Задача №13. Рассчитать напряженное состояние трубопровода при изоляционно – укладочных работах совмещенным методом

Рассчитать напряженное состояние трубопровода при изоляционно – укладочных работах совмещенным методом.

Исходные данные:

Диаметр трубопровода – D_н=1,22м;

Толщина стенки S=10мм;

Внутренний диаметр трубопровода – D_вн=1,2м;

Площадь сечения – F=0,038 м²;

Осевой момент сопротивления – W=11,41*10^-3 м³;

Осевой момент инерции – I=6,959*10^-3 м⁴;

Вес трубы – g_тр=g=2923,4 Н/м²;

Расчетное сопротивление материала труб – k₂=304,3 МПа;

Модуль упругости стали – Е=2,1*10⁵ МПа;

Глубина траншеи - h_тр=2,2 м;

Ширина траншеи по дну – В=1,72 м;

Угол внутреннего трения грунта - 20⁰;

Вес изоляционной машины - G_из =58 кН;

Вес очистной машины – G_оч=69,3 кН;

Высота подъема изоляционной машины – h_из=3 м;

Высота подъема очистной машины – h_оч=1,6 м.

Решение:

1. Определим значения комплексов:

1 комплекс – 0,164·1,6/3,0=0,09

2 комплекс – 0,164·(1,6+2,22)/3,0=,21

2. Соответствующие им значения коэффициентов α и β определяем по диаграмме в двух точках пересечения:

1 вариант: α=1,43; β=1,92

2 вариант: α=1,55; β=2,28

3. Дальнейший расчет производим по первому варианту. Расстояния l₁, l₂, l₃, l₄ рассчитаем по формулам (4.1), (4.2), (4.5), (4.6):

4. Изгибающий момент по формуле (4.3):

М₁= - 1,85 МН/м

5. Условие прочности по формуле (4.4):

М₁≤R₂·W=304,3·11,41·10^-3=3,47 MH·м

1,85≤3,47

-1,85≤3,47

Как видно, моменты М_х и М₁ условию прочности удовлетворяют.

6. Усилие на крюках трубоукладчика определим, используя зависимости (4.7), (4.8), (4.9):

7. Реакции R₀ и R_A по формулам (4.10), (4.11):

8. Вылет стрелы а_min и а_max по формулам (4.13), (4.14)

9. Используя для работы в изоляционно – укладочной колонне краны – трубоукладчики ТГ – 321 с моментом устойчивости М_уст=800 кНм и номинальной грузоподъемностью 320 кН.

Допускаемое вертикальное усилие по формуле (4.12):

Сопоставив величину К_доп со значениями К₁, К₂, и К₃ видим, что одного крана – трубоукладчина ТГ – 321 хватает на выполнение обьема работ, а их общее число в колонне составит 3 единицы.