

7.2.2.    Для обеспечения возникновения наименьших напряжений длину перехода следует принимать из условия

S^QSL , StO.gL ,

где L - длина изогнутого участка трубопровода,определяемая по пункту 7.2.10.

7.2.3.    Максимальный изгибающий момент определяется по форму-

^ле    М    _t    (    бз    )

где Ц) - безразмерный параметр изгибающего чомента, определяемый в соответствии с п. 7.2.4.

fi₀ - амплитуда начального прогиба, определяемая в соответствии с п. 7.2.7.

7.2.4.    Безразмерный параметр изгибающего момента для упруго-искривленных однопролетных переходов определяется по формуле

Методика разработана лабораторией надежности нефтепроводных труб отдела надежности магистральных нефтепроводов и сектором технологии АЗР лаборатории техники и технологии АВР института ЬНИИСПТнефть.

В настоящей редакции Методики учтены замечания и предложения институтов ВНШСТ, Гипротрубопровод, Окгипронефтепровод, Гилро-тюменнефтегаз и других отраслевых институтов, а также ведущих предприятий Главтранснефти Миннефтепрома.

Методика является руководящим документом для организаций, осуществляющих проектирование и эксплуатацию линейной части магистраль ных трубопроводов.

Методика разработана кандидатами технических наук А.Г.Гумеровым, Н.Ш.Тимербаевым, Х.А.Азметовым, инженером Р.А.Фат-куллиной при участии конструктора Г.И.Лошадкиной и инженера Г.М.Мазина.

Замечания и предложения просим направлять по адресу:

450055, г.Уфа-55, проспект Октября, 144/3, ВНИИСПТнефть.

где L ~ длина изогнутого участка трубопровода;

/7/ЭС/С ^Lo_t С/

( 65 )

Lc - длина волны начального прсгиба;

С/ф - безразмерный параметр длины волны, определяемый в соответствии с п.7.2.5;

к - параметр, определяемый по п. 7.1.2;

£ - безразмерный параметр определяется по формуле ( 58 ).

ifWk

О_л

7.2.5. Безразмерный параметр дпины волны начального упругого прогиба определяется по формуле

( 66 )

где L₀- длина волны начального прогиба, м.

Параметр О₀ может иметь значения в интервале

К

7.2.6.    Безразмерный параметр сжимающего усилия огопределяется по

Н Q-tQa^bh^fofa-&)-b}Q&^cas(7-S.)] ]    _(б? )

„ a-tga-k {a-6_c-scn(b-b)-tga[Kos(a-8,)]}

‘    J,i >C.

7.2.7.    Зависимость между амплитудой, длиной волны и радиусом кривизны начального упругого прогиба трубопровода определяется по

^4w    <«*>

‘    гту    *

где ф - радиус кривизны упруго-искривленного участка, м.

7.2.8.    «Максимальные продольные напряжения в трубопроводе опре-

f).

где /у - продольное усилие, действующее на изогнутом участке трубопровода, определяется согласно формула

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Методика выбора рациональных конструктивных решений прокладки трубопроводов с учетом температурного перепада ___________РД-39-30-613-81______________

( вводится впервые )

Приказом Министерства нефтяной промышленности от 13 ноября 1981 года 613

Срок введения установлен c0I.0I.82. Срок действия до    01.01.87.

Настоящий руководящий документ распространяется на подземные трубопроводы для транспортирования нефти, нефтепродуктов и газов и устанавливает порядок расчета на прочность, устойчивость стенки трубы и общую устойчивость в продольном направлении криволинейных участков трубопроводов конструктивно выполненных коленом и пригру-женных одиночными, сплошными пригрузами, а также на однопролетнке переходы, где поворот выполнен коленом, упругим изгибом.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Методика распространяется на линейную часть подземных магистральных трубопроводов.

1.2.    Методика разработана в развитие главы СНиП П-45-75 "Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования**.

1.3.    Методика позволяет выполнить расчет на прочность, устойчивость стенки трубы и общую устойчивость трубопроводов в продольном направлении на поворотах в вертикальной плоскости на "выпуклом** рельефе местности, а также открытых однопролетных переходов.

1.4.    Методика составлена для подземных трубопроводов, проложенных в глинистых, песчаных и т.п. грунтах и но распространяется на трубопроводы, прокладываемые на болотах, в торфяных и вечномерзлых грунтах.

1.5.    Повороты подземных трубопроводов, конструктивно выполненные коленом и упругим изгибом, имеют радиус кригизны колен

5 Дн.

1.6.    Для снижения перемещения трубопровода применяется пригрузка.

1.7.    Пригрузка осуществляется как одиночными, так и сплошными грузами.

1.8.    Для трубопроводов, свободных от продольных перемещений, допускается закрепление анкерными устройствами, аналогичными применяемым для закрепления труб против зсплытия, в табл. I даны размеры утяжеляющих грузов, гэятые по работе [Zj .

Таблица I

Наружный диаметр трубопровода, м	Внутренний радиус груза, м	Объем груза, м3
I	2	3
0,325	Чугунные кольцевые 0,207	0,036
0,520	0,305	0,107
0,720	0,400	0,214
0,820	0,450	0,214
1,020	0,550	0,286
1,220	0,650	0,428
0,325	Железобетонные кольцевые 0,205	0,178
0,530	0,305	0,536
0,720	0,400	1,070
0,325	Армобетонные серповидные 0,220	0,14
0,530	0,330	0,69
0,720	0,480	1,37
0,820	0,480	1,37
1,020	0,590	1,37
1,220	0,680	1,82
1,420	0,780	2,30
1.0. Расчет трубопроводов на углах поворота на "выпуклом"
рельефе местности выполняется по деформациям.

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ, ВОЗНИКАЙТЕ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Основными нагрузками и воздействиями для линейной части действующих магистральных трубопроводов являются:    внутреннее

давление, давление грунта, собственный вес трубы и продукта, изменение температуры стенки трубы, упругий изгиб трубы, просадки и пучения грунта, давление оползающих грунтов.

2.2.    Определение нагрузок и воздействий производится в соответствии со СНиП П-45-75 ^п Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования" и СНиП Л-6-74 " Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования" .

2.3.    3 стенке трубы от внутреннего давления возникают растягивающие кольцевые напряжения

р.н РР$«    ( J )

°>н    26

где Р - рабочее ( нормативное ) давление в трубопроводе, МПа; Dfc внутренний диаметр трубы, м;

$ - толщина стенки трубы, м.

2.4.    Внутреннее давление в трубопроводе на прямолинейных участках трассы, не имеющих линейной арматуры, вызывает в стенке трубы в продольном направлении растягивающие напряжения, равные

5п_Р- Qt5 РШ    с ₂ ,

При наличии заглушек, задвижек и поворотов продольные растягивающие напряжения определяются по формуле

6_V~Q25(3)

2.5.    При изгибе трубопровода внутреннее давление вызывает появление поперечного распределенного усилия, следствием которого является осевое сжимающее усилие, равное

где - коэффициент Цуассона материала труб ( для стали *0,3' ** площадь сечения трубы в свету, м2, определяемая по

_ XlH,

;циент линейного-расширения материала т^уб ( для

а . 12.10-6 X;;

E - модуль упругости материала труб ( для стали Е= 0,21.

. Ю⁶ МПа) ;

F - площадь стенки поперечного сечения трубы, м2; bt~ расчетный температурный перепад, т.е. разность между температурой металла труб при укладке и d процессе эксплуатации, °К.

2.7.    Изгиб действующего подземного трубопровода производится

фиктивным усилием    .    _

₍₇₎

2.8.    При упругом (свободном) изгибе трубопровода в процессе укладки егс в проектное положение возникают продольные напряжения, определяемые по формуле

Ve 4Р.

(9 )

где ^ - объемный вес транспортируемой нефти или нефтепродук

та, н м3 *

2.10. При поперечных перемещениях подземный трубопровод оказывает силовое воздействие на грунт и испытывает с его стороны реактивное сопротивление.

Сопротивление поперечным вертикальным перемещениям трубопровода определяется по работе [3]

9-    9,^о,а[Jrpdj (/ийиЛ») »

-    fyftn- Vbftgft?

где ty_rp- предельная несущая способность грунтовой засыпки, н/м; п - вес I м трубопровода с продуктом, н/м ;

1гр~ ^^с^^тный объемный вес грунта засыпки над трубопроводом,

-    расчетный угол внутреннего трения, рад.;

Q_rp - расчетное сцепление грунта, МПа ;

^ - глубина заложения трубопровода до верха трубы, м;

2.И. Сопротивление продольным перемещениям трубопровода определяется по формуле [з]

Р=&1ъ4P',**bC_H*$%'¥&^rl>*Crd, ^(п)

где Сн - коэффициент, учитывающий образование свода естественного равновесия, определяемый в зависимости от относительной глубины заложения трубопровода по графику на рис.б.

В таблице 2 даны характеристики грунтов по [^]

Таблица 2

Виды грунтов ИГр н/мЗ Угр рад- С?р н/мг Песчаные 1,2Л04+1,9Л04 0,349+0,6631 0*14 ЛО3 Глинистые 1,2Л04+1,9Л04 0,262+0,3839 2,0Л03+4Л04

3. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ, ДЕФОРМАЦИЙ,

УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНКИ ТРУБЫ И ОБДЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТРУБОПРОВОДА В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

3.1. В качестве предельного состояния подземного трубопроводе на углах поворота принимается условие

ft* < V/ Д ^Н    (    12    )

_н    Опо ^3 Пн >

где q - максимальные суммарные продольные напряжения, определяе-мые в соответствии с п.4.6 и п.7.2.8.

- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих продельных напряжениях ( &пр^О ), принимаемый равным единице, при сжимающих ( о < О )» определяемый по формуле:

_й* Р’ЩЫ-* ”³ ’

где п^ - нормативное сопротивление металла труб, МПа, принимаемое равным минимальному значению предела текучести по государственным стандартам и техническим условиям на трубы;

С - коэффициент, принимаемый равным I для трубопроводов Ш и 1У категории, 0,85-для I и П категорий и 0,65 - для категорий В.

Категории магистральных трубопроводов принимаются по табч.З коэффициент надежности, определяемый по табл. 4.

Таблица 3

Категория магистрального трубопровода при подземной прокладке

Для транспортирования природного газа:

а)    диаметром    менее    1,2м    1У

б)    диаметром    1,2м и более    Ш

Для транспортирования нефт:; и нефтепродуктов:

а)    диаметром    менее    0,7 м    1У

б)    диаметром    0,7 м    и более    Ш

Таблица 4

Условный Значение коэффициента надежности, Кн диаметр трубопровода, и Для газопроводов в зависимости от внутреннего давления Р.МПа Для нефти и нефтепродуктов Р^ 5,5 |5,5^,5 7,5<р < 10,0

0,5 и менее	1.0	1.0	1.0	1.0
0,6 * 1,0	1,05	1,05	1,05	1.0
1.2	J.05	1,05	I.X	1,05
1.4	1,05	и	1,15	и

3.2.    Практика эксплуатации магистральных трубопроводов показывает, что на углах поворота тонкостенные трубы теряют устойчивость при изгибе и8-за вмятин в сжатой зоне. Снижает устойчивости стенки трубы отсутствие внутреннего давления при остановке перекачки. Поэтому в аоне, где &пр ^ 0* особенно при отсутствии внутреннего давления, следует производить проверку устойчивости стенки трубы.

3.3.    Проверка устойчивости стенки трубы производится из условия:

&пр ^ /77 fi/ffl,    (    14    )

где &_пр - критическое напряжение, н/м2,при котором происходит выпучивание отанхи трубы, определяемое по формуле:

внр~(,    ⁽¹⁵⁾

где .77 - коэффициент условия работы трубопровода, принимаемый равным 0,9 для трубопроводов Ш и 1У категорий, 0,75-для I и П категорий л 0,6-для категорий В.

3.4.    Проверка общей устойчивости трубопровода в продольном направлении производится из условия

rf^mrtonp ,    (    16    )

где /У - действующее продольное усилие, Н

Nofifr продольное критическое усилие,Н, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода, определяемое для углов поворота согласно п.п.4.16, 7.2.12.

3.5.    На криволинейных участках трубопроводов, при значении продольного сжимающего усилия меньше критического происходят продольные и поперечные перемещения трубопровода. Толщина слоя грунта над трубопроводом после перемещений должна быть не менее предусмотренной СНиП П-45-75. Исходя из этого, при указанных условиях глубина заложения трубопровода до верха трубы на изогнутом участке

оцрецеляется по формуле 3 . _м

П~ h -г I/ ,    (    17    )

где V - наибольшие вертикальные перемещения трубопровода, м ₉ определяемые в соответствии с п.4.9 и п.п.7.1.8 ; 7.2.9,*

/7^- глубина заложения трубопровода по СНиП П-45-75, принимаемая не менее: при диаметре менее I м - 0,8 м; при диаметре I м и более- I м;

в песчаных барханах, считая от нижних отметок межбарханных оснований -1м;

в скальных грунтах при отсутствии проезда автотранспорта и сельскохозяйственных машин - 0,6 м.

Изогнутый участок трубопровода - участок, где происходят поперечные перемещения трубопровода под действием продольных сжимающих усилий. Длина изогнутого участка трубопровода определяется в соответствии с п.4.10 и n.n.7.19; 7.2.10.

3.6.    Проверка поперечного перемещения трубопровода в вертикальной плоскости производится из условия

и    <»>

гдес VJ - предельно-допустимое, по эксплуатациоштым и технологическим условиям, поперечное перемещение трубопровода, м.

Величина / \/] при заданном значении h определяется по