Расчет кожуха

Прокладка участков переходов трубопроводов через автомобильные дороги предусматривается в защитном футляре (кожухе), который является основной деталью перехода и предназначен для предохранения прокладываемого через него трубопровода от воздействия нагрузок, агрессивных грунтовых вод и блуждающих токов. На футляр действуют внешние нагрузки ¾ вертикальное и боковое давление грунта q_гр.в и q_гр.б и давление от веса подвижного транспорта q_п.

Для трубы диаметром 720 мм принимаем кожух диаметром 1020 мм.

Рис.1. Схема к расчету футляра на прочность

Нагрузка от подвижного состава:

(10)

где n_гр=1,2 – коэффициент надежности по перегрузке, зависит от веса грунта;

А – коэффициент, зависящий от глубины заложения в грунт защитного футляра. При глубине заложения 2 м А=0,4.

q – давление транспорта на единицу площади защитного футляра. Принимаем q = 4,18 т/м².

Ширина пролета естественного свода обрушения:

, (11)

где D_ф— наружный диаметр футляра, м;

— угол внутреннего трения грунта (для песка). Принимаем [1]

Высота грунта в пределах естественного свода обрушения, действующая на футляр:

(12)

где f _кр¾ коэффициент крепости породы (для песка). Принимаем f _кр=0,5[1]

Определим расчетную вертикальную нагрузку на футляр:

(13)

где n_гр = 1,2 — коэффициент надежности по перегрузке;

γ_гр.– объемный вес грунта в естественном состоянии. (для песка). Принимаем γ_гр.=17 кН/м³ [1]

Определим расчетное боковое давление на футляр:

(14)

Определим поперечное усилие, действующее на футляр:

(15)

где r_ф — радиус футляра.

Определим изгибающий момент, действующий на футляр:

(16)

где c_пл— коэффициент учитывающий всестороннее сжатие футляра, с_пл=0,25.

Толщина стенки футляра:

(17)

Для прокладки трубопровода под дорогой принимаем кожух Ø1020×14.

Согласно [1], концы футляров, устанавливаемых на участках переходов газопроводов через автомобильные дороги III категорий, должны выводиться на 25 м от бровки земляного полотна. Таким образом длина футляра составляет:

L_к = 9 + 50 = 59 м.