Методические указания по практическим занятиям для студентов направления



страница8/9
Дата13.01.2020
Размер1.13 Mb.
ТипМетодические указания
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Практическая работа №6


Расчет минимального радиуса упругого изгиба подземных трубопроводов

Теоретические основы



Общим условием всех схем изоляционно-укладочных работ является перемещение трубопровода, находящегося на бровке траншеи, с помощью трубоукладчика на дно траншеи.

Рис. 13.1. Расчетная схема трубопровода при изоляционно-укладочных работах: а) симметричная б) несимметричная


При этом трубопровод изгибается как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Напряженно-деформированное состояние труб должно быть таким, чтобы в них имели место только упругие деформации. Для предупреждения изломов трубопровода кранами, между трубами или их группами необходимо соблюдать определенное расстояние. По условиям строительства расчетная схема при изоляционно-укладочных работах может быть симметричной (подъем и перемещение трубопровода на одном горизонтальном уровне), и не симметричной - на разных уровнях (рис. 13.1).

Весь приподнятый над землей трубопровод можно рассматривать как многопролетную неразрезанную балку, в которой имеются две крайние зоны и одна средняя, заключенная между креплениями трубоукладчика.



Как показывают примеры расчетов, наиболее напряженным является первый пролет длиной l:

; (6.1.)

h - высота подъема трубопровода при укладке, м;

Расстояния между трубоукладчиками l1, l2 определяются по следующим формулам:



(6.2.)

где h- высота (max) подъема трубопровода при укладке, м; Е – модуль упругости материала трубы (прил. 38), Па; J – осевой момент инерции поперечного сечения трубы, м4;



(6.3.)

qтр- нагрузка от веса трубы, Н/м;

(6.4.)

коэффициенты α, β - находятся по номограмме (рис. 13.2) в зависимости от значений а и b, n - коэффициент надежности по нагруз­ке от веса трубы, (прил. 35); γст - объемный вес стали, Н/м3 (для стали γст = 78500 Н/м3);



, (6.5.)

где hоч, hиз - высота, на которой работают, соответственно, очистная и изоляционная машины, м.

По номограмме (рис. 13.2) выбирается два ряда значений α, β, в дальнейшем расчет ведется для двух вариантов, затем выбирается оптимальный, при котором усилия на крюках трубоукладчика будут минимальными.

Эти усилия определяются по формулам:



;

; (6.6)

;

где K1 , K2 , K3 – усилия на крюках трубоукладчика, Н; Qоч , Qиз – вес, соответственно, очистной и изоляционной машины, Н.



Рис. 4. Номограмма для определения рациональной расстановки групп трубоукладчиков в изоляционно-укладочной колонне

В процессе проведения изоляционно-укладочных работ каждое сечение трубопровода испытывает при его подъеме значительное напряжение изгиба.

Напряжения от изгиба (Па) в наиболее опасном сечении трубы определяются в зависимости от физико-механических свойств стали и высоты подъема трубы h и рассчитывается по формуле:



(6.7.)

Если σ ≤ R2, то в процессе изоляционно-укладочных работ напряженно-деформированное состояние трубы не вызовет опасений, т.е. не произойдет изломов трубы.



Расчетное сопротивление материала трубы, МПа:

, (6.8)

где нормативное сопротивление материала трубы, , МПа; m - коэффициент условий работы трубопровода (прил. 34); Кн - коэффициент надежности по назначению трубопровода (прил. 37); К2 - коэффициент, зависящий от прочностных характеристик стали (прил. 36).

Задача. Рассчитать расстояние между трубоукладчиками и усилия на крюки трубоукладчика, если при изоляционно-укладочных работах используются три трубоукладчика, расчетная схема принята симметричная. Определить напряженное состояние трубопровода при укладке. Исходные данные: наружный диаметр трубы – Dн, толщина стенки - , марка стали, высота (max) подъема трубопровода при укладке – h, высота, на которой работают, соответственно, очистная и изоляционная машины - hоч , hиз , вес, соответственно, очистной и изоляционной машины - Qоч , Qиз

Таблица 6.1

Исходные данные к задаче


№ вар.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница