Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

де коэффициенты В, X, Ф представлены в зависимости ,т -22- и параметра I на рис. 20, 21.

Величину Ь„, входящую в уравнение (1. 27) для «, )пределяем с помощью соотношении (1. 61), (1. бЬ). Иолу-

0 0,2 0,1 QS 0,8 1.0 С

Рис. 21. Графики для определения параметров равновесной формы прогиба при потере устойчивости однопролетного перехода.

ченное значение во всем диапазоне коэффициентов отличается от соответствующей величины для полностью подземного участка менее чем на 10%.

Это позволяет вне зависимости от отношения - с точ-

ностью до 2% для Рд использовать для Ь„ уравнение (1.48).

С увеличением длины пролета верхнее критическое усилие уменьшается, в то время как нижнее критическое усилие сначала уменьшается, затем увеличивается. Поэтому в тех случаях, когда верхнее критическое усилие оказывается меньше нижнего, оно одно может служить основой расчета на устойчивость.

7. Устойчивость подземного трубопровода на поворотах малого радиуса

Прокладка трубопровода на местности в плане в зависимости от характера рельефа, условий расположения коммуникаций, населенных пунктов и других, требующих поворотов с небольшими радиусами, выполняется с применением круто загнутых или сварных колен.

Рассмотрим устойчивость подземного трубопровода на повороте, оформленном прямым коленом. Выпирание трубопровода на поверхность показано схемой на рис. 22 . Полагаем, что изменение сжимающего усилия с ростом прогибов определяется формулой (1. И).

Потенциальная энергия деформация, помимо энергии деформации изгиба (fi„) в плоскости выпучивания и энергии деформации сжатия (f/J, включает энергию деформации изгиба ветвей в плоскости поворота (fjn) и энергию деформации кручения ветвей {U

(2.99)

Деформация изгиба в плоскости угла поворота и кручение являются следствием деформации изгиба в вертикальной плоскости. При повороте ветви трубопровода на угол фо в вертикальной плоскости происходит закручивание на тот же угол фо и поворот плети в плоскости угла

изгиба трассы на угол .

1 С данным видом потери устойчивости следует считаться при мелком заложении трубопровода в траншее с жесткими стенками. В большинстве остальных случаев повороты трубопроводов создают благоприятные возможности для продольных перемещений, ято снижает опасность потери устойчивости.

Потенциальная энергия изгиба и вертикальной плоскости и энергия деформации сжатия определяются соотношениями (1.15), (1.18).

Потенциальная энергия деформации при равномерном закручивании плети на угол фо будет

(2.100)

где /о - полярный момент сечения; G - модуль сдвига; /j - приведенная (к свободной от сил трения) длина трубопровода, участвующая в деформациях кручения.

Рис. 22. Изгиб поворота трубопровода при потере устойчивости.

Учитывая, ЧТО

получаем

2(l + v) ; h-f

2(l + v) h

(2.101)

где V - коэффициент Пуассона.

Для определения энергии деформации изгиба ветвь трубопровода полагается защемленной на длине I. По формуле Максвелла - Мора находим

Прогиб трубопровода в вертикальной плоскости представим функцией

v = A sinXs (где..-),

(2.103)

удовлетворяющей геометрическим граничнмм условиям задачи

VA, у=:0 при s = l. (2.104)

Полная энергия системы при выпучивании будет

EI ii Fn

А-к + lr-AV

8 + 64 J г я • • IJ+2EF-

(2.105)

Из соотношений (1.23), (1.24) получаем

(2.106) (2.107)

Используя (1.27) - (1.29) и полагая

я V FJ

(2.108)

получаем окончательно

Ф-Х + 2,67ф + фх -1,91 - 0; (2.109) (2.102) Р = ( f + 85>0 +0,25 -f if ф. (2,110)

Данные уравнения определяют систему равновесных остояяий при выпучивании поворота трубопровода. На ис, 23 даны рассчитанные согласно {A.IW), (Z.liu; омограммы параметров р, Ф и х, соответствующих ниж-ему критическому усилию.

ом 0.030.04 ом омом

и«п чч Нижнее кпитическое усилие и соответствующие пара-SeTPbfpaB™.fb,f фо"рм про/иба при потере устойчивости поворота трубопровода.

Величина е сравнительно слабо влияет на критический параметр р. Из (1.37), (1.38) для приведенной длины L„ и аналогичных по смыслу соотношении для 1 находим

ii-0,3L„; L,=0,27--.

(2.111) (2.111

Наименьшее значение „ имеет место при е = оо, при этом согласно (2.109), (2.110), (2.112) будет

P,,.„2,47«V.; (2.113)

3,25 У pq*E4F\

(2.114)

8. Устойчивость трубопровода в разветвлениях

Исходя из эксплуатационных, технологических и других требований применяется прокладка трубопроводов в виде разветвлений.

Рассмотрим устойчивость отвода трубопровода, оформленного Т-образным разветвлением. Схема выпучивания трубопровода показана на рис. 24. Следует отметить, что по такой же схеме возможно выпучивание поворота.

24. Схема потери устойчивости разветвлений трубопровода.

Аналогично предыдущему в потенциальную энергию деформации дополнительно включаем работу по закручиванию прилегающего участка трубопровода на угол фр.

Данная работа определяется выражениями

2(l+v) h ДЛЯ поворота трубопровода и

Eh VA

(2.115) (2.116)