Нагрузки на подвижные опоры трубопроводов

Вертикальная нагрузка на подвижные опоры определяется по формуле:

F_В=G_В´ l,                                                 (8.11)

где G_В - вес одного погонного метра трубопровода, включающего вес трубы, теплоизоляции и воды, Н/м; 

    l - длина пролёта между подвижными опорами, м.

Весовые характеристики теплопроводов приведены в таблице 8.6.

Расстояние между подвижными опорами, принятые исходя из прочности труб и несущей способности опорных подушек по серии 3.306.2, приведены в         таблице 8.7.

Вертикальные нагрузки на подвижные опоры рассчитываются с коэффициентом перегрузки 1,2. При размещении подвижной опоры в узле трубопроводов дополнительно учитывают вес арматуры, сальниковых компенсаторов, а также вес прилегающих участков ответвлений, приходящихся на данную опору. Вес ответвлений определяется с коэффициентом 0,5, учитывающим распределение веса между двумя опорами. Для уменьшения вертикальной нагрузки на подвижную опору сокращают пролёт между опорами на магистрали и ответвлениях.

При перемещении опоры под углом к оси трассы прямолинейного участка трубопровода возникает только осевая горизонтальная нагрузка F_г = F_гx.

При перемещении опоры под углом к оси трубопровода (на участках самокомпенсации, вблизи П-образных компенсаторов, в узлах трубопроводов) горизонтальная нагрузка раскладывается на два направления: осевое F_rx - по оси трубопровода и боковое F_rу - перпендикулярное оси трубопровода. При отсутствии данных о направлении перемещения опоры допускается принимать осевую и боковую нагрузки каждую равной 0,7F_r. При перемещении опоры перпендикулярно первоначальной оси трубопровода, например на спинке гибких компенсаторов, возникает только боковая горизонтальная нагрузка F_r, равная F_rу.

Рисунок 8.2 – Номограмма для определения безразмерного коэффициента С для расчёта Г–образного участка трубопровода с углом поворота

больше 90º без учёта гибкости отвода

Рисунок 8.3 – Номограмма для определения коэффициентов А и В

При расчёте упругой деформации в заделке меньшего плеча

Таблица 8.6 - Весовые характеристики 1м длины теплопроводов                тепловых сетей и сетей горячего водоснабжения

Таблица 8.7 - Расстояния между подвижными опорами

Горизонтальные нагрузки на подвижные опоры от сил трения определяются по формулам:

F_rx =μ_xGl,                                            (8.12)

F_ry=μ_yGl,                                            (8.13)

где μ_x и μ_y - коэффициенты трения в опорах при перемещении вдоль и поперёк оси, принимаемые:

μ_x=0,3 и μ_y=0,3 - для скользящей опоры;

μ_x=0,1 и μ_y=0,3 - для катковой опоры;

μ_x=0,1 и μ_y=0,1 - для шариковой опоры;

μ_x=0,1 и μ_y=0,1 - для подвесной жёсткой опоры.

Расчётные горизонтальные нагрузки от инженерных сетей для расчёта строительных конструкций определяют с коэффициентом перегрузки k = 1,1.

При прокладке нескольких трубопроводов термические перемещения трубопроводов не совпадают по времени, поэтому при расчёте строительных конструкций вводят коэффициент неодновременности действия сил трения по строительным нормам и правилам (СНиП 2.09.03-65). При этом, подающий и обратный трубопроводы тепловых сетей, трубопроводы сети горячего водоснабжения и циркуляционные считаются одной системой и рассматриваются как один трубопровод.

Графическая часть проекта

План тепловых сетей

Для разработки планов сетей в качестве подосновы используются чертежи генерального плана. При проектировании тепловых сетей, помимо топографических условий местности и плана застройки (геодезические отметки или горизонтали, здания, автомобильные дороги, пешеходные дорожки, трамвайные пути, зелёные насаждения и прочее), необходимо учитывать размещение надземных и подземных сооружений и коммуникаций (водопроводные, канализационные и газовые сети; электрические и телефонные кабели). Чертежи планов сетей выполняются, в соответствии со стандартом ГОСТ 21.605-62 в масштабе 1:500 или 1:1000. Условные графические изображения на планах различных способов прокладки сетей принимают по стандарту ГОСТ 21.108-78 (Приложение А).

Планы сетей допускается размещать как на отдельных листах, так и совместно с профилями сетей, схемами трубопроводов и поперечными разрезами сетей.

На плане сетей указываются:

•сети с координатами и привязками осей трасс;

•длины участков между элементами сетей или их координаты;

•величины углов поворотов (кроме углов 90°);

•марка и нумерация элементов сетей: узлы трубопроводов - УТ; неподвижные опоры - Н; углы поворотов - УП; компенсаторы - К; лотки - КЛ, 2КЛ, КЛс, 2КЛс и т.п.);

•поперечные разрезы сетей.

Нумерация элементов сетей состоит из марки и порядкового номера (УТ5, HI2, УП8 и т.п.), Начинается нумерация от источника тепловой энергии или границы проектирования. Привязки и длины участков сетей указывают в метрах с двумя десятичными знаками. Положение секущих плоскостей поперечных разрезов указываются на планах сетей в местах изменения диаметров трубопроводов, их размещения или способов прокладки. Направление взгляда для разрезов принимают от источника тепловой энергии. Нумерацию поперечных разрезов принимают сквозной. Расстояния трассы тепловых сетей до других сооружений и параллельно расположенных коммуникаций должны обеспечивать сохранность этих сооружений и коммуникаций, как при строительстве, так и в период эксплуатации.

Минимальные расстояния в плане от конструкций тепловых сетей до сооружений и инженерных сетей приведены в справочной литературе [6]. В частности, при подземной прокладке должны выдерживаться расстояния по горизонтали:

•1,5 м до бортового камня автомобильной дороги;

•1,6м до фундаментов опор технологических трубопроводов, мачт, столбов;

•1,5 м до водопроводов;

•2 м до канализации, водостоков, дренажей;

•2м до оси ствола дерева с диаметром кроны не более 5 м;

•1 м до кустарника;

•2 м до газопровода давлением до 0,6МПа и 4 м до газопровода давлением (0,6…1,2) МПа;

•2 м до фундамента здания и сооружения при прокладке в каналах на уровне или выше основания фундамента;

•5 м до фундамента здания и сооружения при прокладке в каналах ниже основания фундамента;

•5м до фундамента здания и сооружения при бесканальной прокладке

Допускается пересечение водяными тепловыми сетями диаметром до 300мм жилых и общественных зданий, при этом прокладка сетей осуществляется в технических подпольях, технических коридорах и тоннелях высотой не менее 1,6 м, в которых должно предусматриваться устройство дренирующего колодца в нижней точке на выходе из здания. Трубопроводы в технических подпольях, коридорах и тоннелях укладываются на бетонные опоры или кронштейны, а компенсация температурных удлинений осуществляется за счёт П-образных гнутых компенсаторов и угловых участков труб. Технические подполья должны иметь два выхода, не сообщающиеся с входами в жилые помещения.

Рисунок 9.1 - План сетей

При проектировании трубопроводов, располагаемых на наружной и внутренней поверхностях стен, следует выбирать такое размещение труб, чтобы они не закрывали оконных проёмов, не мешали размещению других трубопроводов и оборудования. Трубопроводы укладываются на кронштейны с приваренными корпусами скользящих опор. Кронштейны, устанавливаемые в местах устройства неподвижных опор, требуют дополнительного крепления путем устройства подкосов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Не допускается пересечение водяными тепловыми сетями детских дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений.

Трасса тепловых сетей должна иметь минимальную длину с учётом обхода труднопроходимых территорий и различных препятствий. При выборе трассы следует использовать её естественные изгибы для компенсации температурных удлинений трубопроводов. Трассу тепловых сетей выбирают вне проезжей части и вне зелёных насаждений.

Ширина полосы для тепловых сетей при подземной прокладке определяется внешними габаритами компенсационных ниш, узлов и камер, при надземной прокладке - шириной траверсы опор и вылетом компенсаторов.

Пример выполнения плана тепловых сетей показан на рисунке 9.1.

Схема сетей

Схема сетей выполняются в горизонтальной плоскости. На схеме сетей теплоснабжения указывают:

•теплопроводы и их обозначение (маркировка и диаметры);

•маркировку элементов сетей и их нумерацию

•арматуру, компенсаторы, неподвижные опоры, углы поворотов, спуски труб, точки дренажа трубопроводов;

•направление уклона, линии секущих плоскостей поперечных разрезов и их нумерацию.

На схеме сетей или на одном из повторяющихся участков схемы показывают разбивку, привязку и тип всех подвижных опор трубопроводов или приводят таблицу с указанием типа опор и расстояний между ними для каждого диаметра трубы по форме таблицы 9.1.

Таблица 9.1 - Подвижные опоры

Условные графические обозначения оборудования и арматуры на схеме сетей выполняются в соответствие со стандартами ГОСТ 2.704-70, ГОСТ 2.785-70 и ГОСТ 2.786-70.

Условное обозначение трубопровода составляется из условного графического обозначения трубопровода (в виде линий) и буквенно-цифрового обозначения, характеризующего назначение и вид транспортируемой среды по стандарту               ГОСТ 21.106-78. Буквенно-цифровое обозначение трубопроводов проставляется на полках линий-выносок: Т1 - подающий (общий для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов); Т2 - обратный; ТЗ - подающий трубопровод воды для горячего водоснабжения, Т4 -циркуляционный трубопровод горячего водоснабжения; Т5 - подающий трубопровод горячей воды для технологических нужд, Т6 - обратный трубопровод воды для технологических нужд; Т7 - паропровод, Т8 - конденсатопровод; В1 - хозяйственно-питьевой водопровод; К1 - бытовая канализация, К2 - дождевая (ливневая) канализация.

Если маркировку и диаметр трубы не удаётся показать непосредственно у трубопровода, их указывают на полке линии-выноски. При много трубной сети порядок маркировки трубопроводов на полках линии-выноски должен соответствовать порядку пересечения трубопроводов линией-выноской.

На магистралях сетей допускается указывать суммарные тепловые потоки с обязательной разбивкой по видам потребления: отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, технологические нужды.

Схемы, сетей вычерчивается без масштаба.

Пример выполнения схемы сетей показан на рисунке 9.2.

Рисунок 9.2 - Схема сетей

Поперечные разрезы сетей

Поперечные разрезы сетей выполняются в масштабе 1:10, 1:20 или 1:50.

На поперечных разрезах указывают:

•каналы в виде упрощенных контурных очертаний сплошной тонкой линией (при подземной прокладке);

•траншеи (при бесканальной прокладке);

•эстакады, отдельно стоящие опоры в виде упрощенных контурных очертаний сплошной тонкой линией (при надземной прокладке);

•трубопроводы, их привязку к строительным конструкциям и обозначения;

•опоры трубопроводов в виде упрощенных контурных очертаний сплошной тонкой линией;

•нумерацию позиций опор по спецификации (на полке линии-выноске);

•контуры тепловой изоляции (штриховой линией), отметки уровней земли и строительных конструкций.

Пример выполнения поперечного разреза показан на рисунке 9.3.

Профиль сетей

Для выбранной в плане трассы тепловой сети составляется продольный профиль по данным геодезических изысканий с указанием всех подземных сооружений, пересекаемых трассой. На продольный профиль наносится геологический разрез по отчётным данным инженерно-геологических изысканий, а также даются абсолютные отметки поверхности земли, вертикальной планировки, уровня грунтовых вод, подъёмных коммуникаций и прочих пересекаемых сооружений. Уклон трубопроводов тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя должен быть не менее 0,002.

Рисунок 9.3 - Поперечный разрез сетей при бесканальной прокладке

При построении продольного профиля тепловых сетей должны учитываться наименьшие допустимые расстояния по вертикали от наружных граней строительных конструкций прокладки трубопроводов до пересекаемых сооружений и инженерных сетей по строительным нормам и правилам (СНиП 2.04.07-86).

Профиль трассы в обычных климатических условиях проектируется с наименьшим заглублением тепловых сетей от поверхности земли без учёта глубины промерзания грунта. Расположение трубопроводов выше уровня грунтовых вод позволяет отказаться полностью или частично от проведения мероприятий по устройству дренажа.

При построении продольного профиля глубина заложения тепловых сетей принимается (минимальные расстояния):

•до верха перекрытий каналов - 0,5м;

•до верха перекрытий камер - 0,3м; 

•до верха оболочки бесканальной прокладки - 0,7м;

•на вводе тепловых сетей в здание - 0,3м до верха канала и 0,5м - до оболочки бесканальной прокладки.

Практически, глубину заложения следует согласовывать с отметками трубопроводов в узлах ответвлений и теплофикационных камерах. Низшие точки в продольном профиле при подземной прокладке тепловых сетей следует размещать в таких местах, где можно осуществить самотечный отвод воды из трубопроводов, каналов, камер и из сети попутного дренажа в ливневую канализацию или водоёмы. Если в низшей точке не предусматривается устройство камеры, то в этом месте выполняется колодец для удаления воды из канала с выпуском в ливневый сток.

На продольном профиле трубопроводов наносятся планировочные (красные) и натурные (чёрные) отметки земли, отметки грунтовых и поверхностных вод, отметки пересекаемых дорог, отметки полов зданий, отметки пересекаемых коммуникаций. Отметки даются в абсолютном исчислении.

Рисунок 9.4 - Профиль сетей

При подземной прокладке уклон ответвлений к отдельным домам (вводы) необходимо принимать по направлению к камере тепловой сети.

Если отметка узла ответвления выше отметки ввода в здание, то перед вводом в здание (на расстояние не менее 5м от него) предусматривается дополнительная камера с устройством уклона канала от здания к камере.

Отметка дна канала на вводе в здание принимается выше отметки подошвы фундамента на величину не менее чем 500 мм.

При размещении магистральных тепловых сетей совместно с другими инженерными сетями в одной траншее высотное положение трубопроводов в поперечном сечении технической зоны или проезда должно превышать высотное положение трубопроводов водостоков и канализации, чтобы обеспечить незатопляемость трубопроводов в период строительства и эксплуатации.

Тепловые сети при пересечении с сетями канализации, водопровода, водостоков и газопроводов должны располагаться над этими сетями. При расстоянии от основания конструкций тепловых сетей до верха пересекаемых трубопроводов 300 мм и менее, а также при расположении тепловых сетей под ними прокладка сетей канализации, водопровода, водостоков и газопроводов должна предусматриваться в футлярах (трубах). Диаметр футляра должен быть на 200мм больше наружного диаметра пересекаемого трубопровода. Футляры выводятся за пределы наружных габаритов тепловых сетей, не менее чем на два метра в каждую сторону.

Профиль сетей выполняют в масштабе: по горизонтали 1:500 или 1:1000; по вертикали 1:50 или 1:100.

Профили сетей изображают в виде развёрток по осям трассы сетей.

На профиле указывают:

•поверхность земли (проектную - сплошной тонкой линией, натурную –штриховой линией);

•уровень грунтовых вод (тонкой штрих - пунктирной линией);

•пересекаемые автомобильные дороги, железнодорожные и трамвайные пути, кюветы, о также другие подземные и наземные коммуникации и сооружения, влияющие на прокладку проектируемых сетей с указанием их габаритных размеров, высотных отметок и (при необходимости) координат или привязок;

•каналы, тоннели, камеры, нищи П-образных компенсаторов, углы поворотов;

•эстакады, отдельно стоящие опоры;

•вентиляционные шахты, дренажные колодцы, павильоны, и другие сооружения и конструкции сетей (упрощенными очертаниями внутренних и наружных габаритов) - сплошной тонкой линией;

•трубопроводы бесканальной прокладки - контурными очертаниями наружных габаритов сплошной тонкой линией с указанием осей труб, либо (при мелком масштабе) одной сплошной основной линией;

•неподвижные опоры - условным графическим изображением;

•принятые уклоны трубопроводов тепловых сетей между основными точками трассы, отметки оси трубопроводов.

Трубопроводы в каналах, тоннелях, камерах и нишах не изображают. При прокладке трубопроводов по подвалам зданий показываются контуры подвала и трубопровод без лотка сплошной основной линией. На профилях надземной прокладки сетей трубопроводы каждого яруса изображают одной сплошной основной линией.

Под профилями сетей помещают таблицу по форме 2 стандарта                  ГОСТ 21.605-82 для подземной прокладки сетей и по форме 3 стандарта           ГОСТ 21.605-82 - для надземной прокладки.

Допускается, при необходимости, дополнять таблицы другими строками.

Отметки сетей проставляют в характерных точках, в местах пересечений с дорогами, путями, инженерными коммуникациями и сооружениями, влияющими на прокладку проектируемых сетей.

Величины отметок и длины участков сетей указывают в метрах с двумя десятичными знаками, а величины уклонов - в процентах или в промилле (тысячная часть числа, обозначается 0/00).

Пример выполнения профиля сетей показан на рисунке 9.4.

Приложение А

(обязательное)

Условное изображение элементов сетей теплоснабжения на плане сетей

а) прокладка в непроходном канале с обозначением типа лотка; б) П-образный компенсатор К1 и поперечный разрез канала 1-1; в) узел трубопровода УТ (теплофикационная камера) и неподвижная опора Н1; г) угол поворота УП1 на 90º;           д) прокладка в непроходном канале с попутным дренажём; е) угол поворота УП1, не равный 90º; ж) опуск трубопровода при изменении способа прокладки;                  п) надземная прокладка на высоких опорах (общее обозначение); и) надземная прокладка на металлических опорах; к) надземная прокладка на железобетонных опорах; л) надземная прокладка на низких опорах; м) бесканальная прокладка (в траншее); н) изолированный трубопровод; с) П-образный компенсатор при надземной прокладке; р) прокладка в тоннеле

Рисунок А1

Приложение Б

(справочное)