Приложение В (рекомендуемое). Определение расчетного радиуса кривизны участка подземного газопровода

Приложение В
(рекомендуемое)

Определение
расчетного радиуса кривизны участка подземного газопровода

В.1 Данная методика определения расчетного радиуса кривизны подземного газопровода предназначена для применения при оценке общей устойчивости участка МГ с выпуклыми углами поворота трассы в вертикальной плоскости.

В.2 Расчетный радиус кривизны является характеристикой начального изгиба заглубленного в грунт газопровода. Под расчетным радиусом понимается минимальный радиус кривизны оси трубы, если изгиб имеет место на всей длине волны выпучивания, что обычно наблюдается при свободном (упругом) изгибе газопровода. Таким образом, если длина хорды кривой больше или равна критической длине волны выпучивания, то в качестве расчетного радиуса принимается фактический радиус кривизны оси трубы, т.е. имеет место условие

при , ,

(В.1)

где - критическая длина волны выпучивания, м;

- минимальный радиус кривизны оси трубопровода, м;

- угол поворота оси трассы газопровода, градусы.

В.3 Поворот газопроводов может выполняться с применением отводов (колен) машинного гнутья или заводских отводов с радиусом кривизны оси не менее 5 DN (в соответствии с рисунком В.1). В этом случае условие (В.1) обычно не соблюдается, т.е. перемещение газопровода происходит на длине, включающей и примыкающие к отводам первоначально прямолинейные участки. Зная длину волны выпучивания, расчетный радиус определяют как радиус кривой, проходящей через начало и конец волны выпучивания и вершину угла поворота.

Рисунок В.1 - Расчетная схема вертикальных выпуклых углов поворота

В.4 Так как длина волны выпучивания зависит от расчетного радиуса кривизны оси, то решение выполняется методом последовательных приближений. Вначале задаются возможной длиной волны выпучивания, примерно в (40 - 70) DN.

В.5 В зависимости от схемы угла поворота трассы (см. рисунок В.1) в первом приближении определяется расчетный радиус .

В.5.1 Схема а) рисунка В.1.

Считается, что угол поворота трассы , длина хорды кривой менее длины волны выпучивания и длина каждого из прямолинейных примыкающих участков такова, что выполняется неравенство

.

(В.2)

Расчетный радиус кривизны вычисляют по формуле

,

(В.3)

где - расчетная (критическая) длина волны выпучивания, м;

- угол поворота газопровода в вертикальной плоскости, градусы;

- радиус кривизны оси (кривой), м.

В.5.2 Схема б) рисунка В.1.

Расчетный участок состоит из двух кривых вставок с углами поворота и и прямолинейного участка между ними, причем каждый из углов менее 9°. Также выполняется неравенство

.

(В.4)

Расчетный радиус кривизны вычисляют по формуле

.

(B.5)

B.5.3 Схема в) рисунка В.1.

Расчетный участок состоит из одного угла поворота, выполненного с помощью колен радиусом не менее 5 D. Расчетный радиус кривизны вычисляют по формуле

.

(В.6)

В.5.4 Схема г) рисунка В.1.

Расчетный участок состоит из двух углов поворота, выполненных с помощью колен (). Расчетный радиус кривизны вычисляют по формуле

.

(В.7))

В.5.5 Схема д) рисунка В.1.

Расчетный участок представляет собой кривую угла поворота, замененную ломаной линией с одинаковыми углами, образованными коленами с радиусом кривизны DN и углами = (3 - 6)°, и с равными расстояниями между ними. Расчетный радиус кривизны вычисляют по формуле

.

(B.8)

В.6 Определив расчетный радиус кривизны для выбранной рассматриваемой схемы поворота оси газопровода по одной из приведенных формул (В.3), (В.5) - (В.8), вычисляют расчетную длину волны выпучивания по формуле

,

(В.9)

где EI - изгибная жесткость сечения газопровода, ;

q* - предельное погонное сопротивление перемещениям газопровода вверх, МН/м;

- расчетный радиус кривизны оси газопровода.

В.7 Во втором приближении длина волны выпучивания принимается как среднее значение между предшествующим и вычисленным значениями.

Таким образом, в результате нескольких приближений определяется расчетный радиус кривизны .