Определение нагрузок действующих на трубопровод

 

На трубопровод действует равномерно распределенная нагрузка рассчитываемая по формуле:

(3.1)

Где - нагрузка от собственного веса металла трубы;

- нагрузка от собственного веса изоляции;

- нагрузка от перекачиваемого продукта;

- снеговая нагрузка;

- нагрузка от обледенения;

Распределенная нагрузка от собственного веса металла трубы:

Н/м, (3.2)

- коэффициент перегрузки для собственного веса трубопровода,

– плотность стали равная 7850 кг/м3;

Распределенная нагрузка от собственного веса изоляции (в т.ч. и тепловой полиуретановой). Для ориентировочных расчетов надземных переходов и надземных трубопроводов вес изоляционного покрытия и различных устройств, которые могут быть установлены на трубопроводе, можно принять равным 10% от собственного веса металла трубы:

Н/м; (3.3)

Распределенная нагрузка от перекачиваемого продукта:

H/м (3.4)

 

где - коэффициент надежности по нагрузке от веса продукта,

( =1,0);

P- рабочее давление

Dвн- внутренний диаметр

Распределенная снеговая нагрузка:

Н/м, (3.5)

Где - коэффициент надежности по нагрузке, принимается 1,4;

- коэффициент перехода от веса снегового покрова на единицу поверхности земли к весу снегового покрова на единицу площади на уровне прокладки трубопровода (принимается 0,4 для одиночного трубопровода);

- ширина горизонтальной проекции трубопровода на которой возможно образование снежного покрова равная 0,7 .

Распределенная нагрузка от обледенения:

(3.6)

Где - коэффициент нагрузки принимаем равным 1,3;

- коэффициент, учитывающий отношение площади трубы, подверженной обледенению, к полной площади поверхности, равный 0,6;

Z – коэффициент, учитывающий изменение толщины гололеда от высоты положения трубопровода над поверхностью земли (по табл. 13 СНиП 2.01.07-85*) при высоте 6,5 метров равен 0,82;

в – толщина слоя гололеда, по условию задания равная 10 мм;

- плотность льда равная 900 кг/м3.

Нагрузки, действующие в горизонтальной плоскости перпендикулярно оси трубопровода:

Где =1,2 - коэффициент надежности по ветровой нагрузке в соответствии со СНиП 2.05.06 – 85*;

- нормативное значение статической нагрузки;

- нормативное значение динамической нагрузки;

Нормативное значение ветровой статической нагрузки рассчитывается по формуле:

=850*0,775*0,35=230,56 Н/м (3.7)

Где =850 Н/м² –из исходных данных,

=0,775 - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, и принимаемый для трубопроводов, расположенных на открытой местности (пустыни, тундра) для заданной высоты перехода над поверхностью земли 6,5 м,

- коэффициент лобового сопротивления трубопровода ветровому потоку, 1,определяемый по графику на рис.2 (приложение 4 схема 14) СНиП 2.01.07-85* в зависимости от числа Рейнольдса .

25,23* (3.8)

Тогда Сх=0,35

Нормативное значение динамической нагрузки:

,

- коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра, принимаемый для существующих диаметров в зависимости от длины проектируемого перехода :

 

Таблица 3

Длина перехода	5						320
	0,89	0,85	0,80	0,72	0,63	0,53	0,48

 

Промежуточные значения =0,54 для следует определять линейной интерполяцией.

=2,2- коэффициент динамичности в зависимости от параметра (ввиду сложности определения коэффициента при расчетах нагрузок на опоры надземных трубопроводов принимаем его среднее значение).

=0,788 коэффициент, учитывающий изменение пульсации давления ветра на высоте z расположения трубопровода от уровня земли, соответствующий местности А, принимаемый по табл.7 СНиП 2.01.07-85*.

 

Таблица 4

Высота z, м	5												480
	0,75	1,0	1,25	1,5	1,7	1,85	2,0	2,25	2,45	2,65	2,75	2,75	2,75
	0,8	0,76	0,69	0,62	0,58	0,56	0,54	0,51	0,49	0,47	0,46	0,46	0,46

Н/м². (3.9)

Тогда:

= Н/м². (3.10)

Продольно осевые напряжения, возникающие в трубопроводе.

Внутреннее давление создает в стенках трубопровода кольцевые и продольные напряжения. Кольцевые напряжения действуют тангенциально поверхности трубопровода

Мпа (3.11)

От внутреннего рабочего (избыточного) давления Р, которое создает на стенках трубопровода и продольные (осевые) напряжения :

Мпа (3.12)

- в полностью защемленном подземном или надземном трубопроводе (для балочных, шпренгельных и висячих систем без компенсации продольных деформаций при проверке напряжений в растянутой зоне).