Коэффициент постели грунта при сжатии

                                                                                                                            Таблица 4

Среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом вычисляется по формуле:

;              (2.4.11)

где n_гр=0,8 - коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта;

γ_гр, кН/м³ -удельный вес грунта (табл.1);

h₀, м - высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до поверхности грунта или глубина заложения трубопровода; q_тр —расчетная нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом.

P_гр=  = 12652,05 Па.

Следовательно,

m₀* N⁽¹⁾ _кр=0,9*8,7*10⁶=7,8 МН.

Проверяем

Т.к. 3,9<7,8, то в случае пластической связи трубопровода с грунтом общая устойчивость трубопровода в продольном направлении будет обеспечена.

Продольное критическое усилие для прямолинейных участков трубопроводов в случае упругой связи с грунтом определяем по формуле:

                        , МН;                                            (2.4.12)

где к₀, МН/м³ - коэффициент нормального сопротивления грунта, или коэффициент постели грунта при сжатии (табл.2).

N⁽²⁾ _кр=2*√25*1,020*2,06*10⁵*35,2*10^-5=86 МН.

Следовательно

m₀* N⁽²⁾ _кр=0,9*86=77,4 МН.

Т.к. 3,9<86, то условие устойчивости прямолинейных участков нефтепродуктопровода обеспечено.

Проверим общую устойчивость криволинейных участков трубопровода, выполненных с упругим изгибом:

Вычисляем параметры:          

                               ;                                          (2.4.13)

,                                                             (2.4.14)

где - радиус упругого изгиба трубопровода, соответствующий рельефу дна траншеи.                      

θ_β=  = 0,014.

Z_β=  = 66,61.

По номограмме определяем коэффициент - (рис.1).

β_N=19.

Для криволинейных (выпуклых) участков трубопровода, выполненных упругим изгибом, в случае пластической связи трубы с грунтом критическое усилие рассчитывается по 2-м условиям:

                                                                    (2.4.15)

N⁽³⁾ _кр=19*³√23213,4²*2,06*10¹¹*35,2*10^-5=6,4*10⁶ Н.

m₀* N⁽³⁾ _кр=0,9*6,4*10⁶=5,7 МН.

Т.к. 3,9<5,7, то условие устойчивости криволинейных участков выполняется.

МН;                                 (2.4.16)

N⁽⁴⁾ _кр=0,375*23213,4*1000=8,7*10⁶ Н.

m₀* N⁽⁴⁾ _кр=0,9*8,7*10⁶=7,8 МН.

Т.к. 3,9<7,8, то условие устойчивости криволинейных участков выполняется.

Увеличение толщины стенки трубы, и пересчет всех параметров, зависящих от толщины стенки трубы, привело к еще большему увеличению разницы между фактическим эквивалентным продольным усилием в сечении трубы (S) и критическим усилием (N⁴_кр). Исходя из необходимости выполнения всех выше приведенных условий устойчивости трубопровода, можно увеличить устойчивость криволинейных участков, увеличив радиус изгиба трубопровода:

м.                            (2.4.17)

R_βmin =  = 4,9*10^-4 м.

Тогда в случае упругой связи трубопровода с грунтом общая устойчивость трубопровода в продольном направлении будет обеспечена.

Гидравлический расчет нефтепровода

Исходные данные:

Таблица 5