ПРОВЕРКА ПОДЗЕМНОГО И НАЗЕМНОГО (В НАСЫПИ) ТРУБОПРОВОДА НА ПРОДОЛЬНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ
Проверка общей устойчивости подземного трубопровода в продольном направлении выполняется в плоскости наименьшей жесткости системы в соответствии с условием
, (1)
где S – эквивалентное продольное осевое сжимающее усилие в прямолинейном или упруго изогнутом трубопроводе, возникающее от действия двух расчетных нагрузок и воздействий: внутреннего давления и положительного перепада температур, Н
, (2)
т – коэффициент условий работы трубопровода; Nкр – продольное критическое усилие, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода, Н. следует определять согласно правилам строительной механики с учетом принятого конструктивного решения и начального искривления трубопровода в зависимости от глубины его заложения, физико-механических характеристик грунта, наличия балласта, закрепляющих устройств с учетом их податливости. На обводненных участках следует учитывать гидростатическое воздействие воды.
Для прямолинейных участков подземных трубопроводов в случае пластической связи трубы с грунтом продольное критическое усилие находится по следующей формуле:
, (3)
Величина qпр определяется по формуле
, (4)
где tпр – предельные касательные напряжения по контакту трубопровода с грунтом, н/м2
; (5)
здесь ргр – среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом, н/м2; – угол внутреннего трения грунта, сгр – сцепление грунта, н/м2
Величина ргр определяется по формуле
(6)
где пгр – коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта, принимаемый равным 0,8; gгр - объемный вес грунта, н/м3 ; h0 – высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности, м; qтп – нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом, н/м
, (7)
при этом значения коэффициентов надежности по нагрузке от действия собственного веса трубопровода пс.в. и веса перекачиваемого продукта ппр принимаются равными 0,95 (прил. 7).
Сопротивление поперечным вертикальным перемещениям
. (8)
Продольное критическое усилие для прямолинейных участков подземных трубопроводов в случае упругой связи трубы с грунтом
, (9)
где k0 – коэффициент нормального сопротивления грунта (коэффициент постели грунта при сжатии), н/м3 (прил. 9).
При этом расчетная длина волны выпучивания Lкр определяется из выражения
. (10)
Для криволинейных (выпуклых) участков трубопровода, выполненных упругим изгибом, в случае пластической связи трубы с грунтом критическое усилие подсчитывается как
(11)
где b - коэффициент, который находится по номограмме (рис. 1) в зависимости от параметров q и Z
, ( 12)
. (13)
Вес засыпки трубопроводов на русловых участках переходов через реки и водохранилища не учитывается. При расчете на устойчивость положения нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, прокладываемых на обводненных участках, удерживающая способность грунта учитывается. При проверке продольной устойчивости трубопровода как сжатого стержня допускается учитывать вес грунта засыпки толщиной 1,0 м при обязательном соблюдении требований 10.2.5 в части заглубления трубопровода в дно не менее 1 м.