ar-net.ru 9.5.10 Критическое внешнее равномерное давление на трубу класса К-9 определяется следующим образом:
Из условия получают МПа, тогда МПа.
- жесткость трубы, МПа, по М. Леви;
- жесткость грунта, МПа.
МПа. Коэффициент запаса - условиям устойчивости труба удовлетворяет.
9.5.11 Определяют значение жесткости при внешнем нагружении для трубы класса К-9:
,
где мм - прогиб кольца трубы.
мм.
Коэффициент запаса .
- жесткость по М. Леви = 1,35 МПа.
Допустимый прогиб кольца трубы при 3% от 63,5 см составит:
Условиям жесткости труба класса К-9 удовлетворяет, так как .
9.5.12 Расчет трубопровода на комбинированную нагрузку
Определяют значение допустимого внутреннего давления для засыпанного трубопровода
МПа;
кН/м, приведенная внешняя нагрузка на 1 м; тогда , где 1,6 МПа - рабочее давление.
Расчеты показывают, что прокладка напорного трубопровода из труб ВЧШГ класса К-9 диаметром 63,5 см на рабочее давление 1,6 МПа удовлетворяет всем прочностным требованиям.
9.5.13 Значение давления на основание трубопровода рассчитывают по формуле
МПа.
кН/м,
где - сумма равнодействующих от всех видов внешних нагрузок, действующих на трубу. Нагрузка от транспорта отсутствует.
9.5.14 Расчеты показывают, что прочность грунта основания должна быть не менее 2,0 МПа, что по классификации таблицы Б.1 ГОСТ 25100 относится к категории низкой прочности. При укладке труб на грунты очень низкой прочности <1 МПа, необходимо усилить основание по 11.30 СП 31.13330.
9.5.15 При параллельной прокладке нескольких линий водоводов (заново или дополнительно к существующим) расстояние в плане между наружными поверхностями труб следует устанавливать с учетом проекта производства и организации работ и необходимости защиты от повреждений смежных водоводов при аварии на одном из них, см. таблицу 26 СП 31.13330 для стальных труб.
9.5.16 Учитывая высокую надежность и прочность труб из ВЧШГ, расстояние между трубами диаметром до 1000 мм и выше следует устанавливать как для стальных труб в зависимости от их диаметра для всех видов грунтов. Для давлений более или равных 1 МПа в соответствии с 11.49 СП 31.13330 при прокладке трубопроводов на застроенных территориях и промышленных предприятиях и применении труб, исключающих возможность повреждения соседних водоводов при аварии на одном из них, разрешается уменьшать расстояние между трубами. Этим требованиям отвечают трубы из ВЧШГ, поэтому расстояние между трубопроводами следует устанавливать не менее 40 см (в свету) для труб диаметрами до 400 мм и 60 см - для труб диаметрами до 1000 мм и выше.
9.5.17 Соединительные фасонные части для трубопроводов, прокладываемых на всех видах грунтов должны быть аналогичны приведенным в приложении Б настоящего свода правил. Сварные фасонные части соединительные из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов аналогичны приведенным в [21].
9.5.18 При прокладке трубопроводов на слабых грунтах возможно применение труб с соединением "TYTON" только при устройстве упоров, препятствующих расстыковке трубопровода. При невозможности устройства упоров, следует применять только трубы с соединениями типов "RJ" и "RJS" или их сочетание (см. раздел 11*).
10* Проектирование трубопроводов из ВЧШГ на просадочных грунтах
10.1 Основные положения расчета на прочность и деформативность труб на просадочных грунтах
10.1.1 При применении трубопроводов из труб ВЧШГ на просадочных грунтах необходимо соблюдать следующие условия:
- применение шарнирных замковых усиленных соединений типов "RJ" и "RJS" диаметрами 80-1000 мм различных классов прочности;
- достаточная площадь опирания, при деформируемом основании;
- устойчивость элементов конструкций при деформациях основания;
- совместность деформаций грунта и трубопроводов.
Расчет проводят в соответствии с 6.4.1, 6.4.3 и 6.4.13 СП 21.13330.
10.1.2 Расчетная схема трубопроводов следующая:
- расчет на прочность с определением возможного прогиба секции трубопровода;
- расчет на прочность и деформативность стыка трубопровода при допустимой осадке грунта;
- расчет на одновременное деформирование грунта основания и трубопровода;
- расчет, на прочность и деформативность единичных труб на поперечный изгиб трубы при расчетном прогибе.
10.1.3 Основным расчетным положением при проектировании трубопроводов из ВЧШГ является совместность деформации осадки грунта основания и трубопроводов, расчет на прочность трубопроводов при допустимых просадках грунта 20 см и более.
10.1.4 Раструбные замковые соединения труб из ВЧШГ типа "RJ" и "RJS" являются шарнирными и обеспечивают возможность изгибаться трубам как в вертикальном, так и горизонтальном и в продольном направлениях, имеют три степени свободы.
Раструбное соединение "TYTON" не является замковым. Поэтому возможно раскрытие соединения при просадках грунта. Такие подвижки стыков возможны при укладке труб в грунтах с просадочностью I и II типа (просадкой до 20 см). Поэтому трубы из ВЧШГ с соединениями "TYTON" следует применять только при устройстве упоров, препятствующих расстыковке трубопровода.
10.1.5 Расчет трубопроводов с соединениями "RJ" и "RJS" должен проводиться на совместное воздействие окружных растягивающих напряжений и напряжений растяжения в осевом направлении от воздействия гидравлического давления и напряжения от растягивающих напряжений от просадки трубопровода.
10.1.6 Расчет труб на кольцевые нагрузки от воздействия грунта и внутреннего давления проводят в соответствии с 5.8. Несущую способность трубопровода на осевые нагрузки определяют по таблице 10.4. Напряжение изгиба трубопровода от просадки грунта незначительны и в расчет не принимают.
В таблице 10.1 приведены характеристики шарнирных соединений труб типа "RJ" и "RJS". Соединения типов "RJ" и "RJS" неразъемные, "TYTON" - разъемное.
Таблица 10.1 - Характеристики соединения "TYTON", "RJ" и "RJS" для изгиба
Условный проход , мм | Допустимый изгиб при укладке | Длина трубы L, м | Радиус изгиба , м | Смещение , см |
80-150 | 5° | 6 | 69 | 52 |
200-300 | 4° | 6 | 86 | 42 |
350-600 | 3° | 6 | 115 | 32 |
700-800 | 2° | 6 | 200 | 25 |
900-1000 | 1,5° | 6 | 267 | 19 |
10.1.7 Повороты большого радиуса следует выполнять с помощью изгиба соединений. В этом случае трубы при соединении должны быть выровнены как в вертикальной плоскости, так и в горизонтальной. Изгиб в стыке выполняют при полностью собранном соединении. Схема геометрии изгиба соединений приведена на рисунке 10.1.
Радиус изгиба .