Расчет труб защитного футляра

Условия расчета

Данные для расчета

Задача расчета

На переходе трубопровода через автодорогу

Определение толщины стенки защитного футляра на переходе через автодорогу, в составе работ по модернизации газопровода-отвода DN 300.

Наружный диаметр газопровода: Дн 325 мм

Материал футляра: труба спиральшовная, сталь Ст3сп, согласно ГОСТ 8696-74*:

- временное сопротивление разрыву на поперечных образцах: σ_в = 372 Н/мм² (42 кгс/мм²);

- предел текучести: σ_т = R₂ = 245 Н/мм² (25 кгс/мм²);

Максимальное заглубление футляра, согласно данных построения профиля участка газопровода: H=z=3,4 м.

Характеристики грунта, согласноданных инженерно-геологического обследования участка работ:

- грунт: суглинок полутвёрдый;

- плотность грунта: γ_ГР=1,96 т/м³≈19,2 кН/ м³;

- угол внутреннего трения: φ_ГР=23^о;

- коэффициент крепости: f_КР=0,6, [1, табл.59].

Верхнее покрытие автодороги:

- вид: асфальтобетон;

- толщина: 0,12 м;

- модуль упругости: Е_П=1000 МПа, [1, табл.60];

- коэффициент Пуассона: μ_П= 0,2, [1, табл.60].

Расчетные показатели автомобилей:

- вид: грузовой, трёхосный;

- нагрузка на одну заднюю ось: 13 кН, [1, табл.63];

- расстояние между осями задней тележки: с=1,6 м.

Коэф-т надежности по нагрузке от подвижного состава: n_П = 1,1;

Коэф-т надежности по нагрузке от веса грунта: n_ГР = 1,2;

Коэффициент постели грунта при сжатии [9, табл.1]: k_o = 0,1 МН/м³;

4.1 Минимальный диаметр защитного футляра, [1, ф. 6.183]:

,

принимаем диаметр защитного футляра D_Ф=530 мм.

4.2 Ширина свода естественного обрушения грунта над футляром, [1, ф. 6.187]:

.

4.3 Высота свода естественного обрушения грунта над футляром, [1, ф. 6.186]:

.

4.4 Расчетная вертикальная нагрузка на футляр от действия грунта, [1, ф. 6.185]:

.

4.5 Расчетная величина бокового давления грунта на футляр в случае формирования свода обрушения, [1, ф. 6.189]:

4.6 Момент инерции материала полотна дороги, [1, ф. 6.194]:

.

4.7 Цилиндрическая жесткость полотна дороги, [1, ф. 6.193]:

.

4.8 Коэффициент жесткости полотна дороги, [1, ф. 6.192]:

.

4.9 Длина зоны распространения реакции основания, [1, ф. 6.197]:

.

4.10 Длина зоны распространения суммарной эпюры реакции основания:

4.11 Максимальное значение реакции основания автодороги имеет место в точке соприкосновения колес автомашины с дорожным полотном, при этом η=1,0, [1, ф. 6.195]:

.

4.12 Максимальное напряжение в грунте на глубине заложения футляра (z=H) и под колесами автомобиля (x=0), [1, ф. 6.198]:

4.13 Расчетное давление на футляр от подвижного транспорта, [1, ф. 6.199]:

.

4.14 Расчетное поперечное сжимающее усилие в наиболее напряженном сечении футляра, [1, ф. 6.201]:

.

4.15 Расчетный изгибающий момент в наиболее напряженном сечении футляра, [1, ф. 6.202]:

.

4.16 Минимальная толщина стенки футляра, удовлетворяющая условию прочности, [1, ф. 6.200]:

Принимаем толщину стенки защитного футляра

Дн 530 по ГОСТ 8696-74*– 9,0 мм.

5 Заключение

Принятая толщина стенки и материал трубы защитного футляра удовлетворяют условиям прочности и деформации в продольном направлении.

Список литературы

1.Бабин Л.А., Быков Л.И., Волохов В.Я. «Типовые расчеты при сооружении трубопроводов», М. «Недра» 1995 г.

2. СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы».

Справочные данные из [1]

Таблица 9

Коэффициент постели грунта при сжатии

Грунт	ko, МН/м^3
Торф влажный	0,5-1,0
Плывун	1-5
Глина размягченная	1-5
Песок свеженасыпанный	2-5
Песок слежавшийся	5-30
Глина тугопластичная	5-50
Гравий	10-50

Таблица 59

Ориентировочные значения физико-механических характеристик грунтов

Грунт	Плотность γГР, кН/м^3	Угол внутреннего трения φГР, градус	Коэффициент крепости fКР
Сланец, известняк, мел, мерзлый грунт			2,0
Слежавшаяся галька, щебенистый грунт, твердая глина	18-20		1,5
Плотный глинистый грунт			1,0
Гравий, глинистый грунта, лесс			0,8
Слабый глинистый грунт, сырой песок, растительный грунт			0,6
Песок, мелкий гравий, насыпной грунт			0,5
Разжиженные грунты	15-18		0,3

Таблица 60

Расчетные характеристики материалов покрытия автомобильных дорог

Вид материала	Модуль упругости ЕП, МПа	Коэффициент Пуассона, μ
Цементобетон	10000-20000	0,15-0,20
Асфальтобетон	1000-1500	0,20-0,30
Щебень, обработанный битумом	700-900	0,25-0,30
Гравий, обработанный битумом	350-800	0,35-0,40
Щебень	300-450	0,15-0,20
Гравийный материал	150-250	0,08-0,10
Щебень и гравий, обработанные цементом	500-700	0,10-0,20
Грунты, обработанные цементом	200-450	0,20-0,30
Грунты, обработанные битумом	170-280	0,30-0,35
Пески	80-150	0,20-0,25
Супеси легкие	40-45	0,20-0,30
Пески пылеватые, супеси тяжелые	28-40	0,15-0,20
Легкие и тяжелые суглинки и глины	20-35	0,30-0,40
Супеси пылеватые и тяжелые, пылеватые суглинки легкие и тяжелые	15-30	0,15-0,25

Таблица 61

Наименьшая допускаемая толщина покрытия автомобильных дорог

Номер покрытия	Наименование покрытий	H, см
	Жесткие:
	Цементобетон (монолитный и сборный)
	Полужесткие и нежесткие:
	Асфальтобетон однослойный
	Асфальтобетон двухслойный
	Асфальтобетон из прочных щебенистых материалов в смеси с битумом
	Мостовые из брусчатки и мозаики на каменном или бетонном основании
	Усовершенствованные облегченные покрытия из щебня и гравия, обработанных битумом
	Усовершенствованные облегченные покрытия из холодного асфальтобетона
	Усовершенствованные облегченные покрытия из грунта обработанного битумом
	Щебенистые и гравийные переходные покрытия на песке
	Щебенистые и гравийные переходные покрытия на каменном или укрепленном вяжущем грунте
	Щебенистые и гравийные переходные покрытия на основании из щебня или гравийного материала
	Грунтовые покрытия, укрепленные различными местными материалами	-

Таблица 63

Основные показатели автомобилей, учитываемые в нормативных нагрузках Н-30 и Н-10

Показатель	Н-30	Н-10 автомобиля
утяжеленного	нормального
Масса нагруженного автомобиля, т
Нагрузка на заднюю ось, кН	2х120
Нагрузка на переднюю ось, кН
Ширина заднего ската, м	0,8	0,4	0,3
Ширина переднего ската, м	0,3	0,2	0,15
Длина соприкосновения ската с покрытием проезжей части (по направлению движения), м	0,2	0,2	0,2
База автомобиля, м	6+ 1,6 (!)	4,0	4,0
Ширина кузова, м	2,9	2,7	2,7
Ширина колеи, м	1,9	1,7	1,7

Маленький комментарий:

Свой расчет я выполнил тупо переписав из книжки (расстояние между осями задней тележки взято из предыдущего издания). Но, когда готовил файл на сайт, обратил внимание на две невязочки: коэффициент постели грунта и нагрузка на заднюю ось. Может тут что-то еще неправильное есть?!

Дата добавления: 2015-06-27