Расчет компенсаторов. 
Расчет наземного балочного перехода трубопровода

Расчет компенсаторов на воздействие продольных перемещений трубопроводов, возникающих от изменения температуры стенок труб, внутреннего давления и других нагрузок и воздействий. СНиП 2.05.06−85*.п.8.47.

Наибольшее распространение в конструкциях балочных переходов получили Г-образные компенсаторы. Расчетные продольные напряжения изгиба в компенсаторе, вызванные изменением длины надземного участка трубопровода, максимальны в точке защемления и определяются по формуле из СНиП 2.05.06−85*.

Величина расчетных продольных напряжений в компенсаторе _комп определяется в соответствии с общими правилами строительной механики с учетом коэффициента уменьшения жесткости отвода k_ж и коэффициента увеличения продольных напряжений m_k. СНиП 2.05.06−85* п. 8.48 [60]:

у_комп = (60).

где l_к — вылет компенсатора (рабочая длина компенсатора);

?_к — суммарное продольное перемещение трубопровода в месте примыкания его к компенсатору от воздействия температуры и внутреннего давления.

Максимально допустимые напряжения [у_комп] можно определить из условия прочности: [61].

[у_комп] = R₂ — 0,5у_кц — |у_м|; (61).

где у_м — дополнительные продольные напряжения в компенсаторе от изгиба под действием поперечных и продольных нагрузок (усилий) в расчетном сечении компенсатора, определяемые согласно общим правилам строительной механики.

Рис. Г-образный компенсатор:

а — конструкция; б — расчетная схема В наклонных компенсаторах, не являющихся одновременно опорами, напряжения у_м могут быть вызваны вертикальной нагрузкой от собственного веса трубы и горизонтальной ветровой нагрузкой. Обычно эти напряжения незначительны и не учитываются в расчетах.

Таким образом,.

[у_комп] = R₂ — 0,5у_кц — |у_м| = R₂ — 0,5у_кц = 290,68−0,5•256,27=162,55 МПа При продольном перемещении трубопровода за счет его удлинения максимальная величина? к рассчитывается по формулам: [62], [63].

?_к1 = ?_р + ?_t = L/2*; (62).

Д_к1=148/2• (0,2•256,27/2,1•10⁵+ 1,2•10^-5•47).

Д_к1=0,59 796 м где L — длина надземного участка трубопровода, обслуживаемая одним компенсатором;

?t — перепад температур при нагревании.

Д_к2= -L/2•а• Д_{t ;} (63).

Д_к2=-148/2•1,2•10^-5•47.

Д_к2=- 0,41 736 м где Д_t— перепад температур при охлаждении трубопровода.

Амплитуда отклонения начальной длины в обе стороны определяется по формуле: [64].

А= Д_к1+ РД_к2; Р (64).

А=0,59 796 + Р-0,41 736 Р= 0,101 232 м Если монтаж производится так, что обеспечивается симметричная работа компенсатора в обе стороны, компенсирующая способность [Д_к] должна отвечать условию: [65].

?_к=А/2; (65).

[Д_к]= 0,101 232/2 = 0,50 616 м Длина L_к рассчитывается для [Д_к]? А/2.

Следует иметь ввиду, что в данном расчете не учитываются возможные перемещения прилегающих к переходу подземных участков трубопровода.

Если же известно суммарное продольное перемещение трубопровода Д_к, определяют необходимую рабочую длину компенсатора. [66].

L_к=v3• (2,06•10⁵) •1,02 •0,50 616/(2•162,55).

L_к= 9,2067 м < Z=14,5 м.

Заключение

и выводы

Вывод № 1:

Условие прочности выполняется при охлаждении и нагреве трубопровода, но данная конструкция балочного перехода без компенсации продольных напряжений не отвечает требованиям п8.35 СНиП 2.05.06−85* где говорится, что число пролетов не может быть более 4,.

Вывод № 2:

Так как максимальная длина однопролётного двухконсольного перехода с компенсатором составила 35,14 м, а ширина препятствия по условию 148 м, то перекрыть препятствие однопролётным балочным переходом невозможно.

Вывод № 3:

Наиболее оптимальным, с точки зрения строительной механики, является выполнение многопролётного перехода с компенсацией продольных деформаций.

Расчёт нагрузок, действующих на опоры многопролётного балочного перехода выполняется аналогично расчёту нагрузок, действующего на опоры однопролётного балочного перехода с компенсаторами.

Чтобы соблюсти условие прочности длина пролёта не должна превышать 39,88 м, следовалельно, чтобы перекрыть переход длиной 148 м необходимо установить 3 опоры .