овжньому напрямку перевіряється за умовою [14]:
? s? yR,
де y- коефіцієнт, що враховує двовісне напружений стан металу труб, при розтягуючих осьових поздовжніх напружених (s0) y=1,0, при стискаючих (s lt; 0) визначається за формулою
y =,
де s-кільцеві напруги в стіні труби від розрахункового внутрішнього тиску,
s =,
s =,
y =.
s=245,84 lt; 268,4 МПа, що задовольняє умові;
s =?- 6,7? Lt; 2,6 МПа, умова виконується.
Для запобігання неприпустимих пластичних деформацій трубопроводів перевірку проводять за умовами
? s? y,
,
де s-максимальні поздовжні напруги в трубопроводі від нормативних навантажень і впливів;
y-коефіцієнт, що враховує двовісне напружений стан металу труби;
-Кільцева напруги в стінках трубопроводу від нормативного внутрішнього тиску;
-Нормативні опір матеріалу, залежне від марки сталі,=sт=360МПа;
s=Dt ±,
де=5000м - пружного вигину осі трубопроводу
Для перевірки за деформаціями знаходимо:
) кільцеві напруги від дії нормативного навантаження - внутрішнього тиску
;
МПа.
Коефіцієнт y визначається за формулою
y,
y.
Умова виконується 220МПа;
) поздовжні напруги
при lt; 0, y=0,14,
gt; 0, y,
для позитивного температурного перепаду
а) =,
б) =,
умова? s? y, виконується в двох випадках
МПа,
МПа,
для негативного температурного перепаду
а)=
МПа
б)
МПа
умова? s? y, виконується в двох випадках
МПа; МПа
2.3 Розрахунок стійкості трубопроводу на водному переході
Рівняння стійкості підводного трубопроводу [14] має наступний вигляд
,
де - коефіцієнт надійності за навантаженням,=1 для чавунних пригрузів;
- коефіцієнт надійності проти спливання,=1,1 для руслових ділянок переходів при ширині річки до 200 м;
- розрахункове навантаження, що забезпечує пружний вигин трубопроводу відповідно рельєфу дна траншеї.
- розрахункова виштовхуюча сила води, діюча на трубопровід;
- величина привантаження, необхідна для компенсації вертикальної складової Ру впливу гідродинамічного потоку на одиницю довжини трубопроводу,=Ру;
- величина привантаження, необхідна для компенсації горизонтальній Рх складової впливу гідродинамічного потоку на одиницю довжини трубопроводу,=Рх/к;
к - коефіцієнт тертя труби об грунт при поперечних переміщеннях, к=0,45;
- навантаження від ваги продукту, що перекачується,=0 тому розраховується крайній випадок - трубопровід без продукту;
- розрахункове навантаження від власної ваги трубопроводу;
=1040 кг/м3 - щільність ізобіта.
Розрахункова виштовхуюча сила води, діюча на трубопровід
,
де - зовнішній діаметр футерованого трубопроводу;
rв=1100 Н/м, [2] - щільність води.
де - товщина ізоляційного покриття,
- товщина покриття грунтовки,
- товщина покриття мастики,
- товщина обгортки.
Н/м.
Горизонтальна складова гідродинамічного впливу потоку
,
Сх-гідродинамічний коефіцієнт лобового опору, що залежить від числа Рейнольдса і характеру зовнішньої поверхні трубопроводу.
де Vср - середня швидкість течії річки, Vср=0,5 м/с;
- кінематична в'язкість води, м2/с.
Для офутерована трубопроводу і 105 lt; Re lt; 107 коефіцієнт Сх=1,0.
Н/м.
Вертикальна складова гідродинамічного впливу потоку
,
Су - коефіцієнт підйомної сили, Су=0,55;
Н/м.
Розрахункове навантаження від власної ваги трубопроводу розрахуємо за такою формулою
=? (+ +),
де - коефіцієнт надійності за навантаженням від дії власної ваги,=0,95;
- нормативне навантаження від власної ваги металу труби;
нормативна навантаження від власної ваги ізоляції;
- нормативне навантаження від власної ваги футеровки.
Нормативна навантаження від власної ваги металу труби
,
g м - питома вага металу, з якого виготовлені труби (для стали g м=78500 Н/м3);
Н/м.
Нормативна навантаження від власної ваги бітумної ізоляції
,
де - щільність бітумної ізоляції (ізобіта);
Dн.і.- Зовнішній діаметр ізольованого трубопроводу
Н/м.
Нормативна навантаження від власної ваги обгортки
=до ·· D ··· g
де к=1,09- ...
