ПОДВОДНЫЕ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЫ

Расчет тягового усилия при протаскивание дюкера

При разработке технологии укладки трубопровода способом протаскивания по дну необходимо определить следующие параметры:

• массу (вес) трубопровода с грузами, без грузов, с понтонами в воде и на суше;
• силу воздействия потока воды на трубопровод (лобовое сопротивление);
• возникающие тяговые усилия и максимально допустимое тяговое усилие;
• родольные напряжения, возникающие в трубопроводе в процессе укладки.

Основным параметром укладки трубопровода протаскиванием по дну подводной траншеи с помощью троса является тяговое усилие, которое зависит от способа балластировки, вида спусковой дорожки, стадии протаскивания.

Расчетная величина тягового усилия (Т_р) определяется по предельному сопротивлению на сдвиг протаскиваемого трубопровода из условия:

При протаскивании по поверхности грунта (движение установившееся, равномерное) тяговое усилие (Т_р) определяется по формуле:

где φ_р - расчетное значение угла внутреннего трения грунта.

В момент страгивания тяговое усилие обычно бывает больше тягового усилия при равномерном движении. Это обусловлено несколькими факторами: сцеплением грунта (с), пассивным отпором грунта за счет различных выступов на поверхности трубы (футеровка, балластировка отдельными грузами), сопротивлением, обусловленным сцеплением трубопровода с грунтом в момент страгивания.

В общем усилие протаскивания трубопровода по грунту в момент страгивания (Т_nр) определяется из условия:

При протаскивании трубопровода с гладкой поверхностью (бетонные покрытия) Е_пас = 0. В остальных случаях Е_пас, определяется по формуле:

Дополнительное сопротивление (Тдоп), обусловленное сцеплением трубопровода с грунтом в момент страгивания.

При вынужденных остановках протаскивания на глинистых грунтах усилие страгивания иногда оказывается больше начального, это объясняется присосом трубопровода к грунту. Сила присоса зависит от площади опирания на грунт, времени, в течение которого он находится в покое, и вида грунта. На песчаных грунтах присос практически отсутствует. На глинистых грунтах присос следует учитывать при остановках протаскивания не менее 1 ч. Сила присоса характеризуется удельной силой q_n на 1 м² площади опирания. В плотных глинах и суглинках q_n = 0,03 тс/м², в вязких q_n = 0,06 тс/м².

Таким образом, при повторном страгивании:

Подставляя наибольшее из усилий, вместо Т_nр определяют расчетное тяговое усилие Т_р, на которое рассчитывают диаметр тягового троса и подбирают тяговые средства:

Значения коэффициента тросового соединения [t] при различных типах закрепления на трубопроводе:

При определении R_н нужно принимать наименьшее значение t при рассмотрении фактических условий закрепления и изгибов троса.

Тяговые усилия некоторых механизмов, применяемых при протаскивании трубопровода.

Усилие протаскивания при скольжении по дну подводной траншеи (независимо от способа балластировки):

Усилие страгивания трубопровода с места после временной (1…1,5 ч) остановки протаскивания:

• при сплошном обетонировании:
  
• при балластировке одиночными грузами:
  
  

По результатам расчетов выбирается максимальное усилие протаскивания.