СП 107-34-96, страница 4

1.11. Все вычисления, выполняемые в соответствии с настоящей методикой, следует производить в единой системе единиц СИ (система интернациональная). Следует использовать основные единицы системы СИ: метр, килограмм, секунду, а производные единицы должны быть построены на указанных основных единицах. Такой подход исключает необходимость введения в используемые формулы размерных коэффициентов, а также потребность в указании размерностей в применяемых условных обозначениях.

2. Балластировка трубопровода отдельными грузами и сплошным обетонированием

2.1. При равномерной по длине балластировке одиночными утяжелителями или сплошным обетонированием участка трубопровода, укладываемого способом свободного изгиба, величина нормативной интенсивности балластировки - вес на воздухе - определяется из условия:

, (2.1)

где n_б - коэффициент надежности по нагрузке;

q_в - расчетная погонная выталкивающая сила воды;

q_uз - расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода;

q_mp - расчетный погонный собственный вес трубопровода;

q_доп - расчетный погонный вес продукта;

g_б - нормативная плотность материала пригрузки;

g_в - плотность воды.

2.2. Коэффициент надежности по нагрузке n_б принимается равным:

• 0,9 - для железобетонных утяжелителей и сплошного обетонирования;

• 1,0 - для чугунных утяжелителей.

2.3. Расчетная погонная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод, должна определяться по формуле:

, (2.2)

где g - ускорение свободного падения;

g_в - плотность воды с учетом растворенных в ней солей;

D_н.и - наружный диаметр трубопровода с учетом изоляционного покрытия и футеровки.

При проектировании трубопроводов на участках переходов, сложенных грунтами, которые могут перейти в жидкопластичное состояние, вместо плотности воды следует принимать плотность разжиженного грунта, определяемую по данным изысканий.

2.4. Расчетную интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода следует определять по формулам:

• для выпуклых кривых:

; (2.3)

• для вогнутых кривых:

, (2.4)

где е_о - модуль упругости стали;

I - момент инерции сечения трубопровода;

b - угол поворота оси трубопровода;

r - минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода.

2.5. Расчетный погонный собственный вес трубопровода определяется по формуле:

, (2.5)

где g_ст - плотность стали;

D_н - наружный диаметр сечения трубы;

D_вн = D_н - 2d - внутренний диаметр сечения трубы;

d - номинальная толщина стенки трубы.

2.6. Расчетный погонный вес продукта q_доп для газопроводов не учитывается., а для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов учитывается только в случае, если при эксплуатации исключается возможность их опорожнения и замещения продукта воздухом. При учете веса продукта должна применяться формула:

, (2.6)

где g_пр - плотность перекачиваемого продукта;

D_вн - внутренний диаметр сечения трубопровода.

2.7. При сплошном обетонировании трубопровода требуемую минимальную толщину слоя бетона h_б следует определять по формуле:

, (2.7)

где - нормативная интенсивность балластировки, определенная ранее по формуле (2.1);

g_б - нормативная плотность бетона;

D_н.и. - наружный диаметр трубопровода с учетом слоя изоляции.

Полученную по формуле (2.7) толщину слоя бетона следует округлить в большую сторону с точностью до 0,005 м.

2.8. При балластировке трубопровода отдельными утяжелителями шаг утяжелителей L при их равномерной расстановке (расстояние между осями утяжелителей) следует определять по формуле:

, (2.8)

где Q^н - нормативный вес одного утяжелителя;

- нормативная интенсивность балластировки, определенная ранее по формуле (2.1).

2.9. Учет балластирующего воздействия минеральных грунтов засыпки (до дневной поверхности), используемых для балластировки газопроводов в сочетании с утяжелителями различных конструкций при групповом способе их размещения, решается проектной организацией, исходя из конкретных грунтовых условий и сезона выполнения строительно-монтажных работ.

3. Закрепление трубопровода анкерными устройствами в талых грунтах

3.1. В талых грунтах закрепление трубопроводов возможно винтовыми анкерами и свайными анкерами раскрывающегося типа.

3.2. Расчетную несущую способность одного анкерного устройства B_d следует определять по формуле:

B_d = zm_аР_а, (3.1)

где z - количество анкеров в одном анкерном устройстве;

т_а - коэффициент условий работы анкерного устройства;

Р_а - расчетная несущая способность анкера.

3.3. Коэффициент условий работы анкерного устройства т_а зависит от количества анкеров z и соотношения между диаметром трубопровода D_н и максимальным линейным размером габарита проекции одного анкера на горизонтальную плоскость D_анк:

1) При z = 1

или

z = 2 и (D_н/D_aнк) > 3:

т_а = 1;

2) При z ³ 2 и 1 £ (D_н/D_aнк) £ 3:

. (3.3)

При двух лопастях в анкерах раскрывающегося типа в качестве D_анк следует принимать максимальный линейный размер большей по диаметру лопасти анкера.

3.4. Расчетная несущая способность анкера Р_а зависит от несущей способности грунта основания и определяется из условия:

, (3.4)

где F_d - несущая способность анкера;

g_k - коэффициент надежности анкера.

3.5. Несущая способность анкера F_d определяется расчетом или по результатам полевых испытаний статической нагрузкой согласно СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”.

3.6. Коэффициент надежности анкера g_k принимается равным:

• 1,40 - если несущая способность анкера определена расчетом;

• 1,25 - если несущая способность анкера определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой.

3.7. Несущая способность анкера, определяемая расчетом, зависит от глубины погружения анкера.

В случае, если глубина заложения верхней лопасти анкера от уровня дна траншеи составляет от 6 до 8 ее диаметров, то несущую способность анкера следует определять по формуле:

, (3.5)

где i - номер лопасти анкера;

n - число лопастей по высоте анкера;

g_c.i - коэффициент условий работы i-ой лопасти анкера;

a_1.i, a_2.i - безразмерные коэффициенты;

c_1.i - расчетное удельное сцепление пылевато-глинистого или параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне i-ой лопасти анкера;

g_1.i - осредненное расчетное значение удельного веса грунта;

h_1.i - глубина залегания i-ой лопасти анкера от дна траншеи.

А_i - площадь i-ой лопасти анкера.

3.8. Число лопастей анкера принимается равным:

• п = 1- для винтовых анкеров;

• п = 2- для раскрывающихся анкеров.

3.9. Коэффициент условий работы анкера g_c.i принимается в зависимости от грунта равным:

Глины и суглинки:

• твердые, полутвердые, тугопластичные и мягкопластичные ... 0,7

• текучепластичные ............................................................……..... 0,6

Пески и супеси:

• пески маловлажные и супеси твердые ........................……........ 0,7

• пески влажные и супеси пластичные ...........................……....... 0,6

• пески водонасыщенные и супеси текучие .................…............. 0,5

3.10. Безразмерные коэффициенты a_1.i, a_2.i зависят от расчетного угла внутреннего трения грунта j_1.i в рабочей зоне (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной D_днк) в соответствии с табл. 3.1.

3.11. Усредненное расчетное значение удельного веса грунта g_1.i находится с учетом взвешивающего действия воды по формуле:

, (3.6)

где g_s.i - удельный вес частиц грунта;

g_w.i - удельный вес воды;

e_i - коэффициент пористости грунта.

Таблица 3.1

Примечания:

• Характеристики грунтов, указанные в табл. 3.1, относятся к грунтам, залегающим над лопастью анкера.

• Расчетные значения угла внутреннего трения и сцепления грунта основания следует определять по указаниям СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”.

• При промежуточных значениях угла внутреннего трения грунта, не указанных в табл. 3.1, значения коэффициентов a_1.i, a_2.i следует определять линейной интерполяцией.

3.12. При глубинах погружения анкера, меньше указанных в п. 3.7, следует применять только однолопастные анкеры. В этом случае несущую способность анкера следует определять по формуле:

F_d = g_c(g₁V_bf + c₁A_bf cosj₁), (3.7)

где V_bf - объем тела выпирания в форме усеченной пирамиды;

A_bf - площадь боковой поверхности усеченной пирамиды.

3.13. Для анкеров с круглой лопастью входящие в формулу (3.7) составляющие следует определять по формулам:

; (3.8)

, (3.9)

где . (3.10)

3.14. Расстояние между осями анкерных устройств (шаг анкерных устройств) L_a должно удовлетворять условию: