Гидродинамическое воздействие потока на подводные трубопроводы. Расчет устойчивости подводного трубопровода

Горизонтальная и вертикальная составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода:

где – гидродинамический коэффициент обтекания трубы водным потоком; определяется в зависимости от числа Рейнольдса: Re

где =10 – кинематическая вязкость воды.

Усредняя скорость течения воды в слое на уровне уложенного на дно подводной траншеи трубопровода:

= определяется по номограмме в зав-ти от параметров траншеи или

= ,

где , – донная и поверхностная скорость течения воды,

D_н.и. – диаметр трубопровода с изоляцией.

γ_в – удельный вес воды, с учетом содержания солей и механических примесей,

С_у – гидродинамический коэффициент подъемной силы (зависит от числа Рейнольдса и определяется по графику);

Проверка устойчивости трубопровода против всплытия.

Нормативный вес балластировки в воде:

(3.18)

где – коэффициент надежности по нагрузке для чугунных пригрузов;(=0,9 для ж/б пригрузов)

– коэффициент надежности против всплытия, (зав-т от ширины реки);

– расчетная выталкивающая сила воды;

–расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответственно рельефу дна траншеи и определяемая для вогнутых участков где – угол поворота оси трубопровода в вертикальной плоскости на вогнутом рельефе; ρ - радиус кривизны рельефа дна траншеи

q_доп – расчетная нагрузка от веса продукта;

– коэффициент трения трубы о грунт,

p_y, p_x – горизонтальная и вертикальная составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода.

Нормативный вес балластировки в воздухе:

, (3.19) где γ_б – нормативная объемная масса материала пригруза;

γ_в – удельный вес воды, с учетом содержания солей и механических примесей.

Расчетную нагрузку от собственного веса

q_тр = n_св (q_м^н + q_из^н+q_фут^н₎; (3.22)

где n_св – коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, n_св=0,95;

q_м^н – нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы ;(g_м – удельный вес металла трубы)

q_фут^н – нормативная нагрузка от собственного веса футеровки , .

q_из^н -нормативная нагрузка от собственного веса изоляции; , где q_и.л.^н – нормативная нагрузка от собственного веса изоляционной ленты;

q_об^н – нормативная нагрузка от собственного веса обертки.

q_и.л.^н=к_из×p×D_Н×g×d_и.л.×r_и.л., q_об^н =к_из×p×D_Н×g×d_об×r_об,

к_из – коэффициент, учитывающий величину нахлеста, при двухслойной изоляции (обертки), к_из=2,3.

При укладке подводного трубопровода необходимо производить проверку устойчивости трубы против смятия под действием внешнего гидростатического давления воды по формуле:

(3.33)

где h_в – глубина водоема;

h_о – глубина заложения трубопровода до верхней образующей;

D_ср – средний диаметр трубы, определяется по формуле:Dcp=Dн-δн

Поиск по сайту: