Проверка прочности и устойчивости подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов

5.8.4.1 Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводы следует проверять на прочность, деформативность и общую устойчивость в продольном направлении и против всплытия.

5.8.4.2 Проверку на прочность подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов в продольном направлении следует производить из условия

 

|σ_пр.N|≤ψ₁R₁, (9)

 

где ψ₁ - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях σ_пр.N ≥ 0) принимаемый равным единице, при сжимающих (σ_пр.N < 0) определяемый по формуле

 

(10)

 

(11)

 

5.8.4.3 Продольные осевые напряжения σ_пр.N МПа, определяются от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упругопластической работы металла. Расчетная схема должна отражать условия работы трубопровода и взаимодействие его с грунтом.

5.8.4.4 Для предотвращения недопустимых пластических деформаций подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов проверку необходимо производить по условиям

 

(12)

 

(13)

 

где ψ₂ - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб; при растягивающих продольных напряжениях ( ≥ 0) принимаемый равным единице, при сжимающих ( < 0) - определяемый по формуле

 

 

(15)

5.8.4.5 Максимальные (фибровые) суммарные продольные напряжения , МПа, определяются от всех (с учетом их сочетания) нормативных нагрузок и воздействий с учетом поперечных и продольных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики. При определении жесткости и напряженного состояния отвода следует учитывать условия его сопряжения с трубой и влияние внутреннего давления.

5.8.4.6 Проверку общей устойчивости трубопровода в продольном направлении в плоскости наименьшей жесткости системы следует производить из условия

 

S ≤ mN_кр (16)

 

5.8.4.7 Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S, Н, следует определять от расчетных нагрузок и воздействий с учетом продольных и поперечных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики.

Продольное критическое усилие, N _кр, Н, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода. N _кр 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.

Продольную устойчивость следует проверять для криволинейных участков в плоскости изгиба трубопровода. Продольную устойчивость на прямолинейных участках подземных участков следует проверять в вертикальной плоскости с радиусом начальной кривизны 5000 м.

5.8.4.8 Устойчивость положения (против всплытия) трубопроводов, прокладываемых на обводненных участках трассы, следует проверять для отдельных (в зависимости от условий строительства) участков по условию

 

(17)

 

где Q _акт - суммарная расчетная нагрузка на трубопровод, действующая вверх, включая упругий отпор при прокладке свободным изгибом, Н;

Q _пас - суммарная расчетная нагрузка, действующая вниз (включая массу - собственный вес), Н;

Коэффициент надежности устойчивости положения трубопровода против всплытия, k_н.в. принимается равным для участков перехода:

- через болота, пойма, водоемы при отсутствии течения, обводненные и заливаемые участки в пределах ГГВ 1% обеспеченности - 1,05;

- русловых через реки шириной до 200 м по среднему меженному уровню, включая прибрежные участки в границах производства подводно-технических работ - 1,10;

- через реки и водохранилища шириной свыше 200 м, а также горные реки - 1,15;

- нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, для которых возможно их опорожнение и замещение продукта воздухом - 1,03.

5.8.4.9 Вес засыпки трубопроводов на русловых участках переходов через реки и водохранилища не учитывается. При расчете на устойчивость положения нефтепровода 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 5.6.1.4 в части заглубления трубопровода в дно не менее 1 м.

5.8.4.10 Расчетная несущая способность анкерного устройства, Б_анк, Н, определяется по формуле

Б_анк = zm_анкР_анк, (18)

 

где z - количество анкеров в одном анкерном устройстве;

m_анк - коэффициент условий работы анкерного устройства, принимаемый равным 1,0

при z =1 или при z ≥2 и D_н/D_анк≥3; а при z ≥2 и 1 ≤D_н/D_aнк≤3

 

(19)

 

Р _анк - расчетная несущая способность анкера, Н, из условия несущей способности грунта основания, определяемая из условия

 

(20)

 

D _анк - максимальный линейный размер габарита проекции одного анкера на горизонтальную плоскость, см;

Ф _анк - несущая способность анкера, Н, определяемая расчетом или по результатам полевых испытаний согласно СНиП РК 5.01-03-2002;

k_а - коэффициент надежности анкера, принимаемый равным 1,4 (если несущая способность анкера определена расчетом) или 1,25 (если несущая способность анкера определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой).