Расчет наряженного состояния трубопровода при совмещенном способе укладки

При совмещенном способе укладки опорные поверхности начального и конечного участков приподнятого трубопровода находятся на разных уровнях, таким образом, расчетная схема несимметрична.

Исходными данными к расчету являются: вес единицы трубопровода q_тр=q; вес изоляционной и очистной машин G_из и G_оч; высота подъема очистной машины h_оч; высота подъема изоляционной машины h_из; глубина траншеи h_т;

ширина траншеи по дну В; угол внутреннего трения грунта φ_гр; жесткость трубопровода при изгибе ЕI, где Е – модуль упругости; равный для стали 2,1·10⁵МПа; I – осевой момент инерции поперечного сечения трубы.

В расчете сделано сделано следующее допущение: изоляционная машина G_из совмещена с первым краном-трубоукладчиком(или группой трубоукладчиков) К₁, т.е. l_из=0, а высота подъема трубопровода первым трубоукладчиком h₁ равна высоте подъема изоляционной машины (или комбайна) h_из.

Расстояние l₁ определяется уз условия равенства максимального изгибающего момента в пролете и изгибающего момента в точке подъема трубопровода первым трубоукладчиком (или первой группой трубоукладчиков).

(4.1)

Аналогично расстояние l₄:

(4.2)

Наибольшее напряжение, а следовательно, и наиболее нагруженным является пролет l₁, поэтому достаточно проверить трубопровод на прочность в пределах этого пролета. Максимальный изгибающий момент в пролете М₁ и момент в точке подъема трубопровода краном-трубоукладчиком М₁, как отмечалось выше, равны между собой по абсолютной величине.

(4.3)

Условие прочности имеет вид:

(4.4)

Для расчета расстояний l₂ и l₃ необходимо значения комплексов:

1 комплекс -

2 комплекс -

по которым на диаграмме находят соответствующие кривые: для 1комплекса из серии сплошных кривых, для 2 из серии – пунктирных. Точки пресечения сносятся на координатные оси и получают значения параметров α и β.

Расстояния l₂ и l₃ найдем из выражений:

(4.5)

(4.6)

Усилия на крюках трубоукладчиков рассчитываются по формулам:

(4.7)

(4.8)

(4.9)

Реакции и рассчитываются по формулам:

(4.10)

(4.11)

Определив необходимые подъемные усилия, подбираем марку кранов-трубоукладчиков с помощью зависимости:

(4.12)

где - допустимое вертикальное усилие на крюке трубоукладчика;

- коэффициент надежности по грузоподъемности, учитывающий неровный рельеф местности. =0,9.

- номинальный момент устойчивости трубоукладчика, указываемый в паспорте;

- вылет стрелы, является переменным и изменяется от минимального у первого по ходу работ трубоукладчика К_з.

(4.13)

До максимального у последнего трубоукладчика К₁:

(4.14)

Если усилие К₁, К₂ или К₃ превышает К_доп, следует увеличить число трубоукладчиков в группе до двух, а иногда до трех.