Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85)

Монтажные работы технологических трубопроводов

1. Монтаж стальных внутрицеховых труб

1.1. Технология монтажа внутрицеховых трубопроводов

Монтаж технологических трубопроводов должен выполняться промышленным методом. Технологическая последовательность монтажа каждой линии трубопровода зависит от их размеров, конструкции и веса, места установки линии, технических возможностей грузоподъемного механизма и должна быть указана система монтажа принятого оборудования. Трубу с условным проходом не менее 50 мм собирают на месте монтажа. Сложность их изготовления и монтажа 10 от общей сложности работы трубопровода … Составляет 12%.

Существенное сокращение сроков монтажа и повышение производительности труда на монтажной площадке может быть достигнуто при сборке промышленных объектов из сборных блоков оборудования и трубопроводов.

Агрегат представляет собой технологическую установку, состоящую из одного или нескольких единиц оборудования, состоящую из испытанной на месте изготовления (на заводе или в мастерской) трубопроводной арматуры, приборов контроля, автоматики и управления, приходящую на монтажную площадку в готовом виде, не требующую разрешения перед пуском в эксплуатацию.

Сборный блок, закрепленный на жестких рамах, в большинстве случаев может устанавливаться на фундамент без камня непосредственно на бетонное основание, закрепив его анкерными болтами. Такие блоки изготавливаются и поставляются только в том случае, если это предусмотрено технологическим проектом данного объекта.

1.2. Распределение трассы трубопровода

При отводе трассы к месту прокладки переносят опорную конструкцию и обозначают места крепления компенсатора и арматуры по монтажной схеме.

При монтаже трубопроводов в качестве нольной высотной отметки принимают знак уровня строительного пола. Состояние оси и высотных отметок здания или сооружения фиксируют знаком. Высотными отметками называют репер, а контрольными-знаки, определяющие состояние ростков, плашки.

Репер часто крепят к цепочке на 1 м выше нольной отметки.

С помощью нивелира и гидравлического уровня, стальной измерительной ленты, линейки, уголка, шаблона.

Например: репер ставится на отметку 1200 мм, а труба должна быть уложена по схеме на расстояние 7500 мм от уровня пола. При этом рост трубы должен располагаться на расстоянии 7500– 1200= 6300 мм от репера.

На оси трубы, перенесенной на цепь, устанавливают слесарный угол и проводят горизонтальную линию яркой краской. Полученный знак Н (рис. 1) перемещают гидравлическим уровнем в следующую цепь. Если труба проложена с уклоном, то знак переносится с учетом направления и величины уклона. Например: на монтажном чертеже показан наклон, равный 0,001 (1000 мм с уклоном, равным 1 мм). При этом при расстоянии между цепями 12 мм знак роста трубы должен быть на второй цепи выше или ниже знака первой цепи (в зависимости от направления наклона) 12000 х 0,001= 12 мм.

После этого в каждой цепи расстояние һ от знака до опорной подошвы на оси трубы, поэтому снимаем с чертежа размер опорного кронштейна до верхней (Точка Б). Геометрическое нивелирование с помощью горизонтального луча лазера позволяет определить подъем (или опускание) одной точки относительно другой, для чего нивелир располагают на линии посередине между измеренными точками, соединяющими эти точки. Точка, определяемая относительно восходящего (или нисходящего), называется последней, а вторая–предыдущей.

На монтажных чертежах указывается направление наклона и величина. Чаще всего все технологические трубопроводы прокладывают наклонно в сторону, которая может полностью освободиться от жидкого остатка.

Рисунок 1. Разметка положения опорных кронштейнов трубопровода на колоннах здания

Уклон трубопровода должен быть не менее: для газопроводов и паропроводов по направлению потока–0,002, против течения–0,003; для легковоспламеняющихся жидкостей и сжиженных газов–0,002; для любых жидкостей нормальной вязкости– 0,003; а для высокопроизводительных и твердеющих жидкостей–002. в некоторых случаях трубопровод прокладывается без уклона, что указывается на чертеже.

При разделении прямолинейного сечения между конечными точками с помощью веса на временном кронштейне диаметром 0,2 … Стальная щетинная проволока 0,5 мм или капроновая нить натягиваются. Один конец провода неподвижно проходит к кронштейну, а другой-через блок.

Трубы внутри здания обычно прокладывают по стенам и цепям на опорах, потолочных подвесках и перекрытиях с учетом свободного движения подъемно–транспортных механизмов.

Расстояние по шву от пола до основания трубы или поверхности теплоизоляции не должно быть менее 2,2 м. Расстояние между концевыми трубами или их теплоизоляционными и оболочковыми поверхностями должно быть не менее 100 мм для обеспечения свободного теплового расширения по горизонтали, возможности контроля и ремонта трубопроводов и арматуры.

Разметку производят по трубопроводам. Сначала обозначают главный ствол, а за ним-ветви аппаратов, машин и арматуры. По этим признакам устанавливают места установки компенсаторов, арматуры, подвижных опор, подвесок, кронштейнов. Полученные обозначения вносят в структуру здания в виде цифровых величин.

В отдельных случаях для соединения оборудования с штуцером и установки точного размера трубы лучше проводить из натуры вещества. Обычно измерения начинают по росту главной магистрали, затем по ветвям оборудования, арматуре. Разделение трассы трубопровода документируется актом, к которому прикрепляется привязка к оси и перечень поворотных знаков, установленных на стойке или нанесенных на стену несмываемой краской.

1.3. Монтаж опорной конструкции, опор и подвесок

После определения расположения и места крепления фасонных механизмов и арматуры, из которых отделяются и состоят оси трубопроводов, приступают к установке опорных конструкций, опор и подвесок.

Монтажную трубу изготавливают для крепежных деталей, с указанием посадочных отверстий в строительной конструкции, в части строительного проекта и для выполнения строительных работ. Для стыковки закладных деталей в отверстие их опорные поверхности аккуратно помещаются в строительную конструкцию. Время, необходимое для его затвердевания после заливки деталей, вводимых Гвоздевым раствором (7 … 14 дней), а также проведение других работ, несущих нагрузку на встроенные механизмы.

Опорные конструкции внутри цеха-кронштейны. Кронштейн 1 (рис. 2) приваривают к закладным механизмам и закрепляют на железобетонных элементах здания (цепях 4); через отверстия в цепи и кронштейне шпилками или тягачами; захватывают всю цепь. Если строительный каркас из металла, то опорную конструкцию приваривают к каркасу.

При креплении опорной конструкции их следует устанавливать строго горизонтально, проверяя уровнемерами. Вертикальную часть конструкции проверяют уровнемером. Достаточное отклонение опорной конструкции не должно превышать: в плане ±10 мм; по уклону +0,001(по известному–10 мм).

Рисунок 2. Установка кронштейна, опоры и подвески на колоннах здания: 1-кронштейн; 2-опора; 3-труба; 4-схема; 5-коллегия.

Опоры и подвески при их правильном монтаже значительно обеспечивают нормальную работу трубопровода. Опоры следует располагать на проектном месте в соответствии с трубопроводными узлами и блоками. В отдельных случаях узел и блоки монтируются после подъема на проектную отметку.

Достаточное отклонение опор и подвесок от проектного состояния не должно превышать: ±5 мм в плане для трубопроводов внутри здания и ±10 мм–для наружных трубопроводов, по наклону–не более+0,001 (по отметкам– 10 мм).

Для нивелирования высотных отметок и уклонов труб под опорную подошву устанавливают стальной уплотнитель, привариваемый к закладным деталям или опорной конструкции.

Неподвижные опоры надежно фиксируются зажимами, установленными на трубе контргайкой, и привариваются к опорной конструкции.

При установке подвижных опор следует исключать возможность плотного прилегания трущихся поверхностей друг к другу и соскальзывания их подвижных частей с опорных поверхностей. Смещение скользящих опор подвижной части должно быть легким и плавающим, без заклинивания.

При установке опоры и подвески необходимо учитывать смещение трубы вследствие теплового расширения. Для этого при сборке от оси опоры в сторону,противоположную ее растяжению (рис. 3 а, б), сдвигают их на величину Дӏ/2. Тепловое смещение трубных тягачей отсутствует, устанавливается строго вертикально, а происходящие температурные сдвиги, — с уклоном, равны Дӏ/2 (рис. 3 в).

Рисунок 3. Установка подвижных опор и подвесок с учетом теплового расширений: а-скользящий; б-ролик; в-коллегиальный; Δӏ-смещение трубы вследствие теплового расширения.

При монтаже пружинных подвесок и опор вертикальных трубопроводов пружины опорных конструкций, а также верхние пластины должны быть перпендикулярны оси пружины.

Труба, к которой крепятся временные опоры и подвески, должна выдерживать нагрузки.

После стыковки всех узлов трубопровода и приварки монтажных стыков монтируют постоянные опоры и подвески, вытягивают пружину по размеру, снимают временную опору и подвески.

Установка на трубопроводы легированной стальной опоры и углеродистой стальной подвески, окрашивание стойкой краской для предотвращения электрохимического ржавления на их связанных поверхностях или установка тонкой пластины из легированной стали или алюминия между опорой и трубой.

1.4. Установка узлов в проектное положение

На монтажной площадке производится расширенная сборка готовых узлов трубных блоков. Сборка узла трубопроводов в блоки сокращает сроки монтажа, так как эти работы можно проводить параллельно со строительными работами, а по состоянию конструктивной готовности произвести монтаж трубопровода невозможно. Ведь расширенный сбор производится на специально оборудованной сборочной площадке, то есть возможна механизация выполнения всех операций, повышается производительность труда и качество и безопасность работ. В процессе сборки блок комплектуется необходимыми изделиями.

Расширенная сборка блоков выполняется в соответствии с проектом производства работ, а при его отсутствии принимается решение в зависимости от конкретного условия монтажа.

Размеры и вес блоков должны обеспечивать удобство транспортировки их к месту монтажа и установки в проектном состоянии.

При подъеме и посадке блока необходимо соблюдать необходимую жесткость и плотность. В отдельных случаях устанавливается временная связь, обеспечивающая необходимую жесткость.

В состав блока входят все механизмы, предусмотренные рабочей схемой трубопровода (арматура, штуцер и бобышки контрольно– измерительных приборов и автоматики, штуцер для дренажа).

Количество сварных и разъемных соединений, выполняемых выше, должно быть минимальным, при этом монтажные соединения следует располагать в удобных для сборки и сварки местах.

Для уборочных работ применяются специальные стенды и приспособления–кондукторы и фитинги, обеспечивающие правильность положения механизма, узла, трубопровода и арматуры при сварке.

Если позволяют условия монтажа, трубные блоки собирают вместе с оборудованием и устанавливают на общую раму.

При сборке стыковых соединений на монтажной площадке под сварку, их сварке, а также при сборке фланцевых и резьбовых соединений необходимо соблюдать те же требования, что и при изготовлении трубных узлов в цехе трубоподготовки.

На готовом блоке должны быть закончены все слесарные и сварочные работы, проведена термическая (если требуется) обработка стыков и проверка качества сварки.

При расширенной сборке тепловая изоляция блоков выполняется на горелке. При транспортировке изолированных блоков трубопровода принимаются меры, предупреждающие нарушение изоляции.

Трубопроводный блок передается от монтажной площадки к месту монтажа в порядке очередности их монтажа.

1.5. Монтаж арматуры, контрольно-измерительных приборов и автоматики

Трубопроводы для IV и V категорий, не имеющие документов, могут быть приняты к монтажу после их испытания и повторного осмотра. Трубопроводная арматура I категории испытывается на прочность и плотность независимо от наличия документов и сроков их хранения, а также перед сдачей в монтаж труб, имеющих документы II категории, но с истекшим гарантийным сроком.

При повторном осмотре арматуры очищают от смазочных материалов и промывают детали, осматривают и выявляют дефекты, затем вновь собирают сальник с уплотнителями и всеми прокладками.

Неисправная арматура должна быть отремонтирована или заменена без допуска к монтажу.

Испытания арматурной коробки, принимаемые в зависимости от условного давления, испытываются на прочность на давление, выдерживают его 10 мин, после чего снижают до рабочего давления. Испытание напорных устройств арматуры на прочность производится под рабочим давлением. Испытания арматуры на прочность и плотность проводятся на одном мерке. Арматура считается гидравлически испытанной на прочность, если в результате испытаний в течение 5 мин не было обнаружено пропусков воды.

Для определения правильной установки арматуры, устанавливаемой на трубу, необходимо руководствоваться инструкциями по каталогу, техническими условиями и рабочими чертежами арматуры. Правильное направление перемещения транспортируемого вещества определяют по стрелке–указателю, отформованному на арматурном коробе.

Арматура поставляется из трубопроводного цеха в собранном виде с трубопроводными узлами.

Перед установкой арматуры необходимо тщательно осмотреть, чтобы снять пробки и довести внутреннее пространство до полного отсутствия посторонних и грязных предметов.

При установке фланцевой арматуры проверяют соответствие фланца проекту, крепежные детали, уплотнительные материалы.

При монтаже сварной арматуры без фланцев контролируют правильность подготовки и сборки стыков, а также соблюдают технологию сварки.

Арматура, установленная на трубопроводе, не должна испытываться на дополнительные нагрузки при тепловом расширении трубопровода.

Чугун защищает арматуру от изгибающих напряжений путем установки соответствующих неподвижных и направляющих опор при монтаже.

Механизмы присоединения контрольно–измерительных приборов и автоматики к трубам устанавливаются слесарями по монтажу технологического трубопровода и монтируются самими слесарями по монтажу контрольно–измерительных приборов с присоединением к ним импульсных трубопроводов.

Для монтажа термометров и термоэлектрических термометров бобушку и гильзу устанавливают на трубу при изготовлении узлов. Во время транспортировки бобушку и гильзу закрывают пробкой.

Точность показаний регистрируемых аспартов зависит от правильности установки измерительного устройства и тщательности монтажа импульсного трубопровода, диафрагмы и сопла. Для всех соединений измерительной диафрагмы и сопла подготавливаются четыре пары отборных отверстий. Если требуется подбор меньшего числа, то излишки заделывают пробкой и тщательно припаивают трубу перед гидравлическим испытанием и продувкой.

При монтаже между камерами диафрагмы ставят монтажную шайбу (рис. 4).

Рисунок 4. Установка монтажной шайбы вместо измерительной диафрагмы: 1– патрубок; 2– болт с гайкой 3–фланец; 4– монтажная шайба

Измерительную диафрагму камеры устанавливают так, чтобы вход рабочего вещества находился на выступе (плюс) камеры, а выходную сторону–на ПАЗ камеры (минус). Диск диафрагмы и сопло устанавливают на расширенный конусный шов дроссельного отверстия по ходу рабочего вещества.

Измерительная диафрагма должна быть смонтирована на восходящих трубах. 1мм–D_у=200, при условии перехода отрастания не более 0,6 мм до 200 мм… При 500мм, 2мм-D_у=500… При 1000мм и 3мм если условие перехода больше 1000мм. Если внутренний диаметр трубы больше внутреннего диаметра свариваемого патрубка, то соединительный конец патрубка затачивают конусом 1: 10.

При установке измерительной диафрагмы необходимо проверить чистоту кольцевых канавок и отверстий фланцев, в которых соединяются импульсные трубы, а также состояние рабочих отверстий диафрагмы. Измерительную диафрагму устанавливают на вертикальные участки самой длинной трубы, указанной в проекте.

2. Монтаж межцеховых трубопроводов

2.1. Способы прокладки межцеховых трубопроводов

Межцеховые трубы прокладывают наземным и подземным способами.

Способ укладки определяется проектными организациями.

В границах производственного предприятия межцеховые трубы и паропроводы проектируются в основном над землей.

Надземный способ, межцеховые трубы укладывают на эстакаду,состоящую из раздельных стояков (рис. 5, а), балку, укладываемую поверх горизонтальной траверсы,на которой трубы опираются на балки (рис. 5,б), балку на двухъярусную эстакаду (рис. 5, в);многоярусную ферменного типа (рис. 5, г), а также на невысокую опору, шпалы.

Рисунок 5. Типы эстакад межцеховых трубопроводов: а — отдельно стоящий жилой дом; б — балка одноярусная; в-балка двухъярусная; г-многоярусный

Для обеспечения свободного проезда автотранспорта внутри завода и беспрепятственного прохода людей минимальная высота пролетного строения внутри предприятия до основания высокого трубопровода должна быть м: 5,5–над внутрипольничной железной дорогой; 4,5–над автомобильной дорогой и путями и 2,5–над пешеходными дорожками.

Дно труб, укладываемых на невысокие опоры, принимают не менее, с учетом проведения производственных ремонтных работ до уровня грунта: ширина группы труб до 1,5 м-0,35 м; ширина 1,5 и выше -0,5 м.

Для применения несущей способности труб, прокладываемых в стойках, к ним крепят трубы меньшего диаметра. Такой способ крепления запрещен в трубопроводах, транспортирующих агрессивные, вредные, ядовитые вещества и сжиженные газы; работающих под давлением 6,3 МПа и выше, с температурой транспортируемого вещества выше 3000С.

При многоярусной установке трубопроводов на верхней эстакаде или опоре устанавливаются трубы большого диаметра, транспортирующие горячий и инертный газ, а также пар. Трубы, транспортирующие кислоту и другие агрессивные жидкости верхнего уровня, обычно устанавливают ниже всех трубопроводов.

Ширина межцеховых труб 5…6 м и глубиной 0,5 м укладывают также в открытый грунт. В открытом грунте трубы укладывают на дно одним рядом шпал. В целях проведения монтажных и ремонтных работ открытую землю укладывают с одной или обеих сторон вдоль дорог Заводского завода. Основные дороги 0,7 от уровня земли…0,8 м, что позволяет организовать переходные и переходные зоны при пересечении открытой местности на других путях и переходах. Такой способ укладки снижает стоимость монтажных и ремонтных работ, а также улучшает условия эксплуатации труб.

При подземном способе прокладки трубы прокладывают в проходных (рис. 6,а), полупроходных и непроходных (рис. 6,б) подземных каналах, непосредственно в грунте.

Способ подземной прокладки технологических трубопроводов на территории предприятия применяют особенно тогда, когда подземные каналы непроходимы, а создание надземной эстакады экономически или практически невозможно. Подземный бесканальный способ прокладки не допускается на трубопроводах, предназначенных для горячих и сжиженных газов. Бесканальный способ прокладки применяют в основном для одной трубы с температурой транспортируемого вещества не более 150 0С.

Рисунок 6. Подземная прокладка трубопроводов в каналах: а-проходной; б-непроходимый; 1-источник подаваемого тепла; 2- обратный источник тепла; 3-труба горячего водоснабжения; 4-электрокабель; 5-водопровод; 6-сборная железобетонная конструкция

Подземные трубы прокладывают непосредственно в грунте на глубину не менее 0,6 м, несколько превышающую глубину промерзания грунта.

При пересечении внутризаводской железной дороги, автомобильной дороги и проезжей части подземные трубы прокладываются в футляре защиты из стальной трубы большого диаметра.

В целях значительного ускорения монтажных работ, повышения качества и снижения стоимости вне зависимости от существующих способов прокладки на межцеховых трубопроводах монтируют из готовых прямолинейных секций длиной от 24 до 40м, изготовленных на специальных установках с проходкой.

2.2. Монтаж надземных трубопроводов

Надземные трубы монтируют увеличенными блоками или секциями. Монтаж межцеховых труб из отдельных труб допускается только в стесненных условиях, при отсутствии возможности прокладки секцией.

Увеличенные блоки могут быть конструкционными, трубными и комбинированными в зависимости от типа.

Строительные конструкционные блоки применяют при устройстве железобетонных и металлических эстакад. В состав блока железобетонных эстакадных строительных конструкций входят балки, траверсы, переходные мосты и их защита, а в состав металлического блока ферменной конструкции– фермы, верхние и нижние балки, элементы связи, переходные мосты и их защита.

В состав трубного блока входят вертикальные части трубы, состоящие из одной или нескольких секций; П–образные, линзовые или сальниковые компенсаторы, теплоизоляция.

Комбинированный блок-комплект до подъема, закрепленный трубными блоками и установленный на промежуточной эстакаде.

Выбор типа блока и степени его увеличения определяется конструктивным решением эстакады, количеством и расположением труб, их диаметром, наличием грузоподъемного механизма и транспортных средств, а также местными условиями проведения работ. Обычно монтажные работы выполняют трубными и комбинированными блоками.

Сборка укрупненных блоков производится на сборочных площадках- вытесненных и закрепленных, их устанавливают в зоне действия крана.

Схема расположения для сборки трубных блоков длиной 60м, уложенных на металлическую ферменную эстакаду, приведена на рис. 7. Трубопроводные блоки собирают в следующей последовательности: грузят, транспортируют и нагружают арматуру, механизмы, узлы и секции; устанавливают стеллажи или стенды; подготавливают кромки секций к сварке; соединяют, приподнимают секции и устанавливают их над стеллажом; собирают и сваривают стыковые детали; контролируют качество сварных соединений; устанавливают место установки стойки и закрепляют механизмы; контролирует качество, устанавливает и принимает блок.

Рисунок 7. Схема перемещаемой площадки для сборки трубопроводных блоков: 1-трубные блоки; 2-эстакада; 3-кран; 4-секции труб; Размер шпал 5 — 300х150 мм

При разделении длины труб, проложенных по раздельным стойкам, а также вне поперечного сечения эстакады на блоки, условный проход принимают не менее 150мм и не более 400мм 36М, от 200 до 400мм–не более 60м.

Опоры устанавливают по проекту при сборке блоков к месту установки. При теплоизоляции блоков в местах соединения труб часть длины не менее 500мм оставляют без изоляции, а на концах блока–не менее 250мм.

Схема площадки для укладки комбинированных блоков, уложенных на металлическую ферменную эстакаду, приведена на рис. 8. Монтаж комбинированных блоков производится при: загрузке, транспортировке и загрузке укрупненных элементов строительных конструкций и секций труб; сборке трубных блоков; укладке и закреплении нижних балок; установке ферм; установке верхнего стойла и креплении елки; укладке и временном закрытии трубных блоков, расположенных внутри поперечного сечения варианта блока; установке верхних балок, полукалок и верхнего ременного соединения; установке отвердителей; метит и принимает блок.

Рисунок 8. Схема стационарной площадки для сборки комбинированных блоков металлических ферменных эстакад: 1-трубовоз; 2,4-краны; 3-склад для элементов строительных конструкций и трубных секций; 5-увеличенный блок; 6-шпалы

Для временного крепления труб в смешанных блоках места опирания труб на строительные конструкции удерживают керамикой не менее двух точек каждого блока.

При монтаже конструкций промежуточных эстакад и трубопроводов необходимо обеспечить изменчивость и устойчивость смонтированной части эстакады.

Монтажные работы по прокладке надземных межцеховых трубопроводов на раздельных опорах или эстакадах производятся после получения от строительной организации акта полного соответствия несущей конструкции проекту и техническому договору, а также проверки фактического выполнения этой работы представителями монтажной организации. Составляет акт распределения трассы для межцеховых трубопроводов. К акту прилагается ведомость с указанием ОК и знаков обращения несмываемыми красками на стойке или стене.

Необходимо проверить готовность стойки эстакады и пролетных строительных конструкций к монтажным работам.

В комплекс работ по монтажу блоков входят:

• установка колонн;
• разбивка труб;
• привязка;
• подъем и установка блоков в проектное положение;
• временное крепление блоков;
• отцепка связи;
• сборка монтажных швов;
• сварка стыков;
• испытание и приемка труб;
• теплоизоляция швов.

Монтажные работы в пределах каждого температурного блока начинают после сварки всех соединений промежуточного неподвижного (анкерного) стояка.

Комбинированные блоки (рис. 9,а, II– IV этап) монтируют на двухъярусной железобетонной эстакаде после сварки всех вставок (I этап) и вставок с опорными стойками. Траверсу и связь по верхнему ярусу (рис. 9, б; V– х этап) монтируют после установки комбинированного блока в нижний ярус и прокладки в нем трубопроводов.

Рисунок 9. Схема монтажа комбинированных блоков на двухъярусной железобетонной эстакаде: а-монтаж нижнего яруса; б-монтаж верхнего яруса; 1- комбинированный блок; 2-кран; 3-эстакада; 4–i-X-этапы монтажа.

Комбинированные блоки (рис. 10; II–IV) монтируют на металлической ферменной эстакаде одним краном, за исключением компенсаторного блока, монтируемого двумя кранами. Комбинированный блок I производится путем выравнивания крепежных отверстий в проектном положении. Чтобы избежать удара, блок толкает монтажный кран с очень небольшим движением, а также путем вытягивания бревна вручную.

Монтаж межцеховых трубопроводов блоками и секциями подготовительные, сборно–сварочные, изоляционные и монтажные работы 80…Позволяет механизировать 85% и значительно повышает производительность и качество труда.

Подъем труб краном и трактором и буксировка крановых блоков внутри эстакады.

Рисунок 10. Комбинированные блоки на металлической ферментированной эстакаде монтажная схема: 1-комбинированный блок; 2-кран; 3-эстакада; 4-камень обманщик; I–IV-этапы монтажа

2.3. Монтаж подземных трубопроводов

Бесканальная прокладку трубопроводов в траншею выполняется увеличенными секциями и пучками. При бесканальном способе перед укладкой их в траншею лучше провести предварительную гидроизоляцию.

Длина 24 … Готовые и изолированные секции 40 м перед монтажом отводят по трассе, укладывают вдоль бровки, собирают в неповоротном состоянии длиной пучка от 100 до 1000м в зависимости от условий монтажной площадки и приваривают стыки секции.

Изолированные секции и обвязки устанавливают на деревянную обивку. Расстояние между прокладками 30 для предотвращения прогиба трубы…Должно быть 35м. Перед спуском трубопровода в траншею проверяют размеры траншеи и соответствие проектных отметок, правильность устройства уклона, состояние креплений, соблюдение герметичности и качество днища траншеи. Перед укладкой трубы дно траншеи расчищают до проектной отметки, а также сборку и сварку расслаиваемых соединений.

Почвенный мусор размещают с одной стороны траншеи на расстоянии не менее 0,5 м от бровки. Другая сторона траншеи свободна для проведения монтажных работ.

Дно вырытой траншеи должно быть спроектировано таким образом, чтобы по всему трубопроводу располагался заданный проектный уклон, откос.

В процессе подъема из бровки и спуска в траншею при несоблюдении технологии, принятой в стенке трубы и сварочном шве, могут возникать большие напряжения, вызывающие деформацию трубы, неисправность и другие серьезные повреждения трубопровода.

При прокладке трубопроводов с антикоррозийным покрытием должны приниматься меры, учитывающие нарушение целостности изоляционного покрытия. Секции и пучки труб диаметром до 529 мм прокладываются не менее чем двумя трубопроводами или кранами, а диаметром 529…Секция и связка 720мм-не менее чем тремя кранами или КРАНАМИ. С их помощью секцию и связку удерживают при подъеме, сдвиге, укладке и наращивании, либо в радикальном сборе.

В летний период работы по заделке и сварке монтажных стыков, а также прокладке и засыпке стыков труб грунтом должны проводиться в холодное время (время), так как в жаркое время труба сжимается в натянутом грунте. В дальнейшем при охлаждении металла трубы, особенно в зимний период, в сварных швах возникают значительные затяжные напряжения.

В зимний период траншею после очистки прокладывают трубопровод и над трубой 30…Засыпается грунтом на глубину 50см.

Во избежание попадания посторонних предметов внутрь трубы, уложенной в траншею при перерывах в работе, концы труб закрывают деревянными пробками.

При нагревании солнечными лучами необходимо не совпадать друг с другом при сварке из–за расширения труб. Если при подгонке между собой образовалась большая полость, то в ней необходимо установить катушку длиной не менее 0,5 мм. Пучок и секцию трубы опускают на дно траншеи плавно, без рывков, без ударов о стенки и дно траншеи или крепления. Трубопровод после укладки в траншею должен всюду сопровождаться уплотненным грунтом. Сначала насыпают грунт около трубы, затем частично в траншею 0,25…0,35 мм сливают над трубой, оставляя сварочные стыки пустыми. Затем составляется акт гидратической пробы трубопровода. После испытания траншею засыпают фундаментным грунтом.

Укладка труб в канал выполняется на бетонных прокладках с применением сварных металлических или зажимных опор. Свободное расстояние от дна канала или тепловой изоляции до дна трубы должно быть не менее 100 мм независимо от диаметра трубы.

Обычно трубы монтируют в открытый канал. Опоры на дне канала закрепляют таким образом, чтобы они не препятствовали свободному потоку воды.

Секции труб, прокладываемых в канале, перед прокладкой к месту проектирования изолируют, оставляя только сварные швы пустыми, которые после испытаний изолируют. Опоры секций закрепляют до монтажа и изоляции со снятой фактической схемой установки опор. Такой подход снижает трудоемкость монтажа и теплоизоляционных работ, повышает их качество.

После окончания всех работ и сдачи трубопровода заказчику трубопровод перекрывает проложенные каналы.

Если монтажные работы невозможно производить при открытом канале, то в закрытом канале монтируют отдельные трубы или секции с буксировкой роликовыми опорными лебедками и специальными поворотными блоками сбоку. Запираемые части приваривают в местах расположения колодца или Люка. Монтаж труб в канал производят также крупными блочными способами. При этом на заводах изготавливается блок длиной 24М, состоящий из внешнего корапа, внутри которого смонтирован комплекс тепло-или гидроизоляционного трубопровода. Такие блоки привозят к месту монтажа, собирают их, приваривают стыковые блоки друг к другу и укладывают на проектное место.

Составляется акт прокладки трубопроводов в канал и их испытания.

Работы по прокладке трубопроводов в футляре выполняются в местах пересечения внутрипоселковых железных, автомобильных и пешеходных дорог. Подземные трубы прокладывают в стальных трубчатых футлярах большого диаметра с выступами каждой стороны по 2м от автомобильной дорожной части или крайнего железнодорожного рельса. Концы футляра затянуты витой нитью и залиты битумом.

Внутренний диаметр футляра, 100 от наружного диаметра трубы, прокладываемой к ним…200мм будет больше. Футляр принимает давление подвижных нагрузок работы грунта и транспорта. При создании промышленных объектов такие футляры укладывают двумя способами: не нарушающими нормальную работу транспорта (без траншеи или закрытого) и прекращающими движение транспорта (открытого). Применение какого-либо из способов укладки зависит от дороги и дорожного движения.

Прокладка без выработки (рис. 11) — при способе проведения на конец футляра надевают конусообразный сварочный наконечник, который при движении патрона смещает грунт. Диаметр 250…500мм футляр гидродомкрат 1 или трактор, а диаметр 100…200мм-укладывают винт с помощью домкрата.

Прокладка выработкой-метод вождения, футляр прижимается открытым концом к грунту, который осваивается механическим или ручным способом и извлекается грузовым транспортом, скребками, лопатами, винтовыми конвейерами.

Рисунок 11. Схема установки для продавливания футляра без выемки грунта: 1-гидродомкрат; 2-шомпол; 3-сменные ролики; 4-стержень; 5-фланец; 6-футляр; 7-брошенное дерево; 8-наконечник.

Для введения футляра диаметром до 1220мм с механизированным удалением грунта применяют специальную установку (рис. 12). Его помещают в яму, расположенную в исходном отсеке. Футляр с головкой вводится в результате усилия, создаваемого двумя гидродомкратами 5 и подаваемого к нему через приложение 4. Головка футляра на 1 конце имеет кольцевые режущие кромки. Грунт извлекается из футляра через лебедку с помощью переносов, приходящихся на встречное движение.

Рисунок 12. Схема установки для прокладки трубопровода без траншеи: 1- начало; 2-футляр; 3-направляющая футляра; 4-приложение; 5- гидродомкрат; 6-башмак; 7-лебедка; 8-гидравлический привод; 9-перенос

Горизонтальное бурение–наиболее распространенный вид способов ведения дорожного движения при одновременной прокладке нескольких трубопроводов. При бурении земляного полотна осваивается механическая резка или промывка напорной струей воды, а затем удаление воды, выполнявшей работу с винтовыми и скребковыми конвейерами–лопатами или грузовиками.

При всех способах прокладки труб без траншей количество стыковой сварки в секциях трубопроводов, устанавливаемых внутри футляра, должно быть минимальным, их контролируют физическим методом. Все части трубопровода, включенные в предохранительный футляр, проходят испытания, после чего их изолируют.

Перед вводом трубных секций в футляр 8 футляр 4 (рис. 13) опускают в траншею, устанавливают в нее опоры и укладывают на направляющую рельсового пути 1. Внутри футляра 4 секции перетаскивают автокраном 5 или трубоукладчиком, один конец каната 6 закрепляют на стороне прокладываемой трубы, а второй конец–на крюке крана. Постукивающий блок запекают в футляре или фиксируют канатом.

Рисунок 13. Схема перетаскивания трубных секций внутрь футляра: 1-направляющий рельсовый путь; 2-шпала; 3- блок касания; 4-футляр; 5-автокран; 6-канат; 7-опорно-ползунковый; 8-секция; 9-крючок.

При укладке секций без специальной опоры ее поверхность покрывают защитным кожухом с деревянными граблями.

2.4. Монтаж компенсаторов

Перед установкой компенсатора на проектное место их наблюдают снаружи. Все компенсаторы перед присоединением их к трубе должны быть натянуты и сжаты на величину, указанную в проекте, и установлены вместе со съемным прижимным устройством после кардинального закрепления трубопровода на неподвижной опоре. Тяга используется в горячей трубопроводной сети, а тяга–для холодной.

Величина предварительного натяжения (сжатия) компенсатора указывается в проекте. При этом при монтаже компенсатора необходимо учитывать поправку к температурному условию. Если монтажные работы выполняются при температуре воздуха, принятой при расчете компенсатора, то его натяжение (сжатие) осуществляется приблизительно, равной половинному температурному изменению длины участка трубопровода, т.е. Δ/2.

В большинстве случаев температура окружающей среды при монтаже выше расчетного значения, поэтому в величину предварительного натяжения (сжатия) вносят поправку ДТ, м, значение которой определяют по следующей формуле,

где: α–линейный экспансоэффициент, 0 С– 1, принимается равным 1,2 °С –1 для углеводородных и азлегированных сталей, 1,6 0 С –1 для высокогегированных сталей, L-длина участка трубопровода между неподвижными опорами, м; tмонт-температура воздуха при монтаже, °С; tmin-средняя температура воздуха в самой холодной пятидневке места монтажа, 0 С.

Величина предварительного натяжения (сжатия) компенсатора

Тяга компенсатора независимо от способа их выполнения составляется акт с указанием длины сооружения до тяги.

При монтаже труб широко применяются П–образные, линзовые, сильфонные и сальниковые компенсаторы.

П-образные компенсаторы-чаще всего устанавливаются горизонтально, реже в вертикальном или наклонном положении. При вертикальной или наклонной установке таких компенсаторов с обеих сторон нижней точки компенсатора устанавливают дренажные штуцеры для отвода конденсата, а с верхней–воздушную линию.

П-образные тяговые компенсаторы (рис. 14) монтируются следующим образом. Для параллельного натяжения стенки 11 на компенсатор 7 устанавливается устройство, состоящее из двух зажимов, между которыми установлены винт и тяговая гайка. В свободном положении перед тягой измеряют длину компенсатора, а затем закручивают гайку на величину, предварительно натягиваемую.

К компенсатору с одной стороны приваривают кусок трубы. Затем поднимает компенсатор. При подъеме соединяет компенсатор в трех точках, исключая связь для устройства.

Для обеспечения нормальной работы компенсатор устанавливают на опорах не менее трех ходов. Две опоры, соединяемые с компенсатором, укладывают на вертикальные части 4, 9 трубы (опоры должны стоять не менее 500 мм от сварных стыков), третью опору-под стенку компенсатора.

После сборки и удержания швов и закрепления части трубы на неподвижной опоре компенсатор отключают от грузоподъемного инструмента. Затем трубу 1 втягивают в шов и после сварки закрепляют ее на неподвижной опоре 2, после чего снимают приспособление, предназначенное для натяжения компенсатора.

В отдельных случаях П–образный тяговый компенсатор регулирует другой порядок. Сначала устанавливают, приваривают, закрепляют части труб на неподвижных опорах 1, 4, 9, затем соединяют их с предварительно натянутым компенсатором или проводят после подъема тяги компенсатора.

Рисунок 14. Схема монтажа П-образного компенсатора с растяжкой: 1, 4, 9–части трубы; 2, 10-неподвижные опоры; 3, 6, 8-сварные стыки труб; 5-подвижные опоры; 7-устройство для вытяжки; 11-компенсатор

Сварные стыки, на которых производится натяжение компенсатора 3, указываются в проекте (рис. 15). Если такой инструкции нет, то необходимо оставить зазор в следующем шве для натяжения. Перед протяжкой необходимо убедиться в свариваемости всех сварных швов в заданной части трубопровода и проведении термообработки (если это требуется по техническим условиям), а также в том, что неподвижные опоры надежно закреплены.

При установке компенсатора без предварительного натяжения, для удобства их монтажа, на шов трубы накладывают временное кольцо 4 длиной, равной величине натяжения. Кольцо удерживается с обеих сторон кромок трубы путем электродугирования.

После установки компенсатора в проектное положение, приваривания всех швов (кроме одного) и закрепления на всех неподвижных опорах, устраняют временные уплотнительные кольца на обеих сторонах компенсатора и затягивают швы для сварки путем затягивания удлиненной Шпилевой гайки. При фланцевом соединении перед резким натяжением устанавливают уплотнение. После затяжки фланцевых соединений вынимают удлиненную шпилку и вместо нее устанавливают болт или шпилку, как указано в проекте.

Рисунок 15. Монтаж компенсатора П– образного без растяжки: 1-неподвижная опора; 2-подвижная опора; 3-компенсатор; 4-временное кольцо; I–V-схема монтажных операций

Перед установкой сильфонных компенсаторов проверяют на соответствие проверку, переохранение и компенсацию проектной достаточности температурных изменений части трубопровода. Для угловых компенсаторов проверяют величину изгиба.

Гибкие элементы компенсатора необходимо предохранять от механических нагрузок, торсионных нагрузок и попадания сварочных искр.

Порядок монтажа сильфонных компенсаторов зависит от того, имеют ли они устройство предварительного натяжения конструкции. Если такое устройство имеется, компенсатор с одной стороны (на фланец или путем сварки) соединяется с Трубной частью, затем устанавливается на направляющую или подвижную опору и закрепляется на принципиально неподвижной опоре.

Угловые компенсаторы, устанавливаемые по шарнирному чертежу (рис. 16), монтируют при выявлении. Части труб устанавливают на направляющие опоры 2 и закрепляют на неподвижных опорах 1. Затем оптическим прибором проверяют расстояние между осями 4 шарнира компенсатора 3, т. е. расположение оси шарнира в одной плоскости и их параллельность. В угловых компенсаторах шарнирный пролет должен быть перпендикулярен плоскости изгиба трубы. Угловые компенсаторы фиксируются Трубной частью в нулевом положении, т. е. перпендикулярно входу и выходу трубной части.

Рисунок 16. Монтаж осевого компенсатора на трубопроводе: а-схема двух шарниров в Z-образной системе; б-двух шарнирная схема в угловой системе; в-схема трех шарнирная П-образной системе; 1, 2– неподвижные и направляющие опоры соответственно; 3-шарниры; 4- компенсатор; I-V последовательность монтажных операций

Линзовые компенсаторы рекомендуется устанавливать на трубопроводах, узлах или блоках до подъема их в проектное положение. Узел или блок в сборе с линзовым компенсатором следует предохранять от деформации и повреждений при транспортировке. Для этого используется дополнительная жесткость. Устраняет временную жесткость после установки и крепления узлов к опорам.

При монтаже линзовых компенсаторов после сварки или кардинального соединения труб с фланцем, а также установки всех трубных опор и подвес и крепления трубопровода к неподвижной опоре их подтягивают к частичной компенсационной способности.

Отжим компенсаторов осуществляется после его полного соединения с трубой, но до фиксации на неподвижных опорах. Для сжатия и натяжения линзовых компенсаторов используется устройство, состоящее из двух зажимов, которые крепятся с обеих сторон трубы.

Сальник при монтаже компенсаторов устанавливают с выравниванием по трубопроводу строго без искажений во избежание выветривания подвижных механизмов и повреждения обмотки.

Сальник не подлежит растяжению после установки компенсаторов, так как при сварке компенсатора в трубе его толкают на величину, указанную в проекте. В случае выхода из строя неподвижной опоры при монтаже следует предусмотреть, чтобы подвижная часть трубы не выходила из коробки компенсатора.

В большинстве случаев для этого в конце раздвижной части трубы приваривается заслонка так, чтобы компенсатор не мешал работе.

2.5. Защита подземных трубопроводов от коррозии

При подземной прокладке стальные трубы подвергаются грунтовой коррозии. Всегда в почве есть соли, кислоты, щелочи и органические вещества, которые губительно действуют на стенку стальной трубы. В некоторых случаях такая коррозия вызывает быстрое образование отверстий в металле трубы и тем самым выводит трубу из строя. Такие нарушения чаще всего встречаются на трубах с недостаточной антикоррозионной защитой.

Защита подземных трубопроводов от грунтовой коррозии подразделяется на действующие и бездействующие. К средствам защиты подземных трубопроводов от внешней коррозии относятся электоральные методы, катодная и протекторная защита. При бездействующей защите труба покрывается снаружи покрытием и изоляцией, а при действии–устраняется причина, вызывающая коррозию.

Катодная защита заключается в беге внешнего электрического поля, создающего катодный потенциал на поверхности трубы специальными установками вдоль трубопровода. При такой защите коррозионному разрушению подвергается анодное заземление 3 из электропроводящих материалов, присоединенное к защищаемому трубопроводу 1 электриком.

При протекторной защите к защищаемой трубе 1 присоединяется металлический протектор 5 (анодный электрод), электрический потенциал которого очень низок по сравнению с потенциалом металлической трубы. С помощью протекторной защиты труба принимает полярность катода, а протектор–анод.

Средство защиты выбирают на основании сведений о коррозионном действии грунта (коррозионное действие грунта на стальной трубе), а также технико– экономических основ. Коррозионная активность почв в зависимости от их состава может быть нижней, средней и верхней. Песчаные почвы, если отсутствуют какие–либо химические загрязнители, относятся к почвам низшего коррозионного действия, глинистые почвы с известняковыми примесями–среднего, а торфяные и черноземные-верхнего коррозионного действия.

Наиболее распространенным из способов защиты от грунтовой коррозии является покрытие изоляционных покрытий на трубопроводах. Чаще всего сажу используют с помощью стабилизированных полиэтиленовых лент и нефтебитумов с поливинилхлористым клеевым наполнителем.

По степени коррозионного действия грунта применяют нормальные и усиленные изоляционные покрытия (табл. 1).

Таблица 1 — Виды и структура изоляционных покрытий

Битумный грунт, 2…Слой битумно-резиновой мастики 3 мм, однослойное стекловолокно, защитная упаковка

Допускается перекачивание других изоляционных покрытий (эпоксидных, угольных, кремнийорганических и силикатных эмалей) с требуемой непрерывностью, адгезией и механической прочностью. Отклонение битумных покрытий до 4 мм не должно превышать 0,3 мм, свыше 4 мм-0,5 мм.

Для прочного закрепления защиты битумного покрытия на поверхности трубы его перед нанесением изоляционного покрытия очищают от механически очищаемой ржавчины, грунта, пыли, влаги и сажи. С целью улучшения адгезии изоляционного покрытия на очищенную поверхность трубы наносят специальный клей, растворенный в бензине по объему 1:1 или 1:3 соответственно. В летний период используют битум БН-90/10, в зимний- БН-70/30.

После нанесения покрытия на трубу наносится битумно-резиновый мастик. Мастику готовят в битумоварочном котле, оснащенном смесительными устройствами. 165…Нагретый до температуры 1700С мастик сливают или распыляют в трубу. Затем для защиты битумного изоляционного покрытия и клейкой полмерной ленты поверхность трубы покрывают однослойным волокном, а затем оборачивают защитной пленкой. Перекрытие витков 20…Рулон 25мм нагружает рулонный материал на трубу.

Все работы по очистке и изоляции трубных секций выполняются механическим способом. Установка для очистки и изоляции трубных и трубных секций (рис. 17) работает в следующем порядке.

Рисунок 17. Установка для очистки и изоляции труб и секций трубопроводов: 1-роликовый конвейер; 2-сушильная печь; 3-меанизм передачи; 4- очистительная машина; 5-клеевая установка; 6-сушильная камера; 7- установка для ведения битумной мастики.

Качество изоляционной работы должно оперативно контролироваться в процессе очистки, нанесения клея и изоляции. При контроле качества битумно–реклинговой мастики проверяют правильность дозирования, режим нагретого мастика и правильность введения в него наполнителя, физико– механические свойства мастики. Клей следит за качеством нанесения наружно: проверяет отсутствие вмятин, отсеков и пузырьков, а битумное покрытие–отсутствие дефектов, однородность, преемственность и липкость покрытия.

2.6. Тепловая изоляция трубопроводов

Тепловую изоляцию применяют в технологических трубопроводах для предохранения горячих или холодных поверхностей от потерь тепла и холода; сохранения температуры транспортируемого вещества; предотвращения его замерзания и конденсации; предотвращения ожогов при температуре поверхности трубопровода выше 60°С.

Тепловую изоляцию применяют в зданиях и трубопроводных туннелях, если температура транспортируемого вещества 45°С и выше.

Для тепловой изоляции трубопроводов используются типовые механизмы, сборные и комплексные конструкции заводского изготовления, способные выполнять монтажные работы индустриальным способом. Изготавливают механизмы и конструкции из различных теплоизоляционных материалов (минеральная вата, диатомит, перлит, асбест, стеклоцемент, стеклянная платика, сотовые материалы).

Рисунок 18. Полносборные теплоизоляционные материалы: 1-минераловатный цилиндр; 2-полуцилиндр асбестоцементный; 3- минераловатные цилиндрические и асбестоцементные полуцилиндровые сборные конструкции; 4-металлическое покрытие; 5-полуцилиндровая сборная конструкция, покрытая оболочкой, натянутой стальной бандажой; 6- жесткие полуцилиндры; 7-минераловатные цилиндрические и кровельные сборные конструкции с саморезами

Для изоляции труб выпускалось множество комплексных и сборных изделий (рис. 18): цилиндры, полуцилиндры из различных теплоизоляционных материалов (минеральная вата, диатомит, перлит). В качестве изоляционного покрытия используют металл,асбестоцемент, стеклоцемент и стеклопластиковую оболочку.

Широкое распространение получили изделия из минеральной ваты с температурной стабильностью не менее 600°С. Минеральная вата с синтетическим связующим диаметром 24…219мм, длина 500…Температура изолируемой поверхности 1500мм-30…Применяют для тепловой изоляции труб при +300°С.

При изоляции трубопроводов, транспортирующих продукты с отрицательной температурой, швы проводят предварительно изолирующим слоем, нанося битумную или полиэтиленовую ленту, которая склеивает скотчем или клеем.

Наружным покрытием могут служить утеплители, защищающие от атмосферных шумов и механических повреждений, асбестоцементные полуцилиндры, которые фиксируются планкой обычным замковым стальным бандажом, толщиной 0,8, который крепится саморезами. Лист оцинкованный или алюминиевый 1,0 мм.

Для изоляции труб диаметром до 273мм, рассчитанных на температуру 6000С, используют перлит, вермикулит, совелит, полуцилиндры из известково– кремнистого материала.

Для труб диаметром свыше 273мм используются синтетические связующие минераловатные плиты.

Тепловая изоляция фасонных механизмов трубопроводов выполняется путем установки специальной фасонной конструкции. В некоторых случаях фасонные механизмы выполняют отдельно в местах монтажа теплоизоляции. Останавливает тепловую изоляцию в фланцевых соединениях. Изоляционные отверстия делают со стороны гайки, болта или шпильки, болт (шпилька) равен выступающей части +30 мм, а со стороны головки болта– + 20 мм к длине болта. Фланцевые соединения изолируют отдельными металлическими сетками и сверху покрывают асбестоцементную защиту минеральной ватой.

Компенсаторы изолируют при эксплуатации с учетом их тепловой деформации за счет изменения их формата. Места установки часто ремонтируемой или проверяемой арматуры выполняют съемной изоляцией и покрывают слоем повышенной прочности или металлической защитной пленкой.

Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85)

Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85) Вид документа:
Пособие Принявший орган: АО «ЦНИИПромзданий» Статус: Тип документа: Нормативно-технический документ
Дата начала действия:
Опубликован:

ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ОПОР
И ЭСТАКАД ПОД ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРУБОПРОВОДЫ
(к СНиП 2.09.03-85)

УТВЕРЖДЕНО приказом ЦНИИпромзданий Госстроя СССР от 15.01.86 г. N 6 Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций Научно-технического совета ЦНИИпромзданий Госстроя СССР. Содержит положения по проектированию стальных и железобетонных отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы. Приведены примеры расчетов отдельно стоящих опор и эстакад. Для инженерно-технических работников проектных и строительно-монтажных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, газовой, энергетической, металлургической промышленности широко применяется транспортирование продукта по трубопроводам, прокладываемым над землей по отдельно стоящим опорам и эстакадам. Проектирование отдельно стоящих опор и эстакад осуществляется организациями различного профиля как по типовым, так и по индивидуальным проектам. Для рационального проектирования конструкций опор и эстакад большое значение имеют исследования, проведенные в последнее время по снижению их материалоемкости: уменьшению горизонтальных технологических нагрузок, разработке конструкций опор и эстакад с применением свай и предварительно напряженных конструкций и др. Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы, рассматривающее вопросы объемно-планировочных и конструктивных решений, нагрузок, расчета конструкций, примеров расчета, разработано впервые, что должно способствовать созданию экономичных решений и сокращению сроков проектирования. Настоящее Пособие разработано ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А.Н.Добромыслов — руководитель темы, А.А.Болтухов, Н.А.Ушаков) при участии Атомтеплоэлектропроект Минэнерго СССР (инж. И.В.Беляйкина), Харьковский Промстройниипроект Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Л.Ш.Лундин, В.И.Петров, инженеры В.Б.Зорин, А.М.Монин), ЦНИИпроектстальконструкция Госстроя СССР (инженеры Г.Ф.Васильев, В.М.Лаптев), НИИпромстрой Минпромстроя СССР (кандидаты техн. наук З.В.Бабичев, А.Л.Готман), ГИАП Минудобрений СССР (инженеры Ю.А.Гусев, В.Ф.Харламов). При составлении раздела «Нагрузки и воздействия» использованы разработанные ЦНИИСК Госстроя СССР Рекомендации по определению нагрузок на отдельно стоящие опоры и эстакады под трубопроводы.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. 1. К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы, предназначенные для транспортирования в пределах промышленного предприятия или группы этих предприятий различных веществ (сырья, воды, промежуточных и конечных продуктов), тепловые сети и т.п., необходимые для ведения технологического процесса или эксплуатации оборудования.
2. 2. Настоящее Пособие не распространяется на проектирование отдельно стоящих опор и эстакад для прокладки магистральных газопроводов и нефтепродуктоводов, предусмотренных главой СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы».
3. 3. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы, предназначенные для строительства на вечномерзлых, набухающих, просадочных грунтах, должны соблюдаться соответствующие требования нормативных документов, утвержденных или согласованных Госстроем СССР.
4. 4. При проектировании трубопроводных эстакад, по которым проложены транзитные кабели, ленточные конвейеры и другие коммуникации, должны соблюдаться соответствующие требования, установленные СНиП 2.09.03-85 для комбинированных эстакад.

1.2. Опоры и эстакады под технологические трубопроводы представляют собой инженерные сооружения, предназначенные для размещения технологических трубопроводов. Проектирование указанных сооружений должно осуществляться в соответствии со СНиП 2.09.03-85.

Отдельно стоящая опора под трубопроводы состоит из одной или нескольких колонн, связей, траверсы и фундамента (рис.1, а).

Эстакада состоит из опор (опора включает в себя: колонны, связи, ригели, фундаменты), пролетных строений (ферм, балок), траверс, связей по фермам (рис.1, б).

Рис.1. Схема прокладки трубопроводов по опорам и эстакадам

а — прокладка по опорам; б — прокладка по эстакадам; 1 — промежуточная опора; 2 — анкерная промежуточная опора;
3 — анкерная концевая опора; 4 — компенсатор; 5 — трубопровод; 6 — траверса; 7 — пролетное строение;
8 — опорная часть трубопровода; 9 — колонна; 10 — фундамент; 11 — вставки температурного блока;
12 — ось температурного разрыва

1.3. В продольном направлении отдельно стоящие опоры и эстакады следует разбивать на температурные блоки, длина которых принимается в зависимости от предельных расстояний между неподвижными опорными частями трубопроводов и расчета конструкций на климатические воздействия.

1.4. Температурный блок (см. рис.1) состоит из пролетных строений, одной анкерной опоры и промежуточных опор.

Анкерные промежуточные опоры следует устанавливать, как правило, в середине температурного блока.

В местах поворота или конца трассы применяются анкерные угловые или концевые опоры.

1. 1. При прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам образуется условный температурный блок, включающий в себя анкерную и промежуточные опоры.
2. 2. Для эстакад с железобетонными опорами применяется температурный блок без анкерных опор.

1.5. Передача нагрузок на отдельно стоящие опоры и эстакады от трубопроводов производится посредством подвижных и неподвижных опорных частей трубопроводов.

Восприятие температурных удлинений трубопроводов осуществляется компенсаторами. Опорные части и компенсаторы относятся к деталям трубопроводов и задаются технологическим заданием на проектирование.

1.6. Отдельно стоящие опоры и эстакады для технологических трубопроводов должны проектироваться на срок эксплуатации не менее 25 лет.

1.7. Прокладка трубопроводов на эстакадах, высоких или низких отдельно стоящих опорах применяется при любом сочетании трубопроводов независимо от свойств и параметров транспортируемых веществ.

1.8. Пересечение и параллельное размещение отдельно стоящих опор и эстакад с воздушными линиями электропередач, а также совместная прокладка трубопроводов и электрокабелей должны осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок.

1.9. При проектировании железобетонных и стальных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад должны выполняться требования, предусматриваемые СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Стальные конструкции указанных сооружений должны быть заземлены.

1.10. В зависимости от объемно-планировочных и конструктивных решений отдельно стоящие опоры и эстакады могут проектироваться различных типов, отличающихся между собой по следующим признакам:

• по материалу конструкций: железобетонные, стальные, комбинированные (стальные и железобетонные);
• по конструктивным решениям несущих конструкций: пролетных строений, опор, фундаментов;
• по высоте верха опор: низкие и высокие;
• по способам расположения труб на опорах и эстакадах: одноярусное, двухъярусное, многоярусное.

Выбор тех или иных конструктивных решений производится на основании действующих нормативных документов, технологических требований, противопожарных требований, технико-экономических обоснований, требований типизации и унификации, действующих типовых проектов, а также возможной реконструкции предприятия.

1.11. Исходными данными для разработки конструкций опор и эстакад являются: технологическое задание на проектирование, район строительства, генеральный план местности с нанесением на нем всех надземных и подземных коммуникаций, данные инженерной геологии, сведения о производственной базе строительных конструкций.

1.12. Технологическое задание на проектирование отдельно стоящих опор и эстакад должно включать:

1. а) план и продольный профиль трубопроводной трассы с указанием привязки подвижных и неподвижных опорных частей трубопроводов, компенсаторов, мест расположения анкерных опор и компенсирующих устройств;
2. б) наименование трубопроводов, их привязка к строительным конструкциям;
3. в) характеристика трубопроводов: наружный диаметр, нагрузка от веса трубопроводов, изоляционной конструкции, транспортируемого вещества, толщина теплоизоляционной конструкции, возможность отложения пыли внутри трубопроводов, температура трубопроводов;
4. г) тип опорных частей и максимально возможные их перемещения, горизонтальные нагрузки на неподвижные опорные части трубопроводов, размеры и тип компенсаторов;
5. д) устройства для обслуживания трубопроводов: лестницы, проходные мостики, площадки, оборудование;
6. е) данные по резервным нагрузкам и габаритам при возможной реконструкции предприятия;
7. ж) предельные перемещения конструкций и оснований;
8. з) особые технологические требования.

2. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ

2.1. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад следует преимущественно применять утвержденные типовые конструкции и узлы.

2.2. Прокладка трубопроводных сетей должна осуществляться в соответствии с требованиями СНиП II-89-80 «Генеральные планы промышленных предприятий».

2.3. Расстояния от межцеховых трубопроводов или от края эстакады до зданий и наружных сооружений следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-89-80 и СНиП 2.01.02-85 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений», а также отраслевыми противопожарными нормами и правилами.

2.4. Прокладку трубопроводных сетей следует предусматривать вдоль проездов и дорог, как правило, со стороны, противоположной размещению тротуаров и пешеходных дорожек, выбирая по возможности кратчайшее расстояние между зданиями и сооружениями. Внутри производственных кварталов трассы трубопроводов следует проектировать параллельно линиям застройки.

2.5. Пересечение трубопроводов с железными и автомобильными дорогами должно предусматриваться, как правило, под углом 90°, но не менее 45°.

2.6. Высоту (расстояние от планировочной отметки земли до верха траверсы) отдельно стоящих опор и эстакад следует принимать: для низких отдельно стоящих опор — от 0,3 до 1,2 м, кратной 0,3 м в зависимости от планировки земли и уклонов трубопроводов; для высоких отдельно стоящих опор и эстакад — кратной 0,6 м, обеспечивающей проезд под трубопроводами и эстакадами железнодорожного и автомобильного транспорта в соответствии с габаритами приближения строений по ГОСТ 9238-83 и СНиП 2.05.02-85.

2.7. Прокладку трубопроводов на эстакадах рекомендуется применять при большом количестве трубопроводов малых диаметров, ответвлений и пересечений, при большой плотности застройки территории предприятия.

2.8. Прокладку трубопроводов на низких опорах следует предусматривать по территориям, не подлежащим застройке, при отсутствии, как правило, пересечения с дорогами, а также вне пахотных земель.

2.9. Места разрывов температурных блоков следует, как правило, совмещать с компенсирующими устройствами трубопроводов, при этом необходимо предусматривать наибольшую возможную длину температурных блоков.

2.10. Раскладка трубопроводов на траверсах эстакад и отдельно стоящих опор производится с учетом наиболее рационального решения компенсаторных узлов, упрощения развязки узлов трубопроводов в местах ответвлений, а также с учетом наиболее рационального загружения строительных конструкций.

2.11. В поперечном сечении эстакад и отдельно стоящих опор рекомендуется равномерное распределение нагрузки от трубопроводов с возможной перегрузкой одной из сторон не более 20% (см. п.4.12).

2.12. При прокладке трубопроводов по эстакадам гибкие компенсаторы рекомендуется устанавливать между отдельными температурными блоками или в наиболее возможной близости от этого места (не далее 5 м по длине эстакады от температурного разрыва).

2.13. Для уменьшения нагрузок на пролетные строения эстакад рекомендуется использовать самонесущую способность трубопроводов большого диаметра с опиранием их только на траверсы над опорами эстакад или вблизи них.

2.14. Места ответвлений на основной эстакаде рекомендуется принимать по табл.1.

Отношение вертикальной нагрузки на 1 м длины ответвляемой эстакады к аналогичной нагрузке основной эстакады

Рекомендуемое место ответвления на основной эстакаде

Не далее 5 м от любой опоры

То же, от анкерной опоры

2.15. В целях сокращения ширины эстакад и отдельно стоящих опор мелкие трубопроводы диаметром 50-200 мм допускается крепить к большим трубопроводам, а также в отдельных случаях на дополнительных консолях, установленных к стойкам между ярусами эстакад.

2.16. Для эстакад с анкерными опорами неподвижные закрепления трубопроводов рекомендуется осуществлять на траверсах этих опор в каждом блоке.

При прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам на анкерных опорах должно предусматриваться неподвижное крепление всех или части трубопроводов.

2.17. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад уклон трубопроводов должен создаваться за счет изменения отметки верхнего обреза фундамента или длины колонн с учетом рельефа поверхности земли вдоль трассы.

2.18. Расстояния между отдельно стоящими опорами под трубопроводы должны назначаться исходя из расчета труб на прочность и жесткость.

Шаг между опорами эстакад рекомендуется принимать 12, 18, 24 и 30 м.

2.19. При прокладке трубопроводов на низких опорах расстояние от поверхности земли до низа труб или теплоизоляции должно быть не менее 0,35 м при ширине группы труб менее 1,5 м и 0,5 м — при 1,5 м и более. Для перехода через трубопроводы следует предусматривать пешеходные мостики шириной не менее 0,9 м.

2.20. При прокладке по эстакадам трубопроводов, требующих регулярного обслуживания (не менее одного раза в смену), а также в многоярусных эстакадах должны предусматриваться, как правило, проходные мостики шириной не менее 0,6 м с перилами высотой не менее 1 м и через каждые 200 м лестницы — вертикальные с шатровым ограждением или маршевые.

Проходные мостики при прокладке по эстакадам и отдельно стоящим опорам рекомендуется предусматривать также в местах пересечения железных дорог, оврагов и на других труднодоступных для обслуживания трубопроводов местах.

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

3.1. Отдельно стоящие опоры и эстакады следует, как правило, проектировать сборными из унифицированных железобетонных конструкций с ненапряженной или напряженной арматурой. Применение стальных конструкций допускается в соответствии с Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов (ТП 101-81*).

3.3. Конструкции отдельно стоящих опор и эстакад под трубопроводы с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями и газами должны проектироваться несгораемыми.

3.4. Тип опорных частей трубопроводов определяется технологическим заданием в зависимости от величины передаваемых нагрузок и возможного перемещения трубопровода. При выборе подвижных частей следует стремиться к применению устройств, снижающих коэффициент трения, например прокладок из фторопласта и др.

3.5. Железобетонные опоры могут применяться с колоннами, защемленными в отдельные фундаменты, в виде одиночных свай-колонн, объединенных в плоские или пространственные системы; в виде колонн, установленных на односвайные фундаменты из свай-оболочек и буронабивных свай.

3.6. Колонны стальных опор следует применять жестко соединенными с фундаментами. Допускается применение шарнирного опирания на фундаменты при условии обеспечения устойчивости опор в продольном направлении пролетными строениями или трубами и анкерными опорами.

3.7. Для отдельно стоящих опор с применением железобетонных шпал температурный блок компонуется из промежуточных опор в виде железобетонных шпал, укладываемых на песчаную подушку, защищенную от выдувания путем пропитки ее битумом, и анкерных низких железобетонных опор (рис.2). Указанные конструкции опор следует применять при непучинистых грунтах.

Рис.2. Конструктивная схема шпальных отдельно стоящих опор

1 — шпальная промежуточная опора; 2 — анкерная промежуточная опора; 3 — железобетонная траверса;
4 — щебень с пропиткой битумом; 5 — песчаная засыпка; 6 — планировочная отметка земли;
7 — высота растительного слоя

3.8. Для отдельно стоящих низких и высоких железобетонных опор (рис.3 и 4) температурный блок компонуется из промежуточных опор прямоугольного или кольцевого сечения и одной анкерной промежуточной опоры, выполняемой обычно такого же сечения, но с усиленным армированием. Анкерные концевые и анкерные угловые опоры могут быть выполнены в виде пространственных железобетонных или стальных опор.

Рис.3. Конструктивная схема отдельно стоящих железобетонных опор

1 — железобетонная траверса; 2 — промежуточная железобетонная опора; 3 — анкерная промежуточная железобетонная опора;
4 — фундамент

Рис.4. Конструкции железобетонных отдельно стоящих опор

а — узел опирания траверс на колонну; б — пример армирования траверсы; в — пример армирования
колонны арматурой без предварительного напряжения; г — пример армирования колонны
предварительно напряженной арматурой; 1 — закладная деталь; 2 — траверса; 3 — колонна;
4 — отверстие для подвески трубопроводов; 5 — соединительные стержни; 6 — спираль;
7 — предварительно напряженная арматура

3.9. Для эстакад, выполняемых полностью из железобетонных конструкций или комбинированных конструкций (железобетонных опор и стальных пролетных строений) температурный блок должен компоноваться, как правило, из одних промежуточных опор (рис.5 и 6). Горизонтальные нагрузки, действующие вдоль оси трассы, воспринимаются всеми опорами температурного блока.

Рис.5. Конструктивная схема железобетонных эстакад

1 — рядовая траверса; 2 — усиленная траверса; 3 — балка пролетного строения; 4 — опора; 5 — вставка температурного блока;
6 — фундамент

Рис.6. Конструктивная схема двухъярусной эстакады

1 — железобетонная опора эстакады; 2 — стальные фермы пролетного строения;
3 — стальные траверсы пролетного строения; 4 — связи; 5 — фундамент

3.10. Для отдельно стоящих опор и эстакад, выполняемых полностью из стальных конструкций (рис.7), температурный блок должен компоноваться из промежуточных и одной анкерной опоры, на которую передаются все горизонтальные нагрузки, действующие вдоль данного блока.

Рис.7. Конструктивная схема одноярусной стальной эстакады

1 — траверса; 2 — ферма пролетного строения; 3 — промежуточная опора; 4 — анкерная опора;
5 — вставки температурного блока; 6 — связи между фермами; 7 — фундамент;
8 — диафрагма-распорка опоры

3.11. Траверсы для опирания трубопроводов подразделяются на рядовые и усиленные. На рядовых траверсах должно быть предусмотрено подвижное опирание трубопроводов, а на усиленных — неподвижное закрепление. Железобетонные траверсы рекомендуется проектировать прямоугольного сечения (рис.4). Железобетонные траверсы должны иметь стальные закладные детали для размещения опорных частей трубопроводов и для крепления их к колоннам опоры или пролетным строением эстакад. Стальные траверсы рекомендуется выполнять коробчатого сварного сечения из двух швеллеров или гнутых замкнутых профилей (рис.8).

Рис.8. Узлы опирания стальных конструкций

а — траверсы на колонну; б — фермы на железобетонную опору; 1 — колонна; 2 — траверса; 3 — опорное ребро;
4 — железобетонная колонна; 5 — ферма пролетного строения

3.12. В местах разрывов температурных блоков следует при необходимости предусматривать вставки для размещения компенсирующих устройств. Примеры решения вставок для отдельно стоящих опор и для железобетонной эстакады показаны на рис.9.

Рис.9. Пример решения опор под компенсаторы

а — в виде отдельно стоящих опор; б — в виде вставки для двухъярусной эстакады; 1 — промежуточные опоры;
2 — опора на вылете компенсатора; 3 — траверса эстакады; 4 — стальные балки

3.13. Пролетные строения эстакад рекомендуется выполнять в виде железобетонных предварительно напряженных балок при пролетах до 12 м или стальных и железобетонных ферм.

3.14. Пролетные строения из стальных ферм следует выполнять в виде пространственных конструкций, состоящих из двух вертикальных ферм, соединенных между собой по верхнему и нижнему поясу связями и траверсами.

3.15. Стержни стальных ферм пролетных строений рекомендуется проектировать из одиночных уголковых профилей.

3.16. Стальные промежуточные плоские опоры следует принимать решетчатыми с ветвями из двутавров и решеткой из уголков или гнутосварных профилей замкнутого сечения. Для придания конструкции опор большей жесткости от скручивания необходимо предусматривать диаграммы-распорки из швеллеров или уголков с планками, соединяющих ветви между собой.

Анкерные опоры следует составлять их двух плоских опор, соединенных между собой вдоль трассы вертикальными связями. Пространственная жесткость анкерных опор обеспечивается горизонтальными связями в уровне низа траверс и по высоте опор. Сечение решетки связей стальных опор рекомендуется принимать из одиночных уголковых или замкнутых профилей, принимая углы раскосов связей равными 40-50°.

3.17. Выбор схемы горизонтальных связей между вертикальными фермами следует производить в зависимости от расстояния между ними. При расстояниях между вертикальными фермами 3 м и менее следует принимать треугольную решетку, а при расстоянии более 3 м — крестовую решетку.

Связи следует принимать из одиночных уголковых или замкнутых прямоугольных профилей.

3.18. Сопряжение пролетных строений эстакад с опорами рекомендуется выполнять путем передачи давления на опору центрально. Конструкция узла сопряжения должна обеспечивать передачу продольных горизонтальных сил с пояса одной фермы на пояса смежной фермы.

3.19. Отдельные фундаменты под опоры следует проектировать сборной или монолитной конструкции. Высоту фундамента следует назначать по условиям заглубления в грунт и условиям заделки колонн опоры. Площадь подошвы фундамента рекомендуется принимать прямоугольной формы с отношением сторон 0,6-0,9.

3.20. Сопряжение сборных железобетонных колонн с отдельным фундаментом следует осуществлять посредством замоноличивания в стакан фундамента на глубину не менее 1,5 размера большей стороны сечения колонны и не менее длины анркеровки продольной арматуры колонны. Стыки железобетонных колонн с фундаментом, воспринимающие растягивающие усилия, должны выполняться с помощью сварки стальных закладных деталей или сварки выпусков арматуры колонны и фундамента. Сопряжение стальных колонн с фундаментами следует осуществлять с помощью стальных баз, установленных на фундамент с креплением их анкерными болтами (рис.10). Низ плиты стальных баз должен быть расположен не менее чем на 200 мм выше планировочной отметки земли.

Рис.10. Базы стальных колонн

а — для колонн с жестким закреплением по оси и шарнирным опиранием на фундамент по оси ;
б — для шарнирно закрепленных колонн; 1 — колонна; 2 — база; 3 — анкерные болты; 4 — фундамент;
5 — монтажный зазор, замоноличивается бетоном; 6 — ребро для крепления раскоса связей

3.21. Конструктивные решения сварных опор могут осуществляться в виде отдельных забивных свай-колонн, колонн, замоноличенных в буронабивную сваю или сваю-оболочку и рамно-свайных систем, состоящих из двух или четырех колонн, объединенных в плоскую или пространственную систему с помощью связей, ригелей, свайного ростверка (рис.11, 12, 13).

Рис.11. Типы опор с применением свай-колонн

1 — колонна; 2 — траверса; 3 — пролетное строение; 4 — стальные связи; 5 — ригель опоры

Рис.12. Типы опор с применением буронабивных свай и свай-оболочек

1 — колонна; 2 — буронабивная свая или свая-оболочка; 3 — траверса; 4 — пролетное строение эстакады; 5 — ригель опоры

Рис.13. Опоры с применением свайного ростверка

а — низкая опора; б — высокая опора; 1 — свая; 2 — колонна опоры; 3 — плита ростверка; 4 — планировочная поверхность грунта

3.22. Выбор типа свайных опор производится в зависимости от грунтовых условий, величин нагрузок, действующих на опору, габаритов опоры, технико-экономических показателей.

3.23. При забивке в грунт свай допускаются следующие отклонения:

• для свай-колонн: в плане ±30 мм; по вертикали — недобивка 10 мм, перебивка — 30 мм;
• для свай-оболочек: в плане ±60 мм; по вертикали ±30 мм.

3.24. Не допускается применение свай-колонн в грунтовых условиях, в которых они работают как сваи-стойки, а также сваи-колонны без поперечного армирования.

3.25. Рекомендуется сечение свай-колонн в опорах принимать 300х300, 350х350 и 400х400 мм, внешний диаметр свай оболочек и буронабивных свай 800, 1000 и 1200 мм.

3.26. Рекомендуемые узлы опор с применением свай показаны на рис.14.

Рис.14. Узлы опор с применением свай

а — узел опирания траверс на сваю-колонну; б — узел крепления связей; в — заделка колонны в сваю-оболочку;
г — конструкция ростверка; 1 — траверса; 2 — отметка головы сваи-колонны; 3 — допуск на неточность; 4 — цементный раствор;
5 — свая-колонна; 6 — металлические связи; 7 — арматурный каркас; 8 — бетонная пробка; 9 — свая-оболочка; 10 — песок;
11 — плита ростверка; 12 — анкерные болты; 13 — сваи; 14 — бетонная подготовка

3.27. Пример конструкции проходного стального мостика показан на рис.15.

Рис.15. Конструкция стального проходного мостика

1 — ограждения мостика; 2 — балка мостика; 3 — траверса; 4 — настил; 5 — верх балок

4. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

4.1. При расчете отдельно стоящих опор и эстакад необходимо учитывать нагрузки, возникающие при их возведении, эксплуатации и испытании трубопроводов

4.2. Отдельно стоящие опоры и эстакады должны рассчитываться на нагрузки от веса трубопроводов с изоляцией, веса транспортируемого продукта, на горизонтальные нагрузки и воздействия от трубопроводов, нагрузки от веса людей и ремонтных материалов на обслуживающих площадках и переходных мостиках, от отложений производственной пыли, а также снеговые и ветровые нагрузки, при наиболее неблагоприятном их сочетании.

Нагрузки и воздействия от трубопроводов принимаются по заданию технологических организаций. В задании должны быть указаны нагрузки и число трубопроводов по ярусам. Снеговые и ветровые нагрузки, а также коэффициенты надежности по нагрузкам определяются по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и табл.2.

Коэффициент надежности по нагрузке

От собственного веса отдельно стоящих опор и эстакад с ограждающими конструкциями и обслуживаемыми площадками

От веса трубопроводов с технологической арматурой и опорными частями

От веса изоляции и футеровки

От веса транспортируемой жидкости в стадии эксплуатации

От веса отложений внутри трубопроводов в стадии эксплуатации

Температурные технологические воздействия (разность температур)

Внутреннее давление в стадии эксплуатации

От веса людей и ремонтных материалов на площадках и мостиках

От веса производственной пыли

На поручни перил площадок и мостиков

Климатические температурные воздействия (разность температур)

От веса воды при гидравлических испытаниях

Внутреннее давление при испытаниях

Сейсмические воздействия, нагрузки, вызываемые резким нарушением технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования

1. 1. Для трубопроводов предприятий черной металлургии коэффициент надежности по нагрузке для внутреннего давления в стадии эксплуатации принимается равным 1,15.
2. 2. Для упрощения определения расчетной нагрузки от веса трубопроводов с изоляцией, футеровкой, транспортируемым продуктом и т.д. разрешается использовать единый коэффициент надежности по нагрузке для вертикальных нагрузок 1,1 (0,9). С той же целью разрешается принимать единый коэффициент надежности по нагрузке 1,1 для горизонтальных нагрузок от температурных технологических воздействий и внутреннего давления.
3. 3. Значения коэффициентов надежности по нагрузкам, указанные в табл.2 в скобках, принимаются в тех случаях, когда уменьшение нагрузок вызывает более неблагоприятные условия работы рассчитываемого элемента конструкции.
4. 4. При сочетании нагрузок следует учитывать физически возможные варианты одновременного действия различных нагрузок, в частности:
   1. а) при определении нагрузок от газопроводов, паропроводов и продуктопроводов, для которых, согласно правилам приемки их в эксплуатацию, обязательно гидравлическое испытание, следует учитывать, что такому испытанию одновременно может подвергаться лишь один трубопровод. При этом в расчет принимается тот трубопровод, наполнение которого наиболее невыгодно отражается на рассчитанном элементе строительной конструкции. При гидравлическом испытании нагрузки, возникающие при перестановке оборудования, исключаются;
   2. б) при определении нагрузки от веса отложений внутри газопроводов при резком нарушении режима эксплуатации ее следует учитывать лишь для одного газопровода, принимая для остальных трубопроводов нагрузку от отложений в стадии эксплуатации;
   3. в) при учете вертикальной нагрузки от веса людей и ремонтных материалов на площадках и мостиках снеговая нагрузка на этих конструкциях не учитывается.

   Примечание. При числе трубопроводов четыре и менее, а также для случаев, когда нагрузка от веса отдельных трубопроводов не может быть представлена эквивалентной распределенной нагрузкой (см. п.4.11), расчет строительных конструкций следует выполнять по фактической раскладке трубопроводов.

   4.3. Нормативная разность температур от климатических воздействий определяется по СНиП 2.01.07-85 в зависимости от климатического района.

   4.4. При отсутствии в момент составления строительной части проекта известной раскладки трубопроводов за основную исходную величину принимается нормативная вертикальная нагрузка на 1 м длины трассы — . Нагрузка наряду с весом самих трубопроводов с изоляцией и транспортируемым продуктом должна включать также нагрузку на обслуживающие площадки, вес снега, производственной пыли и отложений внутри трубопроводов, при этом коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,1.

   Вертикальные нагрузки

   4.5. Нормативная нагрузка от веса всех трубопроводов с футеровкой и изоляцией, веса транспортируемого продукта, обслуживающих площадок, веса стационарного оборудования и технологической арматуры, а также от собственного веса отдельно стоящих опор и эстакад определяется по технологическому заданию и по проектным данным.

   4.6. Нормативная нагрузка от веса людей и ремонтных материалов на площадках, мостиках и лестницах принимается равномерно распределенной — 750 Па.

   Для расчета настила на местную нагрузку принимается сосредоточенная нагрузка 1,5 кН на участке размером 10х10 см.

   Нормативная горизонтальная сосредоточенная нагрузка на поручни перил обслуживающих площадок и мостиков (в любом месте по длине поручня) принимается равной 0,3 кН.

   4.7. Нормативная снеговая нагрузка на 1 м площади горизонтальной проекции трубопроводов, обслуживающих площадок и мостиков определяется в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85. При этом гололедная нагрузка не учитывается, а коэффициент перехода от веса снегового покрова к нормативной нагрузке принимается равным 0,2 для трубопроводов с наружным диаметром не более 0,6 м, 0,3 — более 0,6 м и 0,8 — для обслуживающих площадок и мостиков. Ширина горизонтальной проекции трубопроводов диаметром 0,6 м и менее принимается равной длине траверсы независимо от числа ярусов конструкций и числа рядов трубопроводов. В случае расположения двух трубопроводов с наружным диаметром более 0,6 м одного над другим при условии, что расстояние в свету между ними меньше диаметра меньшего трубопровода, снеговая нагрузка учитывается лишь от одного трубопровода большего диаметра. Примеры определения снеговой нагрузки приведены на рис.16.

   Рис.16. Примеры определения снеговой нагрузки для трех схем горизонтальных прокладок трубопроводов

   а — в верхнем ярусе верхний ряд — тепловые сети; нижний ряд — холодные трубопроводы на подвесках. В нижнем ярусе все трубопроводы холодные условным диаметром менее 0,6 м; настил переходной площадки — сплошной. Верхняя эпюра снеговой нагрузки — для расчета траверс, пролетных строений, опоры, фундаментов; нижняя — для расчета переходной площадки;
   б — основной трубопровод — холодный с условным диаметром больше 0,6 м, а верхний ряд — тепловые сети;
   в — оба трубопровода — холодные, условный диаметр каждого из них больше 0,6 м, а расстояние «в свету»
   между ними меньше меньшего диаметра

   Снеговая нагрузка не учитывается для трубопроводов, температура транспортируемого продукта которых превышает 30 °С, а также для трубопроводов с обогревающими «спутниками» (остальные трубопроводы считаются «холодными»); для обслуживающих площадок с решетчатым настилом, если площадь просветов настила составляет не менее половины общей его площади; для наклонных трубопроводов с углом наклона более 30°.

   4.8. Нормативная нагрузка от веса отложений внутри трубопроводов (пыль, лед, конденсат и др.) в стадии эксплуатации определяется на основании соответствующих проектных данных. При отсутствии этих данных нормативная нагрузка на 1 м длины (кН от веса отложения внутри газопроводов) в стадии эксплуатации принимается согласно табл.3.

   Влажный очищенный газ

   Грязный доменный газ

   Наружный диаметр газопровода, мм

   Горизон-
   тальные газопроводы

   Местные пониженные участки газопроводов

   Сухой очищен-
   ный газ

   Горизонтальные газопроводы и наклонные под углом не более 30°

   Наклонные газопроводы под углом более 40°

   Газопроводы с неблагоприят-
   ной конфигурацией

   1. 1. Для промежуточных диаметров газопроводов нагрузки принимаются по линейной интерполяции.
   2. 2. Для газопроводов влажного и сухого очищенного газа, наклоненных под углом более 10° к горизонтали, нагрузки принимаются в размере 50% соответствующих величин горизонтальных газопроводов. При углах наклона от 0 до 10° нагрузка принимается по линейной интерполяции.
   3. 3. Для газопроводов грязного доменного газа при углах наклона от 30° до 40° нагрузка принимается по линейной интерполяции. Для газопроводов получистого доменного газа нагрузки принимаются в размере 50% соответствующих величин для грязного доменного газа.
   4. 4. Под неблагоприятной конфигурацией понимается такая, при которой в условиях эксплуатации может скапливается пыль.

   Нормативная нагрузка от веса отложений внутри трубопроводов при резком нарушении режима эксплуатации принимается в 2,5 раза больше соответствующей нагрузки в стадии эксплуатации, но не более веса отложений, занимающих 70% внутреннего объема трубопровода.

   4.9. Нагрузка от веса отложений производственной пыли определяется только для трубопроводов и обслуживающих площадок, расположенных на расстоянии не более 100 м от источника выделения пыли и имеющих наклон не более 30°. Нормативная нагрузка принимается равной 1000 Па — для обслуживающих площадок и элементов пролетного строения — 450 Па — для трубопроводов их горизонтальной проекции.

   Примечание. Если площадь просветов решетчатого настила обслуживающих площадок составляет не менее половины общей его площади, нагрузки от веса пыли не учитываются.

   4.10. Нормативная вертикальная нагрузка от трубопроводов на траверсы опор и эстакад должна приниматься по сумме вертикальных нормативных нагрузок от всех трубопроводов.

   

   4.11. При отсутствии уточненной раскладки трубопроводов нормативное значение интенсивности вертикальной нагрузки на единицу длины траверсы отдельно стоящих опор и эстакад следует определять по формуле

   

   , (1)

   где — нормативная вертикальная нагрузка от трубопроводов на 1 м длины трассы, кН; — шаг траверсы, м; — длина траверсы, м.

   Распределение этой нагрузки по длине траверсы следует принимать по рис.17.

   Рис.17. Распределение интенсивности вертикальной нагрузки на траверсы отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы

   а — схема распределения нагрузки для одностоечных опор; б — схема распределения нагрузки для двухстоечных опор и эстакад

   4.12. Распределение вертикальной нагрузки по поперечному сечению трассы для расчета колонн и фундаментов отдельно стоящих опор при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов принимается по рис.18, а при расчете пролетных строений, колонн и фундаментов эстакад в соответствии с рис.19.

   Рис.18. Распределение вертикальной нагрузки при расчете колонн и фундаментов промежуточных отдельно стоящих
   опор по поперечному сечению трассы

   — вертикальная нагрузка на опору или на соответствующий ярус опоры ( — значение интенсивности вертикальной нагрузки на единицу длины траверсы)

   Рис.19. Распределение вертикальной нагрузки по поперечному сечению трассы при расчете пролетных строений,
   колонн и фундаментов эстакад

   1 — балка пролетного строения; 2 — траверса. При 10 кН/м, =0,65; при =10-30 кН/м, =0,6; при >30 кН/м, =0,55.
   Состав нагрузки указан в п.4.4.

   4.13. Распределение вертикальной нагрузки при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов для многоярусных отдельно стоящих опор и эстакад следует принимать, %:

   в двухъярусных опорах и эстакадах, %:

   на верхний ярус

   в трехъярусных опорах и эстакадах:

   на верхний ярус

   4.14. При использовании катковых опорных частей расчет траверс и колонн следует производить с учетом возможной эксцентричности приложения вертикальной нагрузки через каток вследствие его перемещения от первоначального положения за счет температурных воздействий трубопроводов. Величину эксцентриситета при этом следует определять расчетом, но, как правило, не более 100 мм (рис.20).

   Рис.20. Наибольшая учитываемая величина эксцентриситета, создающегося вследствие перемещения катка за счет температурных воздействий от первоначального центрального положения

   1 — трубопровод; 2 — опорная часть; 3 — каток; 4 — эксцентриситет не более 100 мм; 5 — траверса

   4.15. В местах ответвлений и участках пересечения трасс несимметричность распределения вертикальной нагрузки должна быть учтена особо.

   Горизонтальные технологические нагрузки от трубопроводов

   4.16. Нормативная разность температур от технологических воздействий принимается равной разности между температурой стенки трубопровода в стадии эксплуатации и начальной температурой. Температура стенки трубопровода в стадии эксплуатации принимается равной максимальной температуре транспортируемого продукта по технологическому заданию. За начальную температуру принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки, определяемая по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология». Для трубопроводов, температура стенки которых при эксплуатации отрицательна (например, при транспортировании хладоносителей), за начальную температуру принимается среднемесячная температура самого жаркого месяца (обычно июль), определяемая по указанной главе СНиП.

   4.17. Нормативное внутреннее давление в трубопроводах в стадии эксплуатации принимается равным рабочему давлению по технологическому заданию. Нормативное внутреннее давление при испытаниях трубопроводов принимается равным пробному давлению, которое устанавливается нормами проектирования трубопроводов различного назначения и правилами приемки этих трубопроводов в эксплуатацию.

   4.18. Расчетная сила трения одного трубопровода по опоре определяется умножением расчетной вертикальной нагрузки от этого трубопровода на коэффициент трения, принимаемый равным в опорных частях «сталь по стали»:

   • в скользящих — 0,3;
   • в катковых — вдоль оси трубопровода — 0,1; не вдоль оси — 0,3;
   • в шариковых — 0,1;
   • в скользящих опорных частях «сталь по бетону» — 0,5; » » » » «сталь по фторопласту» — 0,1.

   4.19. При известной раскладке трубопроводов расчетная горизонтальная технологическая нагрузка на промежуточные отдельно стоящие опоры, действующая в местах подвижного опирания трубопроводов (на скользящих, катковых или шариковых опорных частях), должна определяться следующим образом:

   1. а) при прокладке одного трубопровода горизонтальная технологическая нагрузка на траверсы, колонны и на фундаменты принимается равной расчетному значению соответствующей силы трения и считается приложенной в месте его опирания (применительно к тепловым водяным сетям вместо каждого отдельного трубопровода здесь и далее принимается одна система: подающий и обратный трубопроводы);
   2. б) при прокладке от двух до четырех трубопроводов горизонтальная технологическая нагрузка на траверсы, колонны и фундаменты учитывается от двух наиболее неблагоприятно влияющих трубопроводов; величина каждой из горизонтальных нагрузок принимается равной расчетному значению соответствующей силы трения и считается приложенной в местах опирания трубопровода;
   3. в) при прокладке более четырех трубопроводов по отдельно стоящим опорам, когда жесткость опоры не превышает 600 кН/см и распределение вертикальной нагрузки находится в пределах, указанных на рис.18, расчетную горизонтальную нагрузку, передающуюся с траверсы на наиболее нагруженную колонну и фундамент, следует определять как произведение суммы расчетных значений сил трения от каждого трубопровода на коэффициент неодновременности, величина которого принимается по табл.4 (при определении горизонтального усилия, действующего в уровне верхних граней двухъярусных опор, учитывается только то количество трубопроводов, которое опирается на траверсу второго яруса, а в уровне траверс нижнего яруса — по п.»г»).
   4. г) при прокладке более четырех трубопроводов расчетная горизонтальная нагрузка на траверсы, а также колонны и фундаменты опор, к которым не могут быть применены условия п.»в», учитывается либо от двух трубопроводов, как в п.»б», либо от всех трубопроводов; в последнем случае расчетная горизонтальная нагрузка от каждого трубопровода принимается равной произведению расчетного значения соответствующей силы трения на коэффициент, равный 0,5; распределение ее по поперечному сечению трассы принимается согласно рис.23. Из двух найденных указанными способами нагрузок принимается неблагоприятная.

   Общее число трубопроводов на траверсе

   1. 1. При числе трубопроводов, большем 10, рассматриваемое усилие учитывается только от 10 наиболее неблагоприятных, а остальные не учитываются вовсе (считаются отсутствующими).
   2. 2. Рекомендуемые коэффициенты неодновременности не распространяются на случаи, когда на отдельно стоящих опорах находятся лишь неизолированные трубопроводы. В этом случае рассматриваемая нагрузка определяется от суммы сил трения всех неизолированных трубопроводов.
   3. 3. Здесь под жесткостью понимается горизонтальная сила (в кН), приложенная к верху опоры и вызывающая смещение на 1 см. При определении жесткости двухъярусных опор в уровне нижнего яруса принимается шарнирно-неподвижная связь.

   4.20. Промежуточные отдельно стоящие опоры, расположенные под П-образными компенсаторами и на расстоянии не более 40 ( — внутренний диаметр наибольшего трубопровода) от угла поворота трубопровода (в частности, от П-образного компенсатора), при подвижном опирании трубопровода должны быть рассчитаны на горизонтальную нагрузку, направленную под углом к оси трассы. При этом расчетная величина нагрузки принимается равной силе трения от трубопроводов (см. п.4.19), а угол ее направления определяется по рис.21.

   Рис.21. Направления горизонтальной нагрузки в местах подвижного опирания трубопроводов на отдельно стоящие
   опоры при нагревании трубопроводов

   =45° — в скользящих опорных частях, =70° в катковых

   1 — анкерные опоры; 2 — промежуточные опоры

   4.21. Расчетная горизонтальная нагрузка вдоль трассы на промежуточные отдельно стоящие опоры при шарнирно-неподвижном опирании на них трубопровода и защемлении низа опоры, приложенная в местах неподвижного опирания трубопровода на траверсе опоры, определяется как для консольной балки, загруженной заданным, соответствующим расчетной температурной деформации смещением ее конца.

   4.22. Расчетная горизонтальная нагрузка вдоль трассы на концевые анкерные отдельно стоящие опоры определяется исходя из усилий, действующих по одну сторону от анкерной опоры, и складывается из суммы:

   1. а) усилий, возникающих в компенсаторах от всех прокладываемых трубопроводов (величины усилий, возникающих в компенсаторах или при самокомпенсации, следует определять исходя из расчетной разности температур, вызванной климатическими и технологическими воздействиями, и из величины расчетного внутреннего давления. Усилия в трубопроводах от компенсаторов принимаются на основании технологического задания);
   2. б) расчетных горизонтальных нагрузок от промежуточных опор (см. п.4.19), расположенных на участке трассы от оси компенсатора до анкерной опоры;
   3. в) неуравновешенных осевых усилий, вызванных действием внутреннего давления на запорные устройства. Осевые усилия учитываются при установке компенсаторов, «разрезающих» трубопровод (сальниковых), или компенсаторов, «неспособных» сопротивляться растягивающим усилиям (линзовых, дисковых, волнистых осевых), и не учитываются при установке всех видов гнутых компенсаторов (П-образных, волнистых шарнирных и при самокомпенсации).

   4.23. Расчетная горизонтальная нагрузка вдоль трассы на промежуточные анкерные отдельно стоящие опоры определяется как разность нагрузок, действующих в противоположных направлениях справа и слева от анкерной опоры: величина каждой из них определяется по п.4.22. При этом меньшую (вычитаемую) нагрузку следует умножать на коэффициент 0,8 (при равенстве противоположно направленных нагрузок учитываемая в расчете нагрузка, следовательно, равняется 0,2 от всей нагрузки, действующей с одной стороны).

   1. 1. Горизонтальная нагрузка, действующая на анкерную опору, должна приниматься не менее аналогичной нагрузки, действующей на соседнюю промежуточную опору.
   2. 2. Для одно- и двухтрубных прокладок тепловых сетей вместо коэффициента 0,8 следует принимать коэффициент 0,7.

   4.24. Расчетная горизонтальная нагрузка на эстакады при известной раскладке трубопроводов должна определяться следующим образом:

   • на траверсы с подвижным опиранием трубопроводов согласно п.4.19, а, б, г;
   • на траверсы с неподвижным опиранием трубопроводов — как сумма расчетных нагрузок в неподвижных опорных частях трубопроводов;
   • на пролетные строения — как сумма сил опорных реакций траверс в местах опирания на пролетные строения;
   • на опоры температурного блока — как сумма расчетных горизонтальных сил, приходящихся на неподвижные опорные части трубопроводов блока.

   4.25. Нормативное значение интенсивности горизонтальной технологической нагрузки при расчете траверс отдельно стоящих опор и эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов и ее распределение по длине траверсы следует принимать согласно рис.22.

   Рис.22. Распределение интенсивности горизонтальной технологической нагрузки при расчете траверс отдельно стоящих
   опор и эстакад под технологические трубопроводы

   

   а — схема распределения нагрузки для одностоечных опор; б — схема распределения нагрузки для двухстоечных опор.
   В скобках приведены значения нагрузки при неподвижном опирании трубопроводов на траверсу эстакад.
   Состав указан в п.4.11

   4.26. Нормативные горизонтальные технологические нагрузки для расчета колонн и фундаментов отдельно стоящих опор при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов следует принимать:

   • вдоль трассы на промежуточную опору согласно рис.23; вдоль трассы на анкерную промежуточную опору, поставленную в середине температурного блока: ; (2) вдоль трассы на концевую опору ; (3)
   • поперек трассы от ответвлений трубопроводов на промежуточную опору — 1,5, на концевую анкерную опору — 4 (где — расстояние от неподвижного закрепления всех трубопроводов на анкерной опоре до конца температурного блока, м); — нормативная вертикальная нагрузка от трубопроводов на 1 м длины трассы.

   Промежуточные отдельно стоящие опоры, расположенные под П-образными компенсаторами и на расстоянии не более 20 м от угла поворота трубопровода должны быть рассчитаны на горизонтальную технологическую нагрузку, направленную под углом к оси трассы в соответствии с п.4.20.

   Рис.23. Распределение горизонтальной нагрузки при расчете колонн и фундаментов промежуточных отдельно стоящих
   опор по поперечному сечению трассы

   — вертикальная нагрузка на опору или на соответствующий ярус опоры
   ( — значение интенсивности вертикальной нагрузки на единицу длины траверсы)

   4.27. Нормативную горизонтальную технологическую нагрузку на эстакаду вдоль трассы при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов следует принимать: при расчете опор концевого (углового) температурного блока — 4 ; при расчете опор промежуточного блока — 2 .

   4.28. Нормативную горизонтальную технологическую нагрузку от каждого поперечного ответвления трубопроводов эстакад на опору, ближайшую к ответвлению, следует принимать в зависимости от вертикальной нагрузки на основную трассу. При =50-100 кН/м, >100 кН/м поперечная нагрузка от ответвлений трубопроводов принимается соответственно равной: , 0,8, 0,5.

   4.29. Распределение горизонтальной нагрузки между ярусами для многоярусных отдельно стоящих опор и эстакад принимается в соответствии с распределением вертикальных нагрузок, указанных в п.4.13.

   4.30. При расчете пролетных строений эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов суммарная продольная нагрузка от трения трубопроводов в расчетном сечении определяется по формуле

   

   , (4)

   

   где — расстояние от расчетного сечения до ближайшего конца блока эстакады. Нагрузки на пролетные строения считаются приложенными в местах опирания траверс в уровне верхних граней балок (ферм).

   Распределение продольной горизонтальной нагрузки по поперечному сечению трассы при расчете пролетных строений принимается по рис.24.

   Рис.24. Распределение горизонтальной технологической нагрузки по поперечному сечению трассы при расчете
   пролетных строений эстакад

   1 — балки пролетного строения; 2 — траверсы. При 10 кН/м =0,1; при =10-30 кН/м =0,09; при >30 кН/м =0,08.
   Состав нагрузки указан в п.4.4.

   Ветровая нагрузка

   4.31. Нормативная ветровая нагрузка на 1 м проекции элементов на вертикальную плоскость (независимо от высоты конструкции) определяется в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85, исходя из нормативного скоростного напора, и складывается из нагрузок на строительную конструкцию и трубопроводы. Аэродинамический коэффициент принимается по табл.5.

   Схемы сечений конструкций

   Указания по определению аэродинамических коэффициентов

   Трубопроводы (при известной их раскладке)

   

   При прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам коэффициент принимается равным:

   для одиночного трубопровода — 0,7;

   для неодиночного — 1.

   

   Для неодиночных трубопроводов высота ветровой полосы, на которую умножается , принимается равной диаметру наибольшего трубопровода рассматриваемого горизонтального ряда. Так, для приведенной схемы ветровая нагрузка на единицу длины трассы равна:

   

   ;

   

   ;

   

   .

   При прокладке трубопроводов по эстакадам следует руководствоваться правилами при отсутствии уточненной их раскладки

   Строительные конструкции совместно с трубопроводами при отсутствии уточненной их раскладки

   Для эстакад типа А =1,2; для эстакад типа Б и В =1,4; для отдельно стоящих опор =1. Высота ветровой полосы, на которую умножается , принимается в соответствии с приведенными схемами.

   При прокладке по эстакадам =0,7 м, =1 м. При прокладке по отдельно стоящим опорам и принимаются в зависимости от величины пролета между соседними опорами:

   

   , м

   

   , м

   

   , м

   

   — расстояние между отметками верхних граней траверс нижнего и верхнего ярусов.

   4.32. Действие ветровой нагрузки учитывается только в направлении поперек трубопроводной трассы.

   4.33. При отсутствии уточненной раскладки трубопроводов ветровая нагрузка определяется исходя из условий высоты ветровой полосы (табл.5).

   Сейсмическая нагрузка

   4.34. Сейсмическую нагрузку следует определять в соответствии с требованиями СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах».

   Сейсмические нагрузки принимаются действующими вертикально и горизонтально в продольном и поперечном направлениях трассы. Расчет конструкций в каждом из этих направлений производится раздельно.

   Вертикальную сейсмическую нагрузку необходимо учитывать при расчете горизонтальных консольных конструкций и пролетных строений эстакад с пролетом 24 м и более.

   Если разрушение конструкций отдельно стоящих опор и эстакад не связано с гибелью людей и значительными материальными потерями, то сейсмические воздействия на рассматриваемые конструкции не учитываются.

   

   4.35. Расчет отдельно стоящих опор и эстакад с учетом сейсмического воздействия производится по предельным состояниям первой группы. При этом помимо коэффициентов условий работы, принимаемых по соответствующим СНиПам, расчетные сопротивления материалов следует дополнительно умножать на коэффициент условий работы , принимаемый по СНиП II-7-81.

   

   4.36. Расчетная сейсмическая нагрузка в выбранном направлении определяется по формуле

   

   , (5)

   где — вес сооружения, определяемый с учетом коэффициентов надежности по нагрузке и сочетаний (см. СНиП II-7-81). При этом все кратковременные нагрузки, а также вес всех трубопроводов на гибких подвесках не учитываются (при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов расчетная вертикальная нагрузка принимается с коэффициентом сочетаний =0,8); — коэффициент, учитывающий конструктивное решение сооружений, принимается при определении нагрузок вдоль трассы 0,5, поперек — 1; — коэффициент, значения которого следует принимать равным 0,1; 0,2; 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов; — коэффициент динамичности, принимаемый по СНиП II-7-81.

   Горизонтальные нагрузки вдоль трассы

   

   4.37. Сейсмическая нагрузка на опоры блока в продольном направлении определяется для участка трассы длиной , равного расстоянию между осями соседних компенсаторов.

   

   Расчетная сейсмическая нагрузка принимается действующей на высоте , определяемой в случае одноярусных конструкций — от верха фундамента до верхней грани траверсы; в случае двухъярусных и многоярусных конструкций — от верха фундамента до середины между отметками верхних граней траверс верхнего и нижнего ярусов.

   Вес сооружения определяется как сумма нагрузок, действующих на участке длиной , от веса трубопроводов с изоляцией и транспортируемым продуктом от веса строительных конструкций (пролетных строений, траверс, площадок); от веса колонн.

   

   4.38. Период основного тона собственных колебаний опор блока , с, определяется по формуле

   

   , (6)

   где — перемещение всех опор блока (участка длиной ) на высоте от единичной силы, приложенной на высоте (см/кН); — перемещение -той опоры эстакады (без учета пролетного строения) или -той отдельно стоящей анкерной опоры на высоте от единичной силы, приложенной на высоте , определяемое методами строительной механики; — расстояние от верха фундамента опоры (в одно- и двухъярусных отдельно стоящих опорах — до верхнего обреза колонны первого яруса, в одно- и двухъярусных эстакадах — до верхней грани балок пролетного строения первого яруса; — количество опор, входящих в участок длиной (без учета опор под компенсаторы).

   4.39. Между ярусами сейсмическая нагрузка распределяется: при известной раскладке трубопроводов пропорционально вертикальным нагрузкам, приходящимся на каждый ярус; при отсутствии уточненной раскладки — в соответствии с распределением вертикальных нагрузок, указанным в п.4.13. Сейсмические нагрузки считаются приложенными в уровне верхних граней траверс.

   4.40. Сейсмическая нагрузка , приходящаяся на -тую опору эстакады или -тую отдельно стоящую опору, определяется по формуле

   

   . (7)

   

   В случае прокладки трубопроводов по эстакадам на сейсмическую нагрузку рассчитываются вcе опоры блока эстакады. В случае прокладки трубопроводов по отдельно стоящим опорам на сейсмическую нагрузку рассчитываются только анкерные опоры.

   

   4.41. Распределение сейсмической нагрузки вдоль траверс анкерных отдельно стоящих опор принимается по схемам загружения, приведенным на рис.25. Расчетное значение интенсивности сейсмической нагрузки на 1 м длины траверс определяется по формуле

   

   ,

   где — расчетная сейсмическая нагрузка на анкерную опору (или на соответствующий ее ярус); — длина траверсы, м.

   Рис.25. Распределение интенсивности сейсмической нагрузки при расчете траверс анкерных отдельно стоящих опор

   Траверсы и пролетные строения эстакад на сейсмическую нагрузку не рассчитываются.

   4.42. Распределение сейсмической нагрузки по поперечному сечению трассы: при расчете колонн и фундаментов отдельно стоящих опор принимается по рис.26; при расчете колонн и фундаментов эстакад — по рис.27.

   Рис.26. Распределение сейсмической нагрузки по поперечному сечению трассы при расчете колонн и фундаментов отдельно стоящих опор

   Рис.27. Распределение сейсмической нагрузки по поперечному сечению трассы при расчете колонн и фундаментов эстакад

   При 10 кН/м =0,65; при =10-30 кН/м =0,6; при >30 кН/м =0,55. Состав нагрузки указан в п.4.4

   Горизонтальные нагрузки поперек трассы

   

   4.43. Сейсмическая нагрузка в поперечном направлении определяется для участка трассы длиной , равного расстоянию между соседними опорами эстакад или отдельно стоящими опорами.

   Расчетная сейсмическая нагрузка принимается приложенной на высоте и определяется по формуле (5). Вес определяется как сумма расчетных нагрузок (см. п.4.36), действующих на участке длиной , от веса трубопроводов с изоляцией и транспортируемым продуктом, от веса строительных конструкций (пролетных строений, траверс, площадок) от веса колонн.

   4.44. Период основного тона собственных колебаний определяется по формуле (6), в которой — вес, определяемый по п.4.43; — перемещение промежуточной опоры эстакады или промежуточной отдельно стоящей опоры на высоте от единичной силы, приложенной по высоте , определяемое методами строительной механики.

   4.45. Между ярусами сейсмическая нагрузка распределяется в соответствии с п.4.39. Сейсмические нагрузки считаются приложенными в уровне верхних граней траверс. На сейсмические нагрузки рассчитываются все промежуточные и анкерные опоры эстакад и все отдельно стоящие опоры. Пролетные строения эстакад с пролетами менее 24 м на сейсмические нагрузки допускается не рассчитывать.

   5. РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

   5.1. Для расчета строительных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад рекомендуется следующая последовательность:

   • выбор расчетной схемы;
   • предварительное назначение размеров конструкций;
   • определение нагрузок от собственного веса конструкций (ветровых, снеговых, технологических);
   • статические расчеты конструкций: траверс, пролетных строений, опор;
   • составление расчетных комбинаций усилий;
   • подбор сечений конструкций, расчет соединений сборных элементов, проверка жесткости и трещиностойкости;
   • расчет оснований фундаментов.

   5.2. Расчеты строительных конструкций должны производиться в соответствии со СНиП 2.03.01-84 и СНиП II-23-81 с учетом требований настоящего раздела.

   5.3. Расчет строительных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад следует производить, как расчет плоских конструкций. При необходимости проведения уточненных расчетов и учета дополнительных факторов расчет отдельно стоящих опор и эстакад следует производить как пространственных систем с учетом их совместной работы с трубопроводами.

   5.4. При прокладке трубопроводов на эстакаде горизонтальная нагрузка, направленная вдоль оси эстакады, от сил трения в подвижных частях трубопроводов воспринимается пролетным строением и при наличии анкерных опор на промежуточные опоры не передается. Расчет опор эстакад производят на действие разности температур от климатических воздействий, ветровую нагрузку, нагрузку от ответвлений трубопроводов, вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций, трубопроводов и снега.

   1. 1. При длине железобетонных (комбинированных) конструкций температурных блоков эстакад 48 м и менее и стальных менее 100 м, а также всех типов эстакад с шарнирным опиранием колонн на фундамент воздействие температур от климатических воздействий допускается не учитывать.
   2. 2. Для эстакад с железобетонными опорами без анкерных опор к усилиям на опоры от действия разности температур от климатических воздействий должны быть добавлены усилия от горизонтальных технологических нагрузок, приходящиеся на температурный блок.

   5.5. Величина горизонтального перемещения верха опор эстакад определяется по формуле

   

   , (8)

   где — расчетное изменение температуры конструкций, определяемое по СНиП 2.01.07-85, °С; — коэффициент температурного расширения материала конструкции, принимаемый равным: =10·10 °С для железобетонных конструкций и =12·10 °С для стальных конструкций; — расстояние от неподвижной точки продольной рамы, не смещающейся при температурных воздействиях, до рассматриваемой опоры эстакады (см. рис.28).

   Рис.28. Расчетная схема эстакады в продольном направлении

   1 — пролетное строение; 2 — вставка; 3 — промежуточная опора; 4 — анкерная промежуточная опора

   5.6. Усилия в опорах эстакад рекомендуется определять с учетом неупругих деформаций конструкций (пластических деформаций, наличия трещин, ползучести), а также с учетом в необходимых случаях деформированного состояния.

   5.7. При расчете опор эстакад на действие вертикальной нагрузки допускается принимать жесткость пролетного строения бесконечно большой.

   5.8. Расчет анкерных опор эстакад производится на действие вертикальных нагрузок и горизонтальных технологических нагрузок как консольного стержня, защемленного в уровне верха фундамента.

   5.9. Стальные и железобетонные конструкции траверс рассчитываются на действие изгибающих моментов и поперечных сил от вертикальных и горизонтальных нагрузок с проверкой сечений на действие крутящих моментов, возникающих вследствие того, что горизонтальные нагрузки вдоль трассы приложены к верхней грани траверсы.

   5.10. Балки пролетного строения следует рассчитывать на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок по схеме однопролетной балки.

   5.11. Пролетное строение эстакад в виде ферм расчленяется на вертикальные фермы пролетного строения и горизонтальные связевые фермы.

   Работу каждой из этих систем под нагрузкой допускается принимать независимой.

   5.12. Вертикальные фермы пролетного строения следует рассчитывать на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок с учетом неравномерности их распределения по поперечному сечению эстакады. Определение усилий в стержнях производится в предположении шарнирного сопряжения стержней в узлах. Траверсы следует располагать в местах узлов ферм.

   5.13. Расчет связевых ферм следует производить на действие ветровых нагрузок, нагрузок от поперечных ответвлений и поворотов трубопроводов.

   5.14. Определение усилий в плоских или пространственных опорах производят как в стержневых системах по расчетным схемам, показанным на рис.29 и 30. Подбор сечений колонн опоры производится на внецентренное сжатие.

   Рис.29. Расчетные схемы железобетонных опор

   а — опора без связей; б — опора со связями

   Рис.30. Расчетные схемы стальных многоярусных опор

   а — промежуточная опора; б — анкерная опора

   5.15. Расчетную длину колонны промежуточных опор при проверке устойчивости допускается принимать:

   • в плоскости, перпендикулярной оси трубопроводов, по рис.31, а;
   • в плоскости оси трубопроводов при наличии анкерной опоры в температурном блоке по рис.31, б;
   • в плоскости оси трубопровода при отсутствии анкерной опоры в температурном блоке, равной удвоенной высоте колонны от верха фундамента до низа пролетного строения.

   Расчетную длину анкерных опор следует принимать равной удвоенной высоте опоры.

   Расчетную длину ветви многоригельных опор (см. рис.30) в плоскости, перпендикулярной оси трубопроводов, следует принимать равной удвоенной высоте опоры от низа защемления ветви до верха опоры. В направлении оси трубопроводов расчетная длина ветви многоригельных опор принимается в зависимости от условий закрепления ее концов (см. рис.31, б).

   

   Рис.31. Значение коэффициентов для определения расчетных длин колонн опор

   а — в плоскости, перпендикулярной оси трубопроводов; б — в плоскости оси трубопроводов

   5.16. При двухшарнирных отдельно стоящих опорах прокладка одновременно нескольких трубопроводов допускается при условии, что один из трубопроводов максимального диаметра шарнирно связывается со всеми траверсами промежуточных опор и анкерной опорой температурного блока. Расчетные схемы двухшарнирных опор принимаются по рис.32.

   Рис.32. Расчетные схемы двухшарнирных опор

   а — одноярусной; б — двухъярусной; 1 — трубопроводы с подвижным опиранием; 2 — трубопроводы с неподвижным закреплением;
   3 — опора

   При наклонах опор 0,03 (где — смещение верха опоры относительно ее низа, — высота опоры) необходимо дополнительно учитывать горизонтальную составляющую вертикальной нагрузки, возникающую вследствие наклона колонн опор.

   5.17. Величины предельных вертикальных и горизонтальных прогибов конструкций отдельно стоящих опор и эстакад устанавливаются технологическими требованиями и не должны превышать пролета и вылета консоли.

   5.18. Предельные величины деформаций оснований опор устанавливаются технологическими требованиями и не должны превышать следующих величин: относительная разность осадок — 0,002; крен фундамента — 0,002; максимальная абсолютная осадка — 15 см.

   5.19. Определение размеров подошв отдельных фундаментов допускается производить, принимая величину зоны отрыва, равную 0,33 полной площади фундамента.

   Наибольшее давление на грунт под краем подошвы не должно превышать давление на грунт при действии изгибающего момента в одном направлении 1,2, а при действии изгибающих моментов в двух направлениях 1,5 (где — расчетное сопротивление грунта). Для фундаментов с прямоугольной подошвой размеры подошвы с учетом отрыва допускается определять исходя из следующих условий: при действии момента в одной плоскости принимают ; при действии моментов в двух плоскостях расчет производят на действие момента в каждом направлении, принимают и ; наибольшее давление на грунт под подошвой определяют по формуле

   

   , (9)

   где — длина фундамента в направлении действия максимального момента; — ширина фундамента; ; ; — эксцентриситеты продольной силы; — нормативная вертикальная продольная сила по подошве фундамента, включая собственный вес фундамента и грунта на уступах; и — изгибающие моменты в плоскостях и по подошве фундамента.

   5.20. Расчет опор с применением колонн, установленных на односвайные фундаменты из свай-оболочек и буронабивных свай, свай-колонн на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок должен включать:

   1. а) определение глубины погружения свай;
   2. б) расчет свай по деформациям, который сводится к проверке соблюдения условия , (10)
   3. где — расчетная величина горизонтального перемещения верха колонны; — предельная величина горизонтального перемещения верха опоры, устанавливаемая заданием на проектирование и принимаемая не более расстояния от верха колонны до поверхности грунта;
   4. в) расчет устойчивости грунта основания, окружающего сваю;
   5. г) проверку прочности и трещиностойкости свай и колонн.

   При проверке прочности расчетную длину свай-колонн следует определять, рассматривая сваю, как жестко защемленную в сечении, расположенном на расстоянии от поверхности грунта, определяемом в соответствии со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Расчетную длину колонн, замоноличенных в буронабивные сваи и сваи-оболочки, допускается принимать, рассматривая колонну, как жестко защемленную в уровне поверхности грунта.

   5.21. Глубину погружения свай-колонн, свай-оболочек и буронабивных свай в грунт следует определять из условия обеспечения сопротивления на вертикальную сжимающую или растягивающую нагрузки с учетом глубины промерзания, но не менее 4,5 м для свай-колонн и не менее 3,5 м для буронабивных свай и свай-оболочек. Расчет несущей способности свай всех видов на вертикальную нагрузку производится в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.

   5.22. Расчет свай-колонн и колонн, замоноличенных в сваю по деформациям основания, включающий в себя определение перемещения сваи на уровне поверхности грунта и перемещения верха колонны от совместного действия вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также расчеты по устойчивости грунта основания, окружающего сваю, и определение величин изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, действующих в различных сечениях сваи, допускается производить, рассматривая грунт как упругую линейно деформируемую среду (прил.2).

   Примечание. Расчет устойчивости грунта основания, окружающего сваю, не требуется для свай размером поперечного сечения 0,6 м, погруженных в грунт на глубину более 10, за исключением случаев погружения свай в ил или глинистые грунты текучепластичной и текучей консистенции (здесь — наружный диаметр круглого или сторона квадратного или большая сторона прямоугольного сечения сваи).

   5.23. Расчет прочности и трещиностойкости железобетонных свай-колонн производится на косое внецентренное сжатие или растяжение. При этом предельная ширина раскрытия трещин принимается для надземной части сваи-колонны — 0,3 мм, для подземной части — 0,2 мм.

   5.24. Статический расчет рамно-свайных опор допускается производить раздельно в двух плоскостях: в плоскости оси трассы и плоскости, перпендикулярной этой оси. При этом определение усилий допускается производить на основании упругой работы конструкции по недеформированной схеме.

   5.25. Расчет опор с крестовыми связями производится в соответствии с расчетной схемой рис.33 в следующей последовательности:

   1. а) определяются изгибающие моменты и в сечениях сопряжения связей с колонной по формулам: ; (11) ; (12) , (13)
   2. где и — коэффициенты, принимаемые по табл.6 в зависимости от ;
   3. б) определяется изгибающий момент в уровне поверхности грунта ; (14)
   4. в) определяются горизонтальные перемещения и угол поворота сваи-колонны как одиночной сваи без связей в уровне поверхности грунта от действия горизонтальной нагрузки и изгибающего момента , приложенных в уровне поверхности грунта (см. рис.33, в) по прил.2;
   5. г) определяется горизонтальное перемещение верха опоры ; (15) , (16)
   6. где — коэффициент, принимаемый в зависимости от значений ; — начальный модуль упругости бетона, кН/м; — момент инерции сечения сваи-колонны, м;
   7. д) определяется расчетный изгибающий момент и поперечная сила , действующие на глубине в сечениях сваи (прил.2);
   8. е) определяется усилие в раскосах : , (17)
   9. где — угол наклона раскоса к горизонтали.

   Рис.33. Расчетная схема опоры с применением свай-колонн

   а — схема опоры; б — расчетная схема опоры; в — расчетная схема сваи при расчете на горизонтальную нагрузку

   

   

   

   

   

   5.26. Расчет опор с применением свайного ростверка производится сначала для верхней части опоры выше ростверка как рамы с закрепленными в уровне верхней поверхности ростверка стойками, затем для нижней части опоры как свайного ростверка.

   Ростверк следует считать жестким, когда отношение наибольшей стороны плиты ростверка к ее толщине , 4. При этом расчет жесткого ростверка сводится к определению величин перемещения и угла его поворота, что позволяет определять усилия, действующие в головах свай, как расчет одиночных свай.

   Все нагрузки, действующие на ростверк в рассматриваемой плоскости, следует привести к трем силовым факторам, приложенным к центру тяжести подошвы ростверка (точка О на рис.34): горизонтальной силе , вертикальной силе и моменту .

   Рис.34. Расчетная схема свайного ростверка

   5.27. Расчет рамно-свайных опор с применением жесткого ростверка производят в следующей последовательности:

   1. а) определяются по прил.2 коэффициенты деформации и перемещения , и для одиночной сваи;
   2. б) вычисляются характеристики жесткости , (18) где — площадь поперечного сечения сваи, м; — начальный модуль упругости бетона, кН/м; величина принимается для забивных свай ; для буронабивных свай и свай-оболочек , где и , м, — длины свай (см. рис.34); — несущая способность сваи по грунту на действие вертикальной нагрузки, кН; — площадь поперечного сечения подошвы сваи, м; — коэффициент постели под подошвой сваи, кН/м, принимается равным: , но не менее ,
      где — коэффициент пропорциональности для свай, кН/м, определяемый по прил.2; — диаметр поперечного сечения подошвы сваи, м; ; ; , (19) где ; ; ;
   3. в) вычисляются горизонтальное перемещение ростверка , м, вертикальное перемещение центра тяжести ростверка , м, и угол поворота ростверка , рад, при симметричной расчетной схеме по формулам: ; ; , (20) где ; ; ; ; ;
      — количество свай в ростверке; — количество свай в ряду, который на плоскую расчетную схему ростверка проектируется как одна -я свая; — координата свай -го ряда, м; — количество рядов свай в направлении действия и . Определяются усилия, приложенные к головам свай: ; ; (21)
      ,
      где , , — соответственно продольная сила, кН, поперечная сила, кН, и изгибающий момент, кН·м, действующие в -той свае в месте заделки голов сваи в плите ростверка. По найденным по прил.2 , , вычисляются: давление на грунт по контакту с боковой поверхностью сваи, изгибающий момент, продольная и поперечная силы для любого сечения сваи:
   4. г) определяется горизонтальное перемещение верха рамно-свайной опоры по формуле , (22)
   5. где — горизонтальное перемещение верхней части опоры, находящейся выше ростверка и определяемое так же, как для рамы с защемленными в ростверк стойками; — расстояние от верха опоры до верха ростверка.

   ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ОПОР И ЭСТАКАД

   Пример 1. Рассчитать отдельно стоящую промежуточную железобетонную опору (рис.1, опора N 1) на технологические трубопроводы. Характеристика трубопроводов приведена в табл.1. Подвижные опорные части трубопроводов — стальные, скользящего типа. Вес снегового покрова =1000 Па. Нормативная ветровая нагрузка =230 Па.

   

   Коэффициент надежности по назначению =1*.

   

   * Здесь и далее коэффициент учитывается при расчете сечений конструкций.

   Рис.1. К примеру расчета отдельно стоящих опор

   а — схема трубопроводной трассы; б — раскладка трубопроводов на опоре;

   1 — опора с подвижным опиранием трубопроводов; 2 — опора с неподвижным опиранием трубопроводов

   Нормативная нагрузка от собственного веса, кН/м

   N трубоп-
   ровода

   Наименование трубопровода, температура продукта, °С

   Наружный диаметр труб, мм

   Привязка трубы к оси трассы, мм

   трубопровода с изоляцией

   воды при гидрав-
   лическом испытании

   Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85)

   

   Проектирование эстакад трубопроводов – достаточно сложный процесс, что обусловлено наличием множества определенных нюансов в работе. Но прежде всего тут необходимо учитывать требования к прочности будущей конструкции и условия ее эксплуатации.

   Исходя из этого, справиться с задачей могут лишь высококвалифицированные специалисты, имеющие четкое представление о правилах проектирования данных сооружений. Только в случае обращения в профильную компанию можно рассчитывать на достойный результат.

   Конструкция эстакады

   Для реализации разнообразных технологических процессов и адекватной работы оборудования на промышленных объектах, которые относятся к категории опасных производств, необходимо обеспечить бесперебойную подачу различных жидких, газообразных и сыпучих продуктов (парообразные вещества, вода, смазочные материалы, различные газы и др.). Решается данная задача путем обустройства трубопроводов. Такие транспортные сети могут монтироваться на эстакадах и на отдельных опорных конструкциях.

   

   Читайте также: Размеры болтов и гаек под ключ таблица

   Рассматривать проектирование эстакад трубопроводов следует с анализа конструкций, под которыми часто подразумевают совершенно не те сооружения. Если они не имеют никакого отношения к транспортировке, то и не могут рассматриваются в данном контексте.

   Что собой представляет технологическая эстакада? Она является сложным продолговатым сооружением, состоящим из опорных и пролетных конструкций и предназначенным для установки инженерных сетей над поверхностью земли. Необходимость в эстакаде возникает, когда уже имеющиеся постройки распределены на поверхности и не могут быть изменены. В таком случае остается только надземный путь: например, при соединении сложных проездов или организации дорожного объезда. Технологические эстакады защищают от осадков, поскольку выполняются в закрытом виде.

   В связи с широким разнообразием применения опорных конструкций и эстакад различают несколько видов данных сооружений, зависящих от КР, габаритов и форм. Они отличаются:

   • по высоте верхних опор: высокие и низкие;
   • по конструктиву несущих элементов: опоры, фундамент, пролеты.
   • по материалу изготовления: сталь, ж/б, смесь стали и ж/б.

   Перечень конструкций, которые обычно применяются при строительстве технологических эстакад:

   • подъемники – единый или сборный элемент из ж/б. Чтобы выполнить его крепление к трубе необходимы рамы с п-образным сечением
   • колонны – изготавливают из стали или ж/б;
   • фундамент, необходимый для поддержания опорных элементов – стаканного типа, состоящий из монолита или ж/б;
   • стержневые конструкции (фермы) – предназначены для пролетов, выполнены из металла;
   • опорные балки, вставки – различной длины, используется ж/б;
   • обслуживающие детали для трубопроводной арматуры – мосты и небольшие площадки, лестницы, выполненные из стали (угловой, просечной, круглой и т.п.);
   • лакокрасочные материалы для защиты от коррозии и прочих разрушений металлических конструкций.

   Помимо перечисленных вариантов различают также опорные, подвесные или смешанные эстакады. Они могут состоять из одного, двух или нескольких ярусов. Инженеры-проектировщики решают, стоит ли устанавливать к несущим конструкциям балочные крепления. В индивидуальном порядке принимаются решения о выборе одного из видов эстакад. На это влияют особенности производства, будущая нагрузка на конструкцию, ее длина.

   Если эстакада предназначена для обслуживания трубопроводной трассы, важно учитывать будущие условия ее эксплуатации. Помимо этого, обращают внимание на пожелания заказчика проекта и технологические особенности конструкции.

   

   Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

   Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями без технологических перерывов с направлением укладки в одну сторону. Толщина слоя при работе ручными глубинными вибраторами должна оставаться в пределах 25—40 см. Если бетонируют большие площади, допускается укладывать и уплотнять бетонную смесь наклонными слоями, с образованием горизонтального опережающего участка длиной 1,5—2 м. Уплотнение производят, начиная от опережающего слоя.

   Каждый последующий слой надо укладывать до начала схватывания бетона предыдущего слоя ориентировочно 2—3 часа. Если все же был перерыв, и он превысил время начала схватывания бетона то есть если бетон потерял способность к тиксотропному разжижению , необходим рабочий шов.

   В этом случае продолжить укладку бетонной смеси можно только после набора бетоном прочности:. Прочность бетона в зависимости от температуры и срока твердения для портландцемента можно принимать ориентировочно по табл. Таблица 2.

   Бетонную смесь надо укладывать с уплотнением глубинными вибраторами. Шаг перестановки вибраторов не должен превышать 1,5R R — радиус действия вибратора.

   Рисунки к патенту РФ 2572743

   Радиус действия глубинного вибратора в среднем составляет 4—5 наружных диаметра вибронаконечника у вибраторов ИВ и ИС этот диаметр составляет 51 и 76 мм соответственно. Максимальное водоцементное отношение для обеспечения необходимой марки бетона по морозостойкости не должно превышать 0,45—0,50 при неагрессивной среде для частей фундамента, периодически подвергающихся увлажнению и высыханию зоны переменного уровня воды в реке или промерзания.

   Объем партии бетона, от которого берут образцы, — не более объема бетона конструкции, отформованного в течение одних суток, и не более 50 м 3. Уход за бетоном заключается в поддержании его во влажном состоянии и предохранении от резких перепадов температур особенно в первые дни. Открытые поверхности свежеуложенного бетона после окончания бетонирования в том числе и во время перерывов в укладке смеси следует предохранять от испарения воды и попадания атмосферных осадков например, укрывая пленкой.

   Для этого можно использовать армированные полимерные пленки, дорнит в 2—3 слоя и т. Важно обеспечить температурный режим выдерживания бетона и его контроль. В массиве делают специальные скважины для измерения температуры. Данные измерений заносят в журнал контроля температуры. Запрещается периодически поливать водой открытые поверхности твердеющих бетонных и железобетонных конструкций.

   Движение людей по забетонированным конструкциям и установка опалубки вышележащих конструкций допускается по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

   Опалубку вертикальных поверхностей по СНиП 3. После возведения фундамента распорные крепления ограждения котлована удаляют. Вместо них при необходимости, определенной расчетом устанавливают коротыши между стенкой ограждения и фундаментом прочность кладки должна быть не менее 5 МПа.

   Читайте также: Подключение поплавкового датчика через промежуточное реле

   Технологические трубопроводы — одна из главных составляющих оборудования различных инженерных сооружений. Технологические трубопроводы, действующие под рабочим давлением до 10 МПа, подразделяются на работающие под низким, средним и высоким вакуумом; без давления безнапорные ; под низким давлением до 10 МПа.

   После разборки опалубки и покрытия обмазочной гидроизоляцией поверхностей фундамента, которые будут соприкасаться с грунтом, производится послойная засыпка местным грунтом пазух между фундаментом и ограждением с трамбовкой каждого слоя. Железнодорожный транспорт. Информатика и вычислительная техника. Мосты и тоннели. Строительство городских мостовых сооружений. Теория упругости. Проектирование деревянных и железобетонных мостов.

   Металлические мосты. Проектирование тоннелей. Строительство тоннелей и метрополитенов.

   Главная Мосты и тоннели Строительство городских мостовых сооружений Устройство фундамента опоры. Содержание лекции:. Разработка котлована под фундамент опоры Ограждение котлованов Устройство тампонажного слоя Разработка грунта в котловане Расчет шпунтового ограждения котлована Устройство фундамента опоры Технология сооружения свайных фундаментов опор Забивка свай Технология сооружения свайных фундаментов мостовых опор в акватории Конструкция распорно-направляющего каркаса Ограждение котлована в условиях акватории Забивка свай в условиях акватории Сооружение фундаментов мостовых опор на сваях-оболочках Сооружение фундаментов опор буровыми методами Устройство буронабивных свай Бурозабивной и буроопускной методы Технология сооружения опор на опускных колодцах.

   Для армирования фундамента необходимо обеспечить толщину защитного слоя бетона не менее 50 мм. Проверке подлежат: правильность установки опалубки и креплений; соответствие элементов опалубки проекту; плотность сопряжений элементов опалубки между собой и с ранее уложенным бетоном.

   Необходимость проектирования эстакад для трубопроводов

   Проектирование эстакад трубопроводов может происходить по различным причинам. Успешное решение такой задачи дает возможность:

   • увеличить срок службы установки;
   • снизить расходы на строительно-монтажные работы;
   • уменьшить вложения в реконструкцию;
   • повысить безопасность и надежность конструкции;
   • оптимизировать доставку и транспортировку строительных материалов;
   • включить в будущие траты ремонт и модернизацию.

   Как вы могли заметить, разработка проекта технологических эстакад требует большого опыта и широкого спектра знаний. Рекомендуем выбирать подрядчика только из организаций, имеющих допуск СРО и давно зарекомендовавших себя в данной сфере.

   

   опора подвижная трубопровода и ее опорный узел

   Потому что эти расчеты я думаю уже проделаны, и результаты представлены как раз в учебниках. Ведь над таблицами приведены же характеристики труб диаметр, темп-ра, давление. Я подозреваю, что своим сомнительным расчетом я ничего нового не открою.

   А если следовать только СНиПам, то сами знаете, что мало чего там найдете применительно именно к своей задаче. Тем более, что у в ваших СНиПах мне кажется написанно еще более расплывчато, чем в наших хотя их у вас не так уж и много. Эти бумажки бережно храните у себя на груди — и случись какой косяк всвязи с подобными методами работы и принятия решений, а они обязательно будут и начнут искать виноватых — сразу доставайте все эти бумажки и прикрывайтесь.

   По теме: расстояния между опорами, необходимость их устройства, также необходимость устройства компенсаторов и всего прочего — определяется в каждом конкретном случае проектом с расчетами. Иначе встрянете и в лучшем случае просто услышите о себе много нового и бесплатно будете исправлять все косяки.

   Ну то о чем спрашивает автор — это ж не компенсатор. Просто обход участка проезда по вертикали.

   Группа изобретений относится к области строительства надземных трубопроводов. Опора трубопровода содержит взаимодействующие подвижную и неподвижную части. Подвижная часть включает полуцилиндрический ложемент с полукольцевыми ребрами жесткости на внешней стороне ложемента, разъемные полухомуты для фиксации трубопровода в ложементе, боковые щеки, жестко приваренные к ложементу и подвижно закрепленные к подошве опоры посредством шарнирного соединения.

   Не нужны были им перемещения трубы над проездом. Просто зажатый 2 неподвижками участок. Сами опоры в этом случае — лишь бы не на сварных швах — на разумном расстоянии от шва. Это не компенсатор.

   Бетонные работы

   А вот опоры сами — те будут реально неподвижными и воспринимать осевые нагрузки от участков трассы вправо до следующей непдвижной опоры и влево. Поэтому то, что он ищет, он не найдет — есть только норма в этом случае расстояние от сварного стыка отвода.

   Читайте также: Характеристики цангового патрона для фрезерного станка

   С уважением, ВА. ВА, очень похоже на правду, наверное так оно и есть Женщина, если бы все было так просто. Вы вот например часто заставляете директора давать расписку за свои решения? Раvlik, прокладывать металлическую ферму метровую тоже не самый дешевый вариант.

   Работы по устройству фундаментов опор и эстакад под трубопроводы на строительстве предприятий нефтяной и нефтехимической промышленности являются сложным и трудоемким процессом, зависящим, кроме того, и от климатических условий. Удачным решением, упрощающим конструкцию фундаментов, является применение свайных фундаментов, позволяющих полностью исключить земляные работы и применить индустриальные методы ведения работ. Башниистроем в г.

   А ещё столбы под неё с двух сторон по 7 метров высотой каждый. Ладно, как бы то ни было, проект я уже сделал и сдал заказчику!. Форум IP.

   Особенности проектирования эстакад

   Невозможно в двух словах описать, как проходит проектирование эстакад трубопроводов. Это достаточно сложный и долгий процесс, который зависит от различных условий. Грамотно увеличить сроки функционирования конструкции можно, если на предварительном этапе обратить внимание на:

   • силу, с которой трубы действуют на опоры и другие несущие детали;
   • характеристики материалов, транспортируемых на объект;
   • условия внешней среды (атмосферные осадки, температура, влага).

   

   Это интересно!
   “Утепление труб канализации: разбираемся в принципах и материалах”

   Как уже упоминалось выше, каждая эстакада обладает особенностями, которые нужно учитывать при проектировании деформационных швов (температурных блоков). Они необходимы для снижения нагрузки и предотвращения появления деформаций под температурным и атмосферным воздействием.

   В противном случае под сильным воздействием и нагреванием стен трубы будут находиться под опасным давлением, что провоцирует разрушения. Физик Гук описывает процессы и последствия этого в законе сопротивления материалов. При отсутствии компенсатора трубопровод не удлиняется при увеличении температуры.

   Исключительно температурные перепады и выбранный материал для изготовления труб (характеристика удлинения и упругости) влияют на напряжение сжатия в состоянии защемления трубопровода. Отсюда можно сделать вывод, что трубы из одного материала, но предназначенные для водо- и теплоснабжения, будут иметь различное напряжение. Поскольку в таком случае разница в температурах будет значительна. Если снижается внутреннее напряжение, становится меньше компенсаторов, а расстояние между участками растет.

   Не стоит забывать об одном условии, которое необходимо всегда учитывать при создании проекта. Каждая конструкция с течением времени нуждается в реконструкции или ремонте. Так что планировать будущие работы рекомендуется на самых ранних этапах. Потребуется организация проезда строительных машин, участок для размещения вспомогательного оборудования. Также учитывают вес строительных материалов и работников.

   

   Как показывает статистика и опыт, чаще всего ранняя реконструкция объекта требуется из-за изначально халатного отношения к разработке проекта, проведению СМР. Тщательно подходите к проектированию эстакад трубопроводов, чтобы снизить риск возникновения деформаций и нарушений преждевременно.

   Монтаж технологических трубопроводов

   Бетонные работы Бетонные работы требуют повышенного внимания со стороны персонала стройки. Контроль качества заключается в проверке: качества составляющих бетон материалов; качества бетонной смеси при ее приготовлении, транспортировке и укладке; соблюдения правил ухода за бетоном, сроков распалубливания и загружения конструкций.

   Перед укладкой бетонной смеси должны быть проверены с оформлением соответствующих актов: все скрытые работы подготовка основания, армирование, установка закладных частей и т. На днях ездили на другой объект и проезжали мимо места будущего П-образника.

   Предназначение трубопроводных опор

   

   Добиться герметичности и эксплуатационной безопасности системы удается лишь при соблюдении сразу двух параметров: выбора труб высокого качества и применения дополнительного оборудования, то есть опор для технологических трубопроводов.

   В соответствии с документацией, речь идет не об отдельной строительной детали, а о конструктивном элементе коммуникации.

   Сразу назовем полезные функции данной составляющей трубопровода:

   • Защита трубы от повреждений в месте соприкосновения с конструкцией.
   • Обеспечение правильного расположения труб.
   • Распределение нагрузки по всей длине конструкции и ее передача земле.
   • Устранение вибраций, снижение напряжения в системе.

   Рекомендовано к прочтению

   За опорами для фиксации труб закрепилось народное название «подвески», однако этот термин подходит не для каждого типа крепления.

   Дело в том, что все существующие на сегодняшний день опорные конструкции делят на типы, исходя из:

   • неподвижности/подвижности;
   • способа монтажа.

   Если говорить о способе установки, то подобные изделия могут быть:

   Подвесные модели крепятся к потолочным перекрытиям, плитам и иными способами. Они считаются подвижными опорами для трубопровода, то есть могут перемещаться в двух направлениях: поперек или вдоль оси конструкции. Тогда как у неподвижных иная задача – они жестко закрепляют трубу в определенном положении.

   Для чего нужны подвижные модели?

   • Они снижают коэффициент напряжения в стенках системы.
   • Передают на опорную конструкцию усилие опорной реакции трубопровода, при этом не происходит изменения положения той точки, в которой осуществляется передача.

   Как устроена опора неподвижная для трубопроводов

   

   Читайте также: Обзор 16 лучших бензопил для частного дома и дачи

   Неподвижные конструкции необходимы в тех случаях, когда требуется жесткое крепление системы. Таким образом удается не допустить ее сдвигов в любом из возможных направлений.

   Неподвижные элементы применяются при монтаже трубопроводов, которые устанавливаются такими способами:

   Во время монтажа участков системы опорные конструкции фиксируются за счет железобетонных каркасов. Нужно понимать, что последние находятся друг от друга на разном расстоянии, разделяя коммуникации на сегменты. Протяженность сегмента связана с особенностями установленных на нем специальных компенсаторов.

   Во время как наружной, так и подземной прокладки коммуникаций активно используют неподвижные элементы. Если же для прокладки под землей используется бесканальный метод, выбирают опоры с качественной гидроизоляцией. Обычно роль последней играет полиэтиленовая оболочка. Когда речь идет о наружном монтаже, отдают предпочтение оцинкованному гидроизолятору.

   При неподвижном способе монтажа используются такие элементы:

   • стальная труба;
   • стальной лист, полученный способом горячей прокатки;
   • пенополиуретан (ППУ);
   • термостойкая лента;
   • оцинкованная оболочка;
   • центратор;
   • оболочка из полиэтилена.

   Для изготовления неподвижных стальных опор для трубопроводов берут самые прочные и надежные марки этого металла.

   Используемые в этом случае листы стали могут быть трех видов – все зависит от качества:

   • обыкновенный;
   • низколегированный;
   • конструкционный (считается самым качественным).

   Центратор представляет собой элемент, который позволяет упростить отцентровку торцов труб перед соединением элементов трубопровода. Сегодня центраторы выбирают двух видов:

   В соответствии с названием, наружные производят отцентровку с наружной стороны трубы и могут быть:

   • звенными;
   • эксцентриковыми;
   • гидродомкратными.

   Первые необходимы для отцентровки труб с сечением в пределах 57–2 224 мм. В отличие от других моделей, они имеют повышенную устойчивость к низким температурам, поскольку при их изготовлении используют морозоустойчивую сталь. Эксцентриковые центраторы могут использоваться при работе с трубами, имеющими любые сечения. Последняя разновидность применяется исключительно при отцентровке труб с очень большим весом либо при наличии на них деформаций. Подобные устройства сообщают усилие, равное 12 т.

   

   Если говорить о внутренних центраторах, то их отличает одна немаловажная особенность: они позволяют осуществлять продолжительную сварку труб изнутри. В результате качество швов значительно повышается. Однако у этих изделий есть и минусы, главный из которых – большой вес, то есть их транспортировка невозможна без специальной техники.

   Неподвижные опорные конструкции для трубопроводов используются при строительстве:

   • магистральных газо- или нефтепроводов;
   • разного рода коммуникаций на предприятиях;
   • трубопроводов на АЭС и ТЭС.

   Кроме того, именно неподвижные элементы применяют при строительстве коммуникаций в регионах с низкими температурами, таким образом увеличивая продолжительность службы всей конструкции.

   Данные элементы устанавливаются в системах, используемых в совершенно разных сферах. Они делят всю систему на отдельные сегменты, в которых устанавливаются компенсаторы сильфонного типа. Последние призваны защитить трубопровод от деформации, возможной при снижении температуры окружающей среды.

   Неподвижные опоры стальных технологических трубопроводов приваривают к платформам и при помощи крепежей монтируют к трубе. Чтобы добиться наибольшей надежности, вплотную к торцам хомута также приваривают металлические пластины.

   Источник https://extxe.com/26666/montazhnye-raboty-tehnologicheskih-truboprovodov/

   Источник https://library-full.nadzor-info.ru/doc/60924

   Источник https://npfgeoprom.ru/osnastka/fundament-pod-opory-truboprovodov.html

   Похожие записи:

   1. Битумно-полимерные ленты для нефтегазопроводов
   2. Наружное антикоррозийное двухслойное покрытие из полиэтилена
   3. Соединительные муфты для металлических труб: виды, особенности монтажа
   4. Металлические трубы.