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,
Dн.и. – диаметр трубопровода с изоляцией.
γв – удельный вес воды, с учетом содержания солей и механических примесей,
Су – 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
qдоп – расчетная нагрузка от веса продукта;
– коэффициент трения трубы о грунт,
py, px – горизонтальная и вертикальная составляющая воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода.
Нормативный вес балластировки в воздухе:
, (3.19) где γб – нормативная объемная масса материала пригруза;
γв – удельный вес воды, с учетом содержания солей и механических примесей.
Расчетную нагрузку от собственного веса
qтр = nсв (qмн + qизн+qфутн); (3.22)
где nсв – коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, nсв=0,95;
qмн – нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы ;(gм – удельный вес металла трубы)
qфутн – нормативная нагрузка от собственного веса футеровки , .
qизн -нормативная нагрузка от собственного веса изоляции; , где qи.л.н – нормативная нагрузка от собственного веса изоляционной ленты;
qобн – нормативная нагрузка от собственного веса обертки.
При укладке подводного трубопровода необходимо производить проверку устойчивости трубы против смятия под действием внешнего гидростатического давления воды по формуле:
(3.33)
где hв – глубина водоема;
hо – глубина заложения трубопровода до верхней образующей;
Dср – средний диаметр трубы, определяется по формуле:Dcp=Dн-δн