Строительство надземных трубопроводов

Надземная прокладка трубопроводов или их отдельных участков допускается в пустынных и горных районах, в болотистых мест­ностях, в районах горных выработок, оползней и в районах распрост­ранения вечномерзлых грунтов, на неустойчивых грунтах, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия.

В каждом конкретном случае надземная прокладка трубопро­водов должна быть обоснована технико-экономическими расчета­ми, подтверждающими экономическую эффективность, техниче­скую целесообразность и надежность трубопровода.

В границы воздушного перехода входят надземная часть и участки подземного трубопровода длиной по 50 м от места выхода трубопровода из земли,

При надземной прокладке трубопроводов или их отдельных участков следует предусматривать проектные решения по компен­сации продольных перемещений. При любых способах компенса­ции продольных перемещений трубопроводов следует применять отводы, позволяющие проход поршня, очищающего полость трубопровода, и раз­делительной головки (для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов). Прямолинейные балочные переходы допускается проектировать без компенсации продольных перемещений трубопроводов.

При прокладке трубопроводов и их переходов через есте­ственные и искусственные препятствия следует использовать несущую способность самого трубопровода. В отдельных случаях при соответствующем обосновании в проекте допускается преду­сматривать для прокладки трубопроводов специальные мосты.

Величины пролетов трубопровода следует назначать в зависи­мости от принятой схемы и конструкции перехода.

В местах установки на трубопроводе арматуры необходимо предусматривать стационарные площадки для ее обслуживания. Площадки должны быть несгораемыми и иметь конструкцию, исключающую скопление на них мусора и снега.

На начальном и конечном участках перехода трубопровода от подземной к надземной прокладке необходимо предусматри­вать постоянные ограждения из металлической сетки высотой не менее 2,2 м.

При проектировании надземных переходов необходимо учи­тывать продольные перемещения трубопроводов в местах их выхо­да из грунта. С целью уменьшения величины продольных переме­щений в местах выхода трубопроводов из грунта допускается при­менение подземных компенсирующих устройств или устройство поворотов вблизи перехода (компенсатора-упора) для восприятия продольных перемещений подземного трубопровода на участке, примыкающем к переходу.

Опоры допускается не предусматривать в балочных систе­мах трубопроводов в местах их выхода из грунта. В местах выхода трубопровода из слабосвязанных грунтов следует преду­сматривать мероприятия по обеспечению его проектного положе­ния (искусственное упрочнение грунта, укладка железобетонных плит и др.).

Опоры балочных систем трубопроводов следует проектировать из несгораемых материалов. При проектировании надземных тру­бопроводов следует предусматривать электроизоляцию трубопро­вода от опор.

Высоту от уровня земли или верха покрытия дорог до низа трубы следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-89-80*, но не менее 0,5 м.

Высоту прокладки трубопроводов над землей на участках, где предусматривается использование вечномерзлых грунтов в каче­стве основания, назначают из условия обеспечения вечномерзлого состояния грунтов под опорами и трубопроводом.

При проектировании трубопроводов для районов массового перегона животных или их естественной миграции минималь­ные расстояния от уровня земли до трубопроводов следует принимать по согласованию с заинтересованными организациями.

При прокладке трубопроводов через препятствия (в том числе через овраги и балки) расстояние от низа трубы или пролет­ного строения следует принимать при пересечении:

- оврагов и балок – не менее 0,5 м до уровня воды при 5 %-й обеспеченности;

- несудоходных, несплавных рек и больших оврагов, где возмо­жен ледоход, – не менее 0,2 м до уровня воды при 1 %-й обеспечен­ности и от наивысшего горизонта ледохода;

- судоходных и сплавных рек – не менее величины, установлен­ной нормами проектирования подмостовых габаритов на судоход­ных реках и основными требованиями к расположению мостов.

Возвышение низа трубы или пролетных строений при наличии на несудоходных и несплавных реках заломов или корчехода устанавливается особо в каждом конкретном случае, но должно быть не менее 1 м над горизонтом высоких вод (по году 1 %-й обес­печенности). При прокладке трубопроводов через железные дороги общей сети расстояние от низа трубы или пролетного строения до голов­ки рельсов следует принимать в соответствии с требованиями габа­рита "С" по ГОСТ 9238-83.

Расстояние в плане от крайней опоры надземного трубопро­вода должно быть:

- до подошвы откоса насыпи не менее 5 м;

- до бровки откоса выемки не менее 3 м;

- до крайнего рельса железной дороги не менее 10 м.

В местах надземных переходов трубопроводов через ручьи, ов­раги и другие препятствия следует предусматривать конструктив­ные решения, обеспечивающие надежную защиту от тепловых и механических воздействий соседних трубопроводов при возмож­ном разрыве на одном из них. В трубопроводном строительстве применяются следующие конструктивные схемы надземных трубопроводов:

балочная схема, не содержащая специальных устройств для компенсации удлинения (или укорочения) трубопровода, трубопровод укладывается прямолинейно на опорах как многопролетная балка; поэтому схема и получила название балочной;

балочная схема, включающая различные конструктивные элементы, позволяющие компенсировать удлинения труб при изменении их температуры и внутреннего давления; известны следующие виды этой схемы:

трубопроводы с П-, Г- и Z-образными компенсаторами, устанавливаемыми через определенные расстояния в вертикальной или горизонтальной плоскостях; трубопровод, имеющий в плане зигзагообразную форму; трубопровод, укладываемый прямолинейно и содержащий компенсирующие вставки (трубопровод со «слабо изогнутыми участками»);

подвесная схема – особенностью данной схемы и ее разновидностей является подвеска трубопровода к специальным несущим канатам, закрепляемым на высоких опорах;

арочная схема – трубопровод сооружается по схеме неразрезной арки;

схема самонесущего трубопровода – трубопровод подвешивается к опорным устройствам и материал труб воспринимает нагрузку от веса трубопровода и транспортируемого продукта;

трапецеидальная схема – трубопровод сооружается в форме трапеции, что дает возможность компенсировать удлинения труб;

мостовая схема – трубопровод прокладывают по специальному мосту, поэтому нагрузок от собственного веса и веса продукта трубопровод не несет.

Наиболее распространенные схемы надземных трубопроводных переходов и их классификация по конструктивным признакам приведены на рисунках 14.1 и 14.2.

Рисунок 14.1 – Наиболее распространенные схемы надземных трубопроводных переходов.

Рисунок 14.2 – Классификация надземных трубопроводных переходов по конструктивным признакам

 

В последнее время появились надземные трубопроводные переходы с консольными опорами (рисунок 14.3) и с поддерживающим элементом в виде фермы (рисунок 14.4). Рас­смотрим особенности этих конструкций.

Трубопроводный переход с балансирно-пространственными опорами (рисунок 14.3) содержит трубопровод 1, уложенный на про­дольно-подвижные скользящие опорные части 2 и стержневую сис­тему 3,представляющую собой две пары равнобедренных треуголь­ников из стержневых элементов, плоскости которых расположены под углом друг к другу, при этом вершины этих треугольников со­единены одним верхним поясом 4. Он позволяет увеличить перекрываемый пролет в 3 – 5 раз и снизить материалоемкость в сравнении с балочными системами, усиленными кожухом или трубой над рабочим трубопроводом.

Рисунок 14.3 – Балочные трубопроводные переходы с консольными опорами: а – балансирно-пространственными; б – Т-образными; в – вантовыми; 1 – трубопровод; 2 – продольно-подвижные опорные части; 3 – стержне­вая рама; 4 – верхний пояс; 5 – ванта

 

Переход с Т-образными консольными опорами (рисунок 14.3 б) отличается от предыдущего тем, что опоры выполнены в виде рамы из консольных балок, параллельных трубопроводу, соединенных между собой поперечинами, на которые укладывается трубопро­вод. С целью усовершенствования этой конструкции и уменьше­ния ее металлоемкости опоры дополнительно снабжаются ван­тами 5, полученный таким образом переход носит название балоч­ный переход с вантовыми консольными опорами (рисунок 14.3 в).

Следующая конструкция трубопроводного перехода (рисунок 14.4) состоит из концевых опор 2 и 4, содержит поддерживающий эле­мент в виде фермы 3, которая может иметь прямоугольное попереч­ное сечение, образованное двумя плоскими фермами, соединенны­ми между собой с помощью поперечных и диагональных связей в единую жесткую конструкцию, либо сечение в виде равнобедрен­ного треугольника, благодаря этому такая конструкция обладает меньшей материалоемкостью. Внутри

 

 

Рисунок 14.4 – Трубопроводный переход с поддерживающим элементом рабочего трубопровода в виде фермы: а – с фермой прямоугольного сечения; б – с формой сечением в виде равнобедренного треугольника; 1– трубопровод; 2, 4 – концевые опоры; 3 – ферма; 5– решетка фермы; 6– пояса фермы

 

фермы размещается тру­бопровод. Пояса ферм 6 могут иметь тавровое поперечное сече­ние, решетка 5может быть выполнена из равнобоких уголков.

Наличие фермы позволяет увеличить длину перекрываемого пролета в 2 – 3 раза без устройства промежуточных опор при достаточной горизонтальной жесткости. Конструкция трубопро­водного перехода может предусматривать наличие эксплуатацион­ного мостика для осмотра и обслуживания трубопровода.