книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов

Допустимое падение напряжения в дренажной цепи при подключении дренажа к минусовой шине тяговой подстанции вычисляется по формуле

где L3 - расстояние между отсасывающим пунктом и трубопроводом, км. Бели же дренаж подключается через среднюю точку путевых дросселей,

где 1 4 - расстояние между трубопроводов и железной дорогой, км.

3.11. Примеры расчетов

Пример 3.1. Определить число линейных объектных строительных потоков (число изоляционно-укладочных колонн), необходимых для осуществления строительства магистрального трубопровода, имеющего следующую проектную характеристику:

1.Диаметр трубопровода - 1220 мм.

2.Проектная протяженность трубопровода - 1380 км.

3.Характеристика переходов (по протяженности)

•через болота I типа - 0,5 км;

•через крупные реки (объекты УПТР) - 9,7 км:

4. Характеристика участков трассы трубопровода (по протяженности) /,=1380 км:

•с нормальными условиями производства работ £„= 1227 км;

•болота I типа £*б= 41 км;

•болота II типа £% = 98 км.

5. Число переходов по трассе - 622.

6 . Характеристика отдельных участков трассы:

• участок протяженность £\= 324 км проектная продолжительность =333 дня;

число дней, в которые по погодным условиям изоляционно-укладочные работы не допускаются N noz( = 83 дня;

• участок N92- £2 = 216 км; N wt2 =384дн.; N noZi =118дн.

• с изоляцией липкими полимерными лентами £ulj= 370 км.

кпог=(1,33-324+1,44-216+1,39-460+1,25+195+1,28-185)/1366=1,35

4.Число переходов, приходящихся на 100 км трассы трубопровода, составляет 622-100/1366=45, отсюда кпер=1,15.

5.Значение NM определяегся по формуле, аналогичной (3.5), и составляет 605 дней.

6. Определяется значение Lnp по формуле (3.3)

/,пр=(1277* 1 +41 • 1,7+98-2,5) -1,15*1,35+(979* 1,0+17*1,25+1,25*370* 1,0)-1366=

-2402 км.

7.Число изоляционно-укладочных колонн, равное числу объектных потоков, по формуле (3.2)

605-425

8 . Показатель сложности трассы трубопровода

а= 2402 = 1,76 1366

Выводы:

1 ) В среднем каждая колонна должна изолировать и укладывать:

1366 в месяц ---------- = 5,8 км, в год - 5,8*12=70 км

« 1.10

25,6

2) Решение задачи позволяет предусмотреть изменение сроков строительства трубопровода при изменении как числа изоляционно­ укладочных колонн, так и числа колонно-смен.

Пример 3.2. Определить рациональную транспортную схему и количество транспортных средств для строительства участка газопровода «СОЮЗ» (ПК 1140-960 км).

Исходные данные

1.Протяженность участка строительства - 180 км.

2.Расстояния от пунктов поступления до трубосварочных баз (тсб)

составляют:

пункт 1 —ст. Чертково - а = 28 км (ПК 1140) - тсб №1; пункт 2 - ст. Мешковская - b - 12 км (ПК 1060) - тсб №2; пункт 3 - ст. Вешенская - с = 18 км (ПК 1012) - тсб №3.

3.Расстояния между трубосварочными базами по трассе составляют: Z,i=80 км; 7^=48 км.

4.Диаметр газопровода - 1420 мм.

5.Толщина стенки трубы S= 16,5 мм.

6 . Продолжительность строительства - 16 мес.

7.Средняя скорость движения машин с грузом - 20 км/ч, без груза - 30 км/ч.

8 . Время погрузки труб - 20 мин., время разгрузки - 15 мин (по данным хронометража).

9.Продолжительность работы машин в течение суток составляет 16 часов.

10.Работы выполняются в летний период года.

11.Подъездные дороги с твердым покрытием, вдольтрассовые грунтовые.

12.Трубосварочные базы расположены на выходе к трассе.

Решение

1. По табл. 3.4 назначаем марку трубовоза-плетевоза - ПЛТ-214 (на базе автомобиля КрАЗ-214) грузоподъемностью 18 т.

2. Фактическая грузоподъемность трубовоза

Ятр=Ш = 5'ъ трубы*

С учетом допустимого недогруза (15%, здесь 5,5%) трубовоза принимаем число одиночных труб, погружаемых на трубовоз, равные 5, вес 5 труб - 3,4*5=17 т.

3.Общий вес труб по формуле (3.12)

4.* Необходимое число трубовозов ПЛТ-214 на период строительства трубопровода по формуле (3.15)

В данном случае Ко.т учитывает время, необходимое для технического обслуживания автомобилей и прицепов.

5.По табл. 3.5 назначаем марку трубовоза-плетевоза для транспортировки секций труб с промежуточных трубосварочных баз непосредственно на трассу

-ПЛТ-214. Выбор одной марки трубовоза-плетевоза как для транспортировки отдельных труб, так и секций труб существенно упрощает эксплуатацию автопарка и прицепов.

6. Определяем фактическую грузоподъемность плетевоза

<7^=13/10,2=1,76 секции.

С учетом допустимого перегруза (15%, здесь 11,3%) принимаем число секций труб, погружаемых на плетевоз, равным 2; вес 2 секций - 10,2-2=20,4 т (следует учитывать, что практически длина секции труб колеблется от 33,9 до 36 м).

7. Определяем необходимое число плетевозов:

С учетом Ko.f^0,7 принимаем Nni= 4 плетевоза.

Вывод: на сварочно-монтажном участке постоянно должно работать не менее 10 плетевозов ПЛТ-214.

Пример 3.3. Рассчитать траверсу, работающую на изгиб при разгрузке труб весом 77,5 кН из полувагонов.

Решение

Принимаем для изготовления траверсы двутавровую балку, материал сталь марки ВСтЗ с Ry= 225 МПа. Рабочая длина траверсы £=2а=3 м.

Максимальный изгибающий момент M=Gal2-77,5’1,5/2=58,1 кНм

Минимальный момент сопротивления поперечного сечения %=MK,=58,1 10'3/225=0,258 10'3 м3

По справочным таблицам подбираем двутавровую балку №22 с Wx= 0,30910‘3 м3.

Пример 3.4. Проверить на устойчивость траверсу, работающую на сжатие, изготовленную из двутавровой балки №30 с площадью поперечного сечения А - 61,2*1О*4 м2 и минимальным радиусом инерции сечения балки /*„,/,,=12,1*1О*2 м. Материал изготовления сталь марки ВСтЗ, Ry= 205 МПа.

Рабочая длина траверсы £=4,0 м, угол наклона ветвей каната к вертикали сс=45°. Вес поднимаемого груза 200 кН.

Решение

Сжимающее усилие в балке траверсы по формуле (3.25)

N =-^^-/&45° =100 кН.

2

Гибкость траверсы по формуле (3.27) Л = 4,0/12,1-10-2 =33,

соответственно коэффициент продольного изгиба ç> (см.табл.3.10) равен 0 ,9 3 9 и условие устойчивости имеет вид

100 -10~3

--------------------Т < 205.0,95 0,939-61,2-10 4

17,6<195.

Как видно, условие устойчивости выполняется.

Пример 3.5. Подобрать стропы для подъема груза весом <7=120 кН, угол наклона ветвей к вертикали а=40°.

Усилие в каждой ветви стропа по формуле (3.28)

Поскольку угол расхождения ветвей составляет 2а=80° и не превышает максимально допустимого, равного 90°, по табл. 3.6 выбираем строп 2СК-12,5 с грузоподъемностью 125 кН.

Если вместо одного двухветвевого использовать два двухпетельных стропа, их суммарная грузоподъемность должна составлять произведение Sn-7%,3'2 = 156,6 кН. По табл. 3.7 выбираем стропы СКП1-8,0, имеющие грузоподъемность 80 кН. Суммарная грузоподъемность двух стропов составит 160 кН.

Пример 3.6. Рассчитать высоту складирования труб при следующих исходных данных DH=1420 мм; SH= 10 мм; материал - сталь 12ГСБ для которой

R\= 500 МПа, У?2 = 350 МПа; Ь= 12 м; трубы складируются на грунтовой площадке (kf= 1 ,2 ); нижний ряд труб укладывается на подкладки (*7 = 1,1); складирование труб производят в зимний период {к^= 1,05); число подкладок

В^4.

Решение

1.Коэффициент надежности по материалу к2= 1,15,

т.к.^ _ = — = 0,6860,8

Л" 510

2. Расчетное сопротивление материала труб по формуле (3.31)

Л2 = — !— = 304,3 МПа.

21,15-1

3.Схемное число рядов Пи по формуле (3.30)

и„ = 0,45 + 36,51 • 103 3 0 4 ,3 10 = 7,47 7,85-1420

4. Проверяем расстояние между подкладками по формуле (3.33)

— - = = 3,7м <3D„=4,26 м.

В - 1 4 -1

5. Предельно допустимое число рядов труб в штабеле по формуле (3.32)

7,47 п< <5,39.

1,2 1,11,05

Принимаем п = 5.

6 . Высота штабеля по формуле (3.34)

Я = 1420(0,866 -5 + 0,134) = 6,340мм = 6,34 м.

Пример 3.7. Определить критическую высоту вертикального откоса в грунте, имеющем следующие физико-механические характеристики:

уест =0,018Н/см2, (ргр =26°,сгр =1,5Н/см2 Внешнюю нагрузку будем считать

для двух случаев: q ~0 и <7 = 1 0 Н/см2.

Решение

Критическая высота вертикального откоса hKpпо формуле (3.44) при <7=0

сохранять вертикальную форму. По формуле (3.45) установим предельное ее значение qnp = 4,6 Н/см2. При q^q„p откос может быть вертикальным, а при q>qnp - нет.

Пример 3.8. Определить для условия примера 3.7, можно ли находиться трубоукладчику на расстоянии а= 150 см от края вертикального откоса траншеи (см.рис.3.18, а), имеющей расчетную глубину 220 см. Давление от гусений трубоукладчика q=5 Н/см2.

Решение

Критическая высота вертикального откоса Лкр по формуле (3.46)

Поскольку расчетная глубина траншеи 220 см, a hKV= 150 см, то трубоукладчик может разрушить вертикальный откос. Следовательно, край гусеницы трубоукладчика должен находиться от края траншеи на большем расстоянии, чем 150 см. Приняв а=220 см и выполнив вычисления, получим hKp= 187 см. При а=250 см hKp= 232 см. Следовательно, при принятых исходных данных трубоукладчик должен находиться от бровки траншеи без опасности ее разрушения на расстоянии а = 240-250 см.

Пример 3.9. Определить установочную мощность роторного экскаватора для рытья траншеи под трубопровод диаметром мм в суглинистом грунте категории II со скоростью 350 м/ч.

Глубина траншеи hf= 2,0 м, ширина траншеи по дну Æ=l,5 м.

Решение

Принимаем откосы 1:0,5 (см.табл.3.13). Площадь поперечного сечения траншеи

Удельное сопротивление резанию и копанию кр=350 кПа (см. табл. 3.17). Установочная мощность по формуле (3.48)

N = 1,0 0,7 300 5 -350 = 102,1 кВт 3600

Оптимальным является в этом случае экскаватор ЭТР-223 с глубиной копания 2,2 м, шириной ротора 1,5 м и мощностью 103,0 кВт.

Пример 3.10. Определить производительность бульдозера при разработке грунта. Исходные данные: трактор Т-130, длина отвала 6=3,2 м, высота отвала А= 1,3 м. Масса трактора с навесным оборудованием т = 17280 кг. Разрабатываемый грунт - плотный суглинок р = 1700 кг/м3. Место работы -

горизонтальная площадка. Отвал перпендикулярен оси трактора а = 90°.

Решение

1.Тяговое усилие, развиваемое трактором при Мдв=\ 18 кВт ( 160 л.с.),

=0,8 и скорости движения v = 3,7 км/ч=1,03 м/с

TN » 0,9Р = 0,9 l^00J Vd<,'7.4 = 0,910 0 0 - 1-1-?-'-0-8- = 82600 Н = 82,6 кН 1,03

2. Сила тяги по сцеплению TC4=GC4q>. При движении бульдозера по плотному грунту ф=0,9. Tat- 17280x9,81*0,9=153000 //= 153 кН. Условие движения без буксования TC4>TN>W.

3. Сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала на горизонтальной площадке при ^ ,р=40°, а=90° и //=0,4 по формуле (3.57)

№2=0 ,5 -1,3-Ъ ^-3,2 1700- 9,81(0,4 ± 0) = 21300Н = 21,3 кН . tg40°

4.Сопротивление от трения грунта по отвалу по формуле (3.58)

W3 = 0,5 • 3,2 • 1,32 1700- 9,81 • cos55° • 0,6 = 9300Н = 9,3 кН .

5.Сопротивление движению бульдозера по формуле (3.59)

W4 = 17280 • 9,81(0,12 ± 0) = 20300Н Н=20,3 кН.

6 . Свободная сила тяги (запас тягового усилия) по сцепному весу

(3.56), c~W\/(b sinak).

Для разрабатываемого грунта - плотного суглинка Л=0,14 МПа (по табл. 3.20).

В конце набора грунта

31700

= 0,07 м

3,25/7190“ 0,14 106

В начале копания, когда все тяговое усилие расходуется только на резание грунта и перемещение бульдозера, свободная сила тяги Г=7дгW4-82,6-20,3 =62,3 кН. Отвал бульдозера может быть опущен на глубину