Конструкции опор

В практике трубопроводного строительства применяют опоры различного вида: свайные, из стоек, рамного типа, опорыплиты, массивные монолитные и сборные, подвесные, грунтовые. Свайные опоры устраивают из одной, двух или четырех свай. При решении вопроса о числе свай в опоре определяющим является нагрузка, передаваемая на опору, а также требуемый вид опирания труб. Что касается определения несущей способности свайных опор из висячих свай, свай-стоек и т. п., то эти вопросы подробно рассматриваются в курсе «Строительное дело».

Как уже отмечалось, опоры могут быть неподвижными, шарнирными и скользящими. При шарнирном закреплении труб положение их в плане фиксируется на весь период эксплуатации, а на скользящих — трубы могут перемещаться в продольном или поперечном направлении, либо в том и другом одновременно. В зависимости от этого рассчитывается ширина опор и подбирается конструкция опорных устройств. Рассмотрим конструкции опор в зависимости от их назначения.

Шарнирная оиора может иметь одну, две или четыре сваи. На такой опоре труба может только поворачиваться в плане (рис. 14.11). Усилия, которые могут действовать на опору в плане в различные моменты в период эксплуатации, показаны на этом же рисунке. Одновременно при любой из схем могут действовать не более двух сил. Кроме плановых составляющих на опору действует и вертикальная сила.

Скользящая опора, допускающая перемещение трубопровода в направлении его главной оси, может иметь, как и шарнирная, одну, две или четыре сваи. Силы /Ѵ₂ и УѴ₄ в этом случае определяются силами трения при перемещении трубы и существенно зависят от конструкции опорного узла, обеспечивающего возможность перемещения. Скользящая опора, допускающая перемещение в поперечном направлении главной оси, может быть ограниченной и неограниченной. В первом случае лишь силы М| и Л^з, а во втором все силы М\, М%, N3 и Л^ определяются си-лами трения, зависящими от конструкции опорных узлов. Основные нагрузки воспринимаются неподвижными и шарнирными опорами. В многопролетных балочных бескомпенсаторных трубопроводах продольные силы М₂ и Л^₄ уравновешивают друг друга и поэтому на опоры они не действуют. Они будут действовать на опоры лишь при разрыве труб в какомлибо пролете. Однако такой случай является аварийным и опоры на такую ситуацию не рассчитывают. Силы /ѴІ или М_л возникают от бо ковой ветроной нагрузки в зависимости от направления ветра:

где <7в — ветровая нагрузка, определяется по рекомендациям СНиП 2.05.06—85.

Формула (14.30) в зависимости от числа пролетов и номера опоры примет следующий вид:

двухпролетный переход (см. рис. 14.1,0) и трехпролетный (см. рис. 14.1, г) на опоре 1

на опоре 2

При большем числе пролетов независимо от наличия ком-пенсаторов на крайних опорах Л^,₃ определяется по (14.31), а на промежуточных— по (14.30). Если трубопровод имеет П-, Г- и 2-образные компенсаторы, то на промежуточных опорах Л/, и Л^з определяют по (14.30) и (14.31). Продольные силы УѴ₂ и УѴ₄ зависят от схемы компенсатора. При схеме (см. рис. 14.3, а) на опорах НО М% и Л/₄ равны, взаимно уравновешиваются, по-этому опоры НО на Л/₂ и М₄ не рассчитываются. Продольную силу на каждую подвижную онору (/, 2 и 5, 6) определяют по формуле

где /_Тр — коэффициент трения (скользящей опоры); <?тр— вес единицы длины труб.

Продольную силу на опорах, примыкающих к компенсатору, следует определять по формуле

где фком — вес половины компенсатора.

При схеме (см. рис. 14.3,6) 7Ѵ₂,4 определяют по (14.33), кроме опоры, примыкающей к компенсатору, где #_2>4 = = /_Тр[?тр(0,5/ + а)]. Значение коэффициентов трения /_Тр следует принимать: при скольжении стали по стали 0,5, при роликовых опорах ^тр^О.О?. При схеме рис. 14.3, в М₂, ₄ определяют по (14.33) для крайних опор, а для остальных по (14.32). При схемах рис. 14.6 и 14.8 продольные силы на шарнирных опорах возникают при разрыве труб. На скользящих опорах силы ѵѴ₂,4 определяют по (14.32). Конструктивно

шарнирные опоры из свай оформляются, как показано, например, на рис. 14.12, а, а скользящие — на рис. 14.12,6.

Следует отметить, что железобетонные свайные опоры наи-более широко применяются в трубопроводном строительстве. Опоры представляют собой железобетонные стойки или рамы, опираемые на фундамент. Подвесные опоры применяют при зигзагообразной схеме укладки (рис. 14.13). Опоры других типов (монолитные, грунтовые, сборные и др.) применяют в трубопроводном строительстве редко. Усилия, действующие на опорах любых видов, определяются так же, как и для свайных.