Библиотека докуменов по охране труда и промышленной безопасности

Главная /

Документация. 549-84. Рекомендации по расчету ветровых тросов в висячих и вантовых трубопроводных переходах

Министерство строительства предприятий
нефтяной и газовой промышленности

Всесоюзный научно-исследовательский институт
по строительству магистральных трубопроводов

ВНИИСТ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО РАСЧЕТУ ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ В ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ

Р 549-84

Москва 1985

Настоящие Рекомендации содержат методику учета, действия ветровой нагрузки при проектировании висячих трубопроводных переходов. Рекомендации разработаны в развитие действующих нормативных документов на основе теоретических и экспериментальных исследований, проведенных Всесоюзным научно-исследовательским институтом по строительству Магистральных трубопроводов (ВНИИСТом) Грозненским нефтяным институтом (ГНИ), и обобщения имеющегося опыта проектирования различных сооружений.

Рекомендации составлены кандидатами технических наук: В. В. Спиридоновым (ВНИИСТ, отдел трубопроводов, сооружаемых в особых условиях) и Л. А. Луневым. (Грозненский нефтяной институт.

Рекомендации предназначены для специалистов проектных и научных организаций, а также для работников, занятых на строительстве трубопроводов.

Содержание


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. РАСЧЕТ ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ В ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ НА ДЕЙСТВИЕ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ВЕТРА

3. РАСЧЕТ ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ В ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ ПЕРЕХОДАХ НА ДЕЙСТВИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ВЕТРА

Приложение 1 пример расчета ветровых тросов висячего перехода с ветровыми оттяжками.

Приложение 2 ПРИМЕР РАСЧЕТА ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ ВИСЯЧЕГО ПЕРЕХОДА С ВЕТРОВЫМИ ФЕРМАМИ.

ЛИТЕРАТУРА


[pagebreak]1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование висячих и вантовых трубопроводных переходов (а именно расчет их на действие статической и динамической нагрузок ветра).

1.2 Модель воздействия ветра принимается в виде стационарного однородного процесса;

1.3 Ветровая нагрузка Q действующая на конструкции перехода, определяется как сумма - статической составляю щей, соответствующей усредненному скоростному напору, и - динамической составляющей, вызываемой пульсациями скоростного напора ветра.

1.4 Динамическая составляющая ветра должна учитываться в конструкциях с периодом колебаний более 0,25 с [1].

1.5 Явление аэродинамической неустойчивости не рассматривается.

[pagebreak]2. РАСЧЕТ ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ В ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ НА ДЕЙСТВИЕ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ВЕТРА

2.1. Нормативную ветровую нагрузку , действующую на конструкции трубопроводных переходов, определяют по формуле:




(1)


Где Q0 - скоростной напор ветра, принимают по СНиП II-6-74 [1] или по формуле




(2)


Где αN = 0,75 + S/V поправочный коэффициент, принимаемый не более единицы;

V - скорость ветра;

CХ - аэродинамический коэффициент, принимаемый по данным аэродинамических испытаний.

2.2. Расчетную ветровую нагрузку находим по формуле




(3)


Где N - коэффициент перегрузки;

D - диаметр трубы.

2.3. Уравнение изогнутой оси трубопровода определяют по формуле




(4)


Где ξ=X/L

L - пролет трубопровода;

X - расстояние от левой опоры трубопровода до сечения X;

А - определяют из уравнений, указанных ниже, для различных конструкции трубопроводных переходов.

2.4. Висячий трубопроводный переход с ветровыми оттяжками




(5)


Где .

Li - длина хорды провисания I-й стяжки;

βOi - угол наклона оттяжки;









μ, Vn, Р - линейная плотность, скорость и давление внутреннего потока;

αТ - коэффициент линейного расширения трубы;

ΔT - приращение температуры;



H0I - первоначальный распор в I-й оттяжке;

αK - вылет компенсатора;

Fi - стрела провисания ветрового I-го троса;

QВ - масса трубопровода с продуктом транспортирования;

H - расстояния от оголовка троса до оси трубопровода;

L - пролет трубопровода.

Распоры в I-x оттяжках в наветренных и заветренных тросах:




(6)



(7)



(8)


2.5. Висячий трубопроводный переход с ветровыми фермами




(9)


Где FT - стрела подъема ветрового троса в середине пролета;



Н0 - распор в тросе от предварительного напряжения:



βТ - угол наклона оттяжки;

EF - жесткость ветровых трос о, в при растяжении;

- пролет трубопровода;

HОT - высота консоли оттяжки.

Распоры в наветренных и заветренных тросах:




(10)



(11)

Где - боковое смещение трубопровода в середине пролета, равное A/16



(12)


Где N= (0,9 - 0,6), берется в зависимости от остаточного предварительного напряжения в заветренных тросах.

[pagebreak]3. РАСЧЕТ ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ В ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ ПЕРЕХОДАХ НА ДЕЙСТВИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ВЕТРА

3.1. Максимальное смещение трубопровода в сечении Х определяется по формуле




(13)


Где - прогиб трубопровода при действии статической ветровой нагрузки, определяемой пп. 2.3, 2.4;

КТ - число стандартов, принимаемое по СНиП II-6-74;

Duj - дисперсия смещения трубопровода, определяемая по формуле




(14)


Где S(ω) - нормированная спектральная плотность ветра;




(15)


- средняя часовая скорость ветра на высоте 10 м;

ωJ - частота;



M - масса трубы с продуктом транспортировки;

K0 - коэффициент шероховатости подстилающей поверхности, принимаемый в первом приближении для водной поверхности реки 0,003-0,004;




(16)


λ1 = 4,73: λ2 = 7,85; λ3 = 10,99; λj > 4 = (2j+1)π/2

α1 = 1,0178; α2 = 0,99922; α3 = 0,999; αi > 3 = δ

δ - логарифмический декремент конструкции перехода.

3.2. Квадрат круговой частоты висячего трубопроводного перехода с ветровыми оттяжками




(17)


Где Zj(ξI) - функция Z при фиксированном значении ξI в местах прикрепления I-й оттяжки;

L - пролет трубопровода.

3.3. Квадрат круговой частоты висячего трубопроводного перехода с ветровыми фермами




(18)


Где

3.4 Распор в ветровых тросах с учетом динамического воз действия ветра определяем по формулам (6) - (8), (10) - (12) с по мощью подстановки нового значения U (т. е, Umax).

ПРИЛОЖЕНИЯ

[pagebreak]Приложение 1
пример расчета ветровых тросов висячего перехода с ветровыми оттяжками.

Параметры перехода:

Трубопровод 377×12 мм,

L = 130 м,

P = 6 МПа,

Q = 450 Па,

Диаметр тросов 19 мм,

Жесткость тросов EF = 2,65·107 Па,

Угол наклона коротких оттяжек 28°30'

Длинных 47°20'

αK = 600 см (рис. 1, 2)





Рис. 1. Схема висячего перехода в вертикальной плоскости

Определяем А по формуле (5)

;

А=143,3 см

;

.



Рис. 2. Схема висячего перехода (в плане) с вантовыми ветровыми тросами

;

;

НН1=581+349,6-107,8=892,8 кг

;

;

НН2=651+320,4-47,16=924,27 кг;

;

;

;

;

;

.

Найдем распор в длинных наветренных оттяжках как самых напряженных с учетом динамического воздействия:



Н2=Н0+ΔНН2-ΔННT=651+869,2-47,16=1473,05 кг

Разрывное усилие в канате 19450,0 кгс. В настоящее время для ветровых тросов коэффициент запаса прочности по рекомендациям [2] составляет:

1:(γcγКК/γuγMγN)=1:(1,05×0,95×0,85/1,3×1,2×1,1)=1:0,494=2,02

Где γс - коэффициент общих условий работы канатного элемента;

γк - коэффициент условий работы, учитывающий влияние на прочность каната местных концентраторов напряжений;

К - коэффициент агрегатной прочности каната; |

γu - коэффициент надежности для элементов конструкций, рассчитываемых по временному сопротивлению разрыва;

γn - коэффициент надежности по назначению.

Фактический запас прочности составляет К = 19450,0/1473 = 13. Таким образом, сечение троса назначают с большим запасом прочности.

[pagebreak]Приложение 2
ПРИМЕР РАСЧЕТА ВЕТРОВЫХ ТРОСОВ ВИСЯЧЕГО ПЕРЕХОДА С ВЕТРОВЫМИ ФЕРМАМИ.

Параметры перехода следующие:

630×8 мм,

L - 200 м,

Р = 6 МПа,

Q0 = 270 Па,

Диаметр тросов 19 мм,

Жесткость тросов EF = 2,65·107 Па,

V = 2 м/с, продукт транспортировки - нефть (рис
Страница: [1] 2
[0.0018 сек.]
СЛУЧАЙНОЕ