X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Рис. 1 – Надземный переход Надземный переход — трубопроводный комплекс сооружений для прокладки трубопровода через естественные или искусственные препятствия. Надземные переходы магистральных трубопроводов в зависимости от конструктивной схемы перекрытия пролетов бывают балочные, арочные и висячие. В балочном надземном переходе пролетным строением является самонесущая труба. Висячие переходы по конструкции могут быть: гибкие, в виде провисающей нити и вантовые. В гибких висячих системах газопровод прикрепляют с помощью подвесок к одному или нескольким несущим тросам, перекинутым через пилоны. В системе провисающая нить газопровод свободно провисает под действием собственной массы и массы газа. В вантовых системах трубопровод удерживается в проектном положении с помощью наклонных тросов или жестких ферм. Арочные переходы обычно применяют при пересечении каналов. Они состоят из жестких арочных конструкций. На рис.1 представлены схемы надземных переходов через естественные и искусственные препятствия: а) однопролетный балочный переход; б) арочный переход; в) многопролетный балочный переход с компенсатором; г) трапецеидальный переход; д) вантовый переход; е) висячий переход; ж) переход в виде самонесущей провисающей нити (1- трубопровод; 2 - опора; 3 - пилон; 4 - якорь; 5 - несущий трос).

 

Висячие трубопроводы - разновидность надземных переходов трубопроводов, в которых трубы подвешиваются к несущим элементам — канатам, вантам, цепям и т.п.; сооружаются при пересечении ущелий, водных и других преград шириной более 50-60 м. Известны висячие трубопроводы с длиной пролёта до 200-400 м и более. Гибкие висячие трубопроводы (рис. 2) выполняются с помощью подвесок, прикрепляемых к одному или нескольким несущим канатам, перекинутым через пилоны. Одноцепной вариант системы обладает малой жёсткостью и при динамических воздействиях легко приходит в колебательное движение; более жёсткой является двухцепная система. В вантовых висячих трубопроводах (рис. 3) для крепления используют наклонные канатные оттяжки — ванты или канатные фермы. В таких схемах все элементы, как правило, работают только на растяжение и образуют геометрически неизменяемую систему.

Рис. 2 – Гибкие висячие трубопроводы

Рис. 3 – Вантовые висячие трубопроводы

Рис. 4 – Висячие трубопроводы, в виде провисающей нити

Висячие трубопроводы в виде провисающей нити (рис. 4) сооружаются на пилонах (или без них).

Эта система наиболее экономична, но обладает наименьшей жёсткостью. В ней металл труб напряжён значительно больше, чем в гибких и вантовых системах, и возникают большие колебания под воздействием ветрового потока. Сооружаются также комбинированные системы, например, одноцепные гибкие с дополнительными наклонными вантами.

Висячие трубопроводы (всех систем) могут быть одно- и многопролётными с одинаковыми и разными по длине пролётами. При разной длине пролётов усилия в несущих канатах (или вантах) во всех пролётах должны быть примерно одинаковыми. Это достигается выбором определённого соотношения между высотой пилонов и стрелкой провисания канатов: при коротких пролётах отношение стрелки провисания к длине пролёта меньше. Это отношение обычно задают в пределах от 1/6 до 1/14. Усилия, возникающие в несущих канатах, воспринимаются анкерными опорами. При пролётах небольшой длины горизонтальные составляющие усилий в канатах могут восприниматься самим трубопроводом. Пилоны висячих трубопроводов выполняются: жёсткими, заделанными в опоры (обычно с подвижными опорными частями для крепления канатов); гибкими, жёстко связанными с опорами (с неподвижным креплением канатов к вершинам опор); качающимися, шарнирно соединёнными с опорами, с неподвижным креплением канатов к вершинам опор. Сооружают пилоны из металлических профилей сплошного сечения либо в виде плоских или пространственных решётчатых ферм из железобетонных элементов. Опоры под пилоны и для крепления несущих и ветровых канатов чаще всего выполняют из железобетона. Переход с эксплуатационным пешеходным мостиком сложнее и тяжелее, чем переход (без мостика), так как мостик увеличивает собственный вес и добавляет снеговую нагрузку. Также эксплуатационный мостик, выполненный в виде горизонтальной фермы жесткости, облегчает работу ветровых тросов, а при сравнительно небольших пролетах дает возможность от них отказаться.

В висячих трубопроводах с относительно небольшой длиной пролётов нет необходимости в оттяжках или канатах для обеспечения горизонтальной жёсткости пролётных строений. При пролётах длиной 80 м и более необходимо увеличение поперечной жёсткости пролётных строений, для чего устраивают горизонтальные фермы, используя элементы эксплуатационного мостика. Парные несущие канаты на пилонах располагают на расстоянии нескольких метров, и к ним крепят трубопровод с помощью наклонных подвесок или специальных ветровых канатов. Ветровые канаты и оттяжки располагают по обе стороны висячих трубопроводов и крепят к специальным анкерным опорам или к тем же опорам, что и несущие канаты, с помощью специальных консольных выносов на пилонах. Отношение стрелки провисания ветровых канатов к длине пролёта обычно в пределах от 1/12 до 1/24. Несущие и ветровые канаты для регулирования их длины в местах крепления к опорам снабжаются специальными устройствами (тальрепами, винтовыми приспособлениями и др.); длина подвесок и растяжек регулируется тальрепами.

По концам перехода имеются компенсаторы, наклоненные к горизонту под углом 25-30°. При устройстве компенсаторов не под углом к горизонту с одним коленом, а с двумя коленами. При таком компенсаторе трубы помимо изгиба работают также на скручивание.

Рис. 5 – Конструкция висячего трубопровода

(1 – береговые анкерные опоры; 2 – пилоны; 3 – компенсаторы; 4 – несущий канат; 5 – подвески; 6 – опоры для натяжения ветровых тросов; 7 – массивные опоры под пилоны; 8 – смотровая тележка; 9 – ветровые тросы; 10 – ветровые оттяжки; 11 – консольные вылеты пилона)

Рис. 6 – Висячий переход трубопровода газопровода-отвода к селению Хунзах Хунзахского района Республики Дагестан через реку Андийское Койсу

Рис. 7 – Вантовый переход трубопровода

Библиографический список

Надземная прокладка трубопроводов. И.П. Петров, В.В. Спиридонов. Изд. «Недра», Москва, 1965.

Висячие и вантовые конструкции. Кирсанов Н.М. : Учеб. Пособие для вузов. – М.: Стройиздат, 1981. – 158. с., ил.

Проектирование металлических мостов. Гибшман Е.Е. Изд-во «Транспорт», 1969 г., 416 с.

Код для цитирования: Скопировать