Отдельно стоящие опоры и эстакады под технологические трубопроводы
8.3.1. Требования настоящего раздела следует соблюдать при проектировании низких и высоких отдельно стоящих опор, а также эстакад под технологические трубопроводы.
Примечание - Высоту (расстояние от планировочной отметки земли до верха траверсы) отдельно стоящих опор и эстакад следует принимать: низких опор - от 0,3 до 1,2 м кратной 0,3 м в зависимости от планировки земли и уклонов трубопроводов; высоких отдельно стоящих опор и эстакад - кратной 0,6 м, обеспечивающей проезд под трубопроводами и эстакадами железнодорожного и автомобильного транспорта в соответствии с габаритами приближения строений по ГОСТ 9238 и СП 34.13330.
8.3.2. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад уклон трубопроводов следует создавать за счет изменения отметки верхнего обреза фундамента или длины колонн с учетом рельефа поверхности земли вдоль трассы.
8.3.3. Расстояние между отдельно стоящими опорами под трубопроводы надлежит принимать, исходя из расчета труб на прочность и жесткость и принимать, как правило, не менее 6 м и кратным 3 м.
Допускается принимать шаг опор других размеров в местах подхода трассы к зданиям и сооружениям, а также в местах пересечения с автомобильными, железными дорогами и другими коммуникациями.
8.3.4. Отдельно стоящие опоры и эстакады следует, как правило, проектировать из сборных железобетонных или стальных конструкций.
8.3.5. На эстакадах необходимо предусматривать проходные мостики для обслуживания трубопроводов, если это требуется по условиям эксплуатации.
8.3.6. Железобетонные опоры допускается проектировать в виде свай-колонн и свай-колонн, объединенных в плоские или пространственные системы; в виде колонн на односвайные фундаменты с использованием квадратных железобетонных свай, буронабивных свай или свай-оболочек.
Технологические трубопроводы могут иметь железобетонные сборные и монолитные фундаменты, применяемые для колонн одноэтажных промышленных зданий.
8.3.7. Продольную устойчивость отдельно стоящих опор и эстакад надлежит обеспечивать за счет анкерной опоры в каждом температурном блоке.
Эстакады с железобетонными опорами следует, как правило, проектировать без анкерных опор. В этом случае горизонтальные нагрузки на температурный блок, действующие вдоль трассы, следует передавать на все опоры.
8.3.8. В продольном направлении отдельно стоящие опоры и эстакады следует разбивать на температурные блоки, длина которых не должна превышать предельных расстояний между неподвижными опорными частями трубопроводов.
8.3.9. Температурные швы эстакад следует совмещать с компенсаторными устройствами трубопроводов, при этом необходимо предусматривать наибольшую возможную длину температурных блоков.
8.3.10. Отдельно стоящие опоры и эстакады следует рассчитывать на нагрузки от веса трубопроводов с изоляцией, транспортируемого продукта, людей и ремонтных материалов на обслуживающих площадках и переходных мостиках, отложений производственной пыли, на горизонтальные нагрузки и воздействия от трубопроводов, а также на снеговые и ветровые нагрузки.
При этом дополнительная нормативная вертикальная нагрузка от веса воды в паропроводах при гидравлических испытаниях должна учитываться при заполнении водой только одного паропровода.
Коэффициенты надежности по нагрузкам определяются по СП 20.13330 с учетом требований настоящего раздела.
8.3.11. Нормативная нагрузка от веса людей и ремонтных материалов на площадках, мостиках и лестницах принимается равномерно распределенной, равной 0,75 кПа (75 кгс/м2).
Нагрузку от веса отложений производственной пыли следует учитывать только для трубопроводов и обслуживающих площадок, расположенных на расстоянии не более 100 м от источника выделения пыли, и принимать равной:
для обслуживающих площадок и элементов пролетного строения - 1 кПа (100 кгс/м2);
для трубопроводов - 0,45 кПа (45 кгс/м2) горизонтальной проекции трубопроводов.
При этом коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать: от веса людей и ремонтных материалов - 1,4; от веса отложений производственной пыли - 1,2.
8.3.12. Расчет строительных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад следует производить как плоских конструкций. При необходимости проведения уточненных расчетов и учета дополнительных факторов расчет строительных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад следует производить как расчет пространственных систем с учетом их совместной работы с трубопроводами.
8.3.13. При прокладке трубопроводов на эстакаде продольная горизонтальная нагрузка от сил трения в подвижных опорных частях труб воспринимается пролетным строением и анкерными опорами и на промежуточные опоры не передается.
8.3.14. Нормативная вертикальная нагрузка от трубопроводов на опоры и эстакады должна приниматься как сумма вертикальных нагрузок от всех трубопроводов.
Расчетная сила трения одного трубопровода на опоре определяется умножением расчетной вертикальной нагрузки от этого трубопровода на коэффициент трения, принимаемый равным в опорных частях «сталь по стали»: в скользящих - 0,3; в катковых вдоль оси трубопровода - 0,1; поперек - 0,3; в шариковых - 0,1.
8.3.15. При отсутствии уточненной раскладки трубопроводов значение интенсивности вертикальной нагрузки на единицу длины траверсы p отдельно стоящих опор и эстакад следует определять по формуле
p = q · a/b, (52)
где q - вертикальная нагрузка от трубопроводов на 1 м длины трассы;
a - шаг траверс;
b - длина траверсы.
Распределение этой нагрузки по длине траверсы следует принимать по рисунку 8.
0123A10B1DE05946
а - схема распределения нагрузки для одностоечных опор; б - то же, для двухстоечных опор и эстакад
Рисунок 8 - Распределение интенсивности вертикальной нагрузки при расчете траверс отдельно стоящих опор и эстакад
Нормативное значение интенсивности горизонтальной нагрузки на единицу длины траверсы отдельно стоящих опор и эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов определяется согласно рисунку 9. При этом коэффициент надежности по нагрузке следует принимать равным 1,1.
0123A10B1DE05946
а - схема распределения нагрузки для одностоечных опор; б - то же, для двухстоечных опор и эстакад
Рисунок 9 - Распределение интенсивности горизонтальной нагрузки при расчете траверс отдельно стоящих опор и эстакад
Примечание - В скобках приведены значения нагрузки при неподвижном опирании трубопроводов на траверсу.
8.3.16. Распределение вертикальной и горизонтальной нагрузок при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов по ярусам для многоярусных отдельно стоящих опор и эстакад следует принимать:
в двухъярусных опорах и эстакадах: на верхний ярус - 60 %, на нижний ярус - 40 %; в трехъярусных опорах и эстакадах: на верхний ярус - 40 %, на средний ярус - 30 %, на нижний ярус - 30 %.
8.3.17. Нормативные нагрузки для расчета колонн и фундаментов отдельно стоящих опор при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов следует принимать:
вертикальную и горизонтальную технологическую нагрузки вдоль трассы на промежуточную опору - согласно рисунку 10;
горизонтальную технологическую нагрузку вдоль трассы на анкерную промежуточную опору, установленную в середине температурного блока - (0,03l + 2) · q;
горизонтальную технологическую нагрузку вдоль трассы на концевую опору - (0,15l + 4) · q;
горизонтальную нагрузку поперек трассы от отводов трубопроводов на промежуточную опору - 1,5q,
здесь l - максимальное расстояние от анкерной опоры до конца температурного блока, м;
q - нормативная вертикальная нагрузка от трубопроводов на 1 м длины трассы.
0123A10B1DE05946
а - схема распределения вертикальной нагрузки; б - то же, горизонтальной нагрузки; P = p · b - нормативная вертикальная нагрузка на опору или на соответствующий ярус опоры, где, p - нормативное значение интенсивности вертикальной нагрузки на траверсу, определяемое по формуле (52)
Рисунок 10 - Распределение нагрузки при расчете колонн и фундаментов промежуточных отдельно стоящих опор по поперечному сечению трассы
8.3.18. При заданной раскладке трубопроводов расчетная горизонтальная технологическая нагрузка вдоль трассы на промежуточные отдельно стоящие опоры, действующая в местах подвижного опирания трубопроводов, должна определяться следующим образом:
а) при прокладке одного трубопровода горизонтальная технологическая нагрузка на траверсы, колонны и фундаменты принимается равной расчетному значению соответствующей силы трения и считается приложенной в месте его опирания (применительно к тепловым водяным сетям вместо каждого отдельного трубопровода принимается одна система: подающий и обратный трубопроводы);
б) при прокладке от двух до четырех трубопроводов горизонтальная технологическая нагрузка на траверсы, колонны и фундаменты учитывается только от двух наиболее неблагоприятно влияющих трубопроводов. Значение каждой из горизонтальных нагрузок принимается равным расчетному значению соответствующей силы трения, приложенной в местах опирания трубопроводов;
в) при прокладке более четырех трубопроводов по отдельно стоящим опорам, когда жесткость опоры не превышает 600 кН/см (60 тс/см), и распределение вертикальной нагрузки находится в пределах, указанных на рисунке 9, расчетную горизонтальную нагрузку, передающуюся с траверсы на наиболее нагруженную колонну и фундамент, следует определять как произведение суммы расчетных значений сил трения от каждого трубопровода на коэффициент одновременности, значение которого принимается по таблице 12 (при определении горизонтального усилия, действующего в уровне верхних граней траверс двухъярусных опор, учитывается только то число трубопроводов, которые опираются на траверсу второго яруса, а в уровне нижнего яруса - по подп. г).
Таблица 12
| Общее число трубопроводов на траверсе | ||||||
| Коэффициенты одновременности | 0,25 | 0,2 | 0,15 | 0,12 | 0,09 | 0,05 |
| Примечания 1. При числе трубопроводов, большем 10, рассматриваемое усилие учитывается только от 10 наиболее неблагоприятных для расчета трубопроводов. 2. Рекомендуемые коэффициенты одновременности не распространяются на случаи, когда на отдельно стоящих опорах находятся лишь неизолированные трубопроводы. 3. Под жесткостью опоры понимается горизонтальная сила (кН), приложенная к верху опоры и вызывающая его смещение на 1 см. |
г) при прокладке более четырех трубопроводов расчетная горизонтальная нагрузка на траверсы, а также колонны и фундаменты опор, к которым не могут быть применены условия подп. в, учитывается либо от двух трубопроводов, как в подп. б, либо от всех трубопроводов. В последнем случае расчетная горизонтальная нагрузка от каждого трубопровода принимается равной произведению расчетного значения соответствующей силы трения на коэффициент, равный 0,5; распределение ее по поперечному сечению трассы принимается согласно рисунка 10, б. Из двух найденных указанными способами нагрузок принимается наиболее неблагоприятная.
8.3.19. При заданной раскладке трубопроводов расчетная горизонтальная технологическая нагрузка вдоль трассы на концевые анкерные отдельно стоящие опоры определяется, исходя из усилий, действующих по одну сторону от анкерной опоры, и складывается из суммы усилий в компенсаторах, суммы горизонтальных нагрузок от промежуточных опор (см. 8.3.19 настоящего свода правил), расположенных на участке от оси компенсатора до анкерной опоры, суммы неуравновешенных осевых усилий, вызванных действием внутреннего давления на запорные устройства.
Нагрузка на промежуточные анкерные отдельно стоящие опоры определяется как разность указанных выше нагрузок, действующих в противоположных направлениях справа и слева от анкерной опоры. При этом меньшую (вычитаемую) нагрузку следует умножить на коэффициент 0,8 (при равенстве противоположно направленных нагрузок учитываемая в расчете нагрузка должна приниматься равной 0,2 всей нагрузки, действующей с одной стороны).
8.3.20. Промежуточные отдельно стоящие опоры, расположенные под П-образными компенсаторами на расстоянии не более 40d (d - внутренний диаметр наибольшего трубопровода) от угла поворота трубопровода, при подвижном опирании трубопровода должны быть рассчитаны на горизонтальную нагрузку, направленную под углом к оси трассы. При этом расчетная величина нагрузки принимается такой же, как при расчете вдоль трассы, а угол ее направления к оси трубопроводов принимается равным 45° при скользящих опорных частях и 70° при катковых опорных частях. Для опор, расположенных под «спинкой» П-образного компенсатора, указанный выше угол следует отсчитывать от оси, нормальной к оси трубопровода.
8.3.21. Нормативную горизонтальную технологическую нагрузку на эстакаду вдоль трассы при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов следует принимать: при расчете опор концевого (углового) температурного блока - 4q; при расчете опор промежуточного блока - 2q.
Нормативную горизонтальную технологическую нагрузку от каждого поперечного ответвления трубопроводов на опору, ближайшую к ответвлению, следует принимать в зависимости от вертикальной нагрузки q на основную трассу. При q < 50 кН/м, q = 50 - 100 кН/м, q > 100 кН/м поперечная нагрузка от ответвлений трубопроводов принимается соответственно равной q, 0,8q, 0,5q.
8.3.22. Расчетные длины колонн отдельно стоящих опор при проверке устойчивости допускается определять по рисунку 11.
0123A10B1DE05946
а - в плоскости, перпендикулярной оси трубопроводов; б - в плоскости оси трубопроводов
Рисунок 11 - Значения коэффициентов для определения расчетных длин l0 = µl колонн опор
8.3.23. Величины предельных вертикальных и горизонтальных прогибов конструкций опор и эстакад устанавливаются технологическими требованиями и не должны превышать 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли.
8.3.24. Определение размеров подошвы отдельных фундаментов допускается производить, принимая величину зоны отрыва равной 0,33 полной площади фундамента.
Наибольшее давление на грунт под краем подошвы не должно превышать при действии изгибающего момента в одном направлении 1,2R, а при действии изгибающих моментов в двух направлениях - 1,5R, где R - расчетное давление на грунт.
8.3.25. Расчет опор с применением колонн, установленных на односвайные фундаменты из свай-оболочек и буронабивных свай, свай-колонн на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок производится в соответствии с требованиями СП 24.13330. При этом предельная величина горизонтального перемещения верха опоры устанавливается заданием на проектирование, а при отсутствии специальных указаний принимается равной 1/75 расстояния от верха опоры до поверхности грунта.
При проверке прочности расчетную длину свай-колонн следует определять, рассматривая сваю как жестко защемленную в сечении, на расстоянии от поверхности земли, определяемом в соответствии с требованиями СП 24.13330. Расчетную длину колонн, установленных на односвайные фундаменты из свай-оболочек и буронабивных свай, допускается принимать, рассматривая колонну как жестко защемленную на уровне поверхности грунта.
Галереи и эстакады
8.4.1. Требования настоящего раздела следует соблюдать при проектировании наружных конвейерных (непрерывных и с перегрузочными узлами), пешеходных, кабельных, комбинированных галерей и эстакад.
Примечания
1. При проектировании конвейерных галерей следует также руководствоваться указаниями СП 37.13330.
2. Комбинированные галереи и эстакады предназначаются для установки ленточных конвейеров, прокладки транзитных кабелей и других коммуникаций.
3. Кабельные разводки должны, как правило, располагаться на открытых эстакадах. Устройство кабельных галерей допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.
8.4.2. Расстояния между осями опор галерей и эстакад следует принимать равными 12, 18, 24 и 30 м. Допускается при обосновании принимать эти расстояния равными 6 и 9 м, а также 36 м и более, кратными 3 м.
Указанные расстояния для наклонных участков надлежит принимать по наклону.