Способ балластировки трубопровода на участках упругого изгиба в вертикальной плоскости Советский патент 1987 года по МПК F16L1/28 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при прокладке магистральных трубопроводов.

Цель изобретения - уменьшение капитальных затрат на балластировку путем уменьшения количества анкеров или утяжелителей при сохранении заданной балластирующей силы на подлежащий балластировке участок.

Способ балластировки трубопровода на участках упругого изгиба в вертикальной плоскости заключается в том, что установку на уложенном трубопроводе анкеров или утяжелителей ведут, с определенным шагом и в определенном количестве по обе стороны от середины участка изгиба, при этом установку ведут с переменным нарастающим от середины участка изгиба шагом, определяемым из уравнения, заключающего в себе условие неразрывности кривизны оси трубопровода в месте контакта прямолинейного и изгибаемого участков трубопровода

(Б„.г+В,,,

So г 111Бизг +БбА,115о/Зь), (1) ,.х.а количество анкеров или утяжели- . телей определяют из соотношения

п.

.

БЙГг +Б,;;7+8о7рГ

(2)

де Б|. - величина равномерно распределенной нагрузки, необходимой для упругого изгиба выпуклой кривой при укладке трубопровода, кН/п,м; Б, - величина равномерно расыЬ1Т

пределенной нагрузки для обеспечения нулевой плавучести трубопровода, кН/п,м,

5д - эквивалентное продольное усиление, обусловленное воздействием температуры и внутреннего давления, кН;

р - минимальный радиус упругого изгиба, м; i - номер анкера или утяжелителя, отсчитываемый от вершины угла изгиба;

X. - координата i-ro анкера

или утяжелителя, отсчитываемая от вершины угла изгиба;

п - необходимое количество анкеров или утяжелителей

при равномерно распределенной по длине волны изгиба нагрузке; 1 - длина, полуволны изгиба,

м

Иллюстрацией достигаемого выигрыша в капитальных затратах за счет установки анкеров или утяжелителей .на расстояниях, определяемых из

5 уравнения (1), в количестве, определяемом соотношением (2), служат два примера.

Пример 1. Балластировка трубопровода утяжелителями, Трубо0 провод с наружным диаметром 1420 мм и толщиной стенки 18,7 мм упруго изогнут под углом выпуклостью вверх и укладывается в частично затапливаемую траншею. Определенная

5 расчетом величина равномерно распределенной нагрузки, необходимой для упругого изгиба выпуклой кривой при укладке трубопровода, равна Б 5 кН/п,м, Величина равномерно

0 распределенной нагрузки для обеспечения нулевой плавучести газопровода равна 5 кН/п,м, Эквивалентное продольное усилие, обусловленное воздействием температуры и внутренне го давления, равно So 84000 кН, Минимальный радиус упругого изгиба равен р 4000 и. Длина полуволны изгиба равна 1 50 м. Балластировка газопровода производится утяжелиQ телями,, обеспечивающими усилие при- грузки, равное 85 кН,

В табл, I приведены расчеты, характеризующие преимущества предлагаемого способа, т,е. установки

g утяжелителей с неравномерным шагом, принимаемым с учетом неодинаковости действующих напряжений по длине волны (полуволны), по сравнению с известным способом, т,е, установки

утяжелителей с равномерным шагом с учетом равенства напряжений по всей длине волны изгиба.

Координаты X. мест установки каж- сд дого пригруза отсчитываемые от ,сере- дины участка изгиба, определяемые по формуле (1) и шаг между утяжелителями, равный разности между координатой более дальнего (от вершины угла)

и соседнего с ним более ближнего утяжелителя, приведены в табл. 2,

Таким образом, при неравномерном шаге расстановки утяжелителей в со- ответствии с распределением напряжений от температуры и давления достигается уменьшением количества утяжелителей на выпуклой кривой упругого изгиба с 18 до 10, или на 44%.

Пример 2. Анкерное закрепление трубопровода,

Диаметр трубопровода, толщина стенки, угол упругого изгиба, длина полуволны и минимальный радиус изгиба те же, что и в примере 1.

кН/п.м. ; , кН/п.м, ; SP 72000 кН, удерживающая способность одного анкера равна 150 кН,

Результат расчета количества анкеров приведен в табл. 3,

Переменный шаг и координаты анкеров от вершины угла, рассчитанные по формуле (1), приведены в табл. 4,

Таким образом при неравномерном шаге расстанх)вки анкеров в предлагаемом способе -достигаетЕя уменьшение количества анкеров на- выпуклой кривой упругого изгиба с 12 до 8, или на 33%,

Формула изобретения

1,Способ балластировки трубопровода на участках упругого изгиба в вертикальной плоскости, включающий установку на уложенном трубопроводе определенного количества анкеров или утяжелителей по обе стороны от середины участка изгиба, отличаю ш. ий- с я тем, что , с целью уменьшения капи- тальных затрат на балластировку путе уменьшения количества анкеров или утяжелителей при сохранении заданной балластирующей силы, установку пос- ледних ведут с переменньм, нарастаю- от середины участка изгиба шагом

2,Способ поп, 1,отлича- ю щ и и с я тем, что шаг установки анкеров или утяжелителей определяют из уравнения

(Б,,, -ЬБ,,,, +S,/j.,)X.-

§ уЭ iliB.i4j.J:B ;г+S ) 31V

а их количество определяют из ношения

соотп

Зо/Зро

-

Hir +Б etiT+S,

5

0

5

5

5 0 5

где Б

чьг

ВЫГ

0

1

Х; .П 1 -величина равномерно распределенной нагрузки, необходимой для упругого изгиба выпуклой кривой при укладке трубопровода, кН/п,м,;

величина равномерно распределенной нагрузки для обеспечения нулевой плавучести трубопровода, кН/п,м.;

эквивалентное продольное усилие, обусловленное воздействием температуры и внутреннего давления, кН;

минимальный радиус упругого изгиба, м; номер анкера или утяжелителя, отсчитываемый от вершины угла изгиба; координата i-ro анкера или утяжелителя, отсчитываемая от вершины угла изгиба, м;

необходимое количество анкеров или утяжелителей при равномерно распреде- деленной по длине волны изгиба нагрузке; длина полуволны изгиба, м, Таблица 1

Количество утяжелителей 18 10

Шаг между утяжелителями, м 2,8 По табл. 2

Показатели .Номер пригруза, i

IlllllTJlllIDIILlIl ZIllTiL

Координата Х утйжелнтеля, м 2,8 5,9 9,3 13,1 17,3 22,1 27,6 34,1 41,7 50

Шаг t. между утяжелителями, м2,8 3,1 3,4 3,8 4,2 4,8 5,5 6,5 7,6 8,3

..

ТаблицаЗ

Показатели Способ

извест- предлага- ный емый

Количество

анкеров 12 8

Шаг между анкерами, м4,2По табл. 4

I

Таблица 4

ПоказателиНомер анкера, i

12345 6 Т78

Координата X. анкера, м 4,3 9,1 14,4 20,2 26,7 33,9 41,7 50

Шаг t., м4,3 4,8 5,3 5,8 6,5 7,2 7,8 8,2

Составитель Ю, Дудол дов Редактор А. Ревин Техред М.Ходанич Корректор Л, Патай

Заказ 4421/42 Тираж 81 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица 2

Изобретение относится к строительству магистральных трубопроводов и позволяет уменьшить капитальные затраты на балластировку трубопровода на участках упругого изгиба в вертикальной плоскости путем уменьшения количества анкеров или утяжелителей при сохранении заданной балластирующей силы на подлежащий балластировке участок. Установку анкеров или утяжелителей на уложенном трубопроводе ведут с переменным нарастающим от середины участка изг и- ба шагом, 1 з,гц ф-лы, 4 табл. (Л оо 4i ii GO 00