Проверка общей устойчивости подземных газопроводов

13.5.1 Общую устойчивость участка магистрального газопровода следует проверять в плоскости наименьшей жесткости системы. Общая устойчивость участка магистрального газопровода выполняется в случае, если удовлетворяется условие:

(13.41)

где S - эквивалентное продольное усилие в сечении газопровода, МН;

N _cr - критическое продольное усилие, которое определяется с учетом радиуса кривизны оси, высоты засыпки, свойств грунта, балластировки и закрепления анкерами, возможного обводнения, МН;

k _ub - коэффициент запаса общей устойчивости, принимаемый равным:

- 1,10 - для участков газопроводов категории Н;

- 1,30 - для участков газопроводов категорий С и В.

13.5.2 Общую устойчивость следует проверять для криволинейных участков в плоскости изгиба газопровода. Общую устойчивость на прямолинейных участках подземных участков следует проверять в вертикальной плоскости с радиусом начальной кривизны 5000 м.

13.5.3 Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении газопровода S следует определять с учетом нагрузок и воздействий, продольных и поперечных перемещений газопровода в соответствии с правилами строительной механики.

В частности, для прямолинейных участков газопроводов и участков, выполненных упругим изгибом, при отсутствии компенсации продольных деформаций, просадок и пучения грунта эквивалентное продольное усилие в сечении газопровода S, МН, вычисляется по формуле

(13.42)

где α - коэффициент линейного расширения материала труб, °С^-1

Е ₀ - модуль упругости материала труб, МПа;

Δ T - температурный перепад, °С;

μ₀ - коэффициент Пуассона материала труб;

А _s - площадь поперечного сечения трубы (стали), м²;

А _i - площадь поперечного сечения трубопровода «в свету», м²;

P _d - расчетное внутреннее давление, МПа.

13.5.4 Для приближенной оценки общей устойчивости участка магистрального газопровода может быть использован порядок расчета, приведенный в 13.5.5-13.5.9.

13.5.5 Значение критического продольного усилия вычисляют по формуле

(13.43)

где q ^* - предельное погонное сопротивление перемещениям газопровода вверх, МН/м;

ρ ₀ - расчетный радиус кривизны оси газопровода, м.

13.5.6 Предельное сопротивление перемещениям газопровода вверх q ^* определяется как сумма погонного веса газопровода w и предельной несущей способности грунта при выпучивании газопровода q ^*_s

(13.44)

где q ^* - предельное сопротивление перемещениям газопровода вверх, МН/м;

w - погонный вес газопровода, МН/м;

q ^*_s - предельная несущая способность грунта при выпучивании газопровода, МН/м.

Предельная несущая способность грунта при выпучивании газопровода q ^*_s вычисляется по формулам:

- для песчаных и других несвязных грунтов:

(13.45)

- глинистых и других связных грунтов:

(13.46)

(13.47)

где γ - расчетный удельный вес грунта засыпки, МН/м³;

Н - глубина засыпки от поверхности грунта до верха трубы, м;

D - диаметр наружный газопровода, м;

k _Hs - коэффициент учета высоты засыпки для песчаных грунтов, определяется экспериментальным способом, если отсутствуют надежные данные, то его следует принимать равным 0,5 для плотных грунтов и 0,1 - для слабонесущих грунтов;

k _Hc - коэффициент учета высоты засыпки для глинистых грунтов;

с - сцепление грунта засыпки (репрезентативное, характерное), МПа.

13.5.7 Для вертикальных углов поворота выпуклостью вверх, образованных в результате упругого изгиба с радиусом кривизны r, расчетный радиус кривизны r ₀ принимается равным

(13.48)

при этом допускается упругий изгиб, удовлетворяющий условию

(13.49)

где D - диаметр наружный газопровода, м.

При более крутых поворотах трассы следует использовать вставки холодного гнутья и заводские отводы с радиусом кривизны оси R ≥ 5 D.

13.5.8 Прямолинейные участки газопровода рассматриваются как изогнутые (выпуклостью вверх), для них расчетный радиус изгиба принимается равным ρ ₀ = 5000 м.

13.5.9 Для вертикальных углов поворота трассы, образованных с помощью вставок холодного гнутья и заводских отводов, расчетный радиус кривизны ρ ₀ подземного газопровода определяется в зависимости от конструктивной схемы угла поворота трассы в соответствии с рекомендуемым приложением Б.

13.5.10 В случае когда условие общей устойчивости участка газопровода (13.41) не соблюдается, необходимо выполнить одно или несколько следующих мероприятий:

- увеличить глубину засыпки грунтом;

- изменить схему выполнения угла поворота трассы;

- применить балластировку участка газопровода грузами;

- применить закрепление участка газопровода анкерными устройствами.