Определение расчетного радиуса кривизны участка подземного газопровода

В.1 Данная методика определения расчетного радиуса кривизны подземного газопровода предназначена для применения при оценке общей устойчивости участка магистрального газопровода с выпуклыми углами поворота трассы в вертикальной плоскости.

В.2 Расчетный радиус кривизны ρ₀ является характеристикой начального изгиба заглубленного в грунт газопровода. Под расчетным радиусом ρ₀понимается минимальный радиус кривизны оси трубы, если изгиб имеет место на всей длине волны выпучивания, что обычно наблюдается при свободном (упругом) изгибе газопровода. Таким образом, если длина хорды кривой больше или равна критической длине волны выпучивания, то в качестве расчетного радиуса принимается фактический радиус кривизны оси трубы, т.е.

при

(В.1)

где L _ст - критическая длина волны выпучивания, м;

ρ - минимальный радиус кривизны оси газопровода, м;

α - угол поворота оси трассы газопровода, град.

В.3 Поворот газопроводов может выполняться с применением отводов (колен) машинного гнутья или заводских отводов с радиусом кривизны оси не менее 5 D (рисунок В.1). В этом случае обычно условие (В.1) не соблюдается, т.е. перемещение газопровода происходит на длине, включающей и примыкающие к отводам первоначально прямолинейные участки. Зная длину волны выпучивания, расчетный радиус определяют как радиус кривой, проходящей через начало и конец волны выпучивания и вершину угла поворота.

В.4 Так как длина волны выпучивания зависит от расчетного радиуса кривизны оси, то решение выполняется методом последовательных приближений. Вначале задаются возможной длиной волны выпучивания примерно (40-70) D

В.5 В зависимости от схемы угла поворота трассы (см. рисунок В.1) в первом приближении определяется расчетный радиус ρ₀.

В.5.1 Рисунок В.1а

Считается, что угол поворота трассы α ≤ 9°, длина хорды кривой L ₀ менее длины волны выпучивания и длина каждого из прямолинейных примыкающих участков L _s.l такова, что выполняется неравенство

(В.2)

Рисунок В.1 - Расчетная схема вертикальных выпуклых углов поворота

Расчетный радиус кривизны вычисляют по формуле

(В.3)

где L _сr - расчетная (критическая) длина волны выпучивания, м;

α - угол поворота газопровода в вертикальной плоскости, град.;

ρ - радиус кривизны оси (кривой), м.

В.5.2 Рисунок В.1б

Расчетный участок состоит из двух кривых вставок с углами поворота α₁ и α₂ и прямолинейного участка между ними, причем каждый из углов менее 9°. Также выполняется неравенство:

(В.4)

Расчетный радиус кривизны определяется по формуле

(В.5)

В.5.3 Рисунок В.1в

Расчетный участок состоит из одного угла поворота, выполненного с помощью колен радиусом не менее 5 D. Расчетный радиус кривизны определяется по формуле

(В.6)

В.5.4 Рисунок В.1г

Расчетный участок состоит из двух углов поворота, выполненных с помощью колен (ρ_k ≥ 5 D). Расчетный радиус кривизны определяется по формуле

(В.7)

В.5.5 Рисунок В.1д

Расчетный участок представляет собой кривую угла поворота, замененную ломаной

линией с одинаковыми углами, образованными коленами с радиусом кривизны ρ_k ≥ 5 D и углами α = (3-6)°, и с равными расстояниями между ними. Расчетный радиус кривизны определяется по формуле

(В.8)

8.6 Определив расчетный радиус кривизны для выбранной рассматриваемой схемы поворота оси газопровода по одной из приведенных формул (В.3), (В.5)-(В.8), далее определяется расчетная длина волны выпучивания L _кр по формуле

(В.9)

где EI - изгибная жесткость сечения газопровода, Н·м²;

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

ρ₀ - расчетный радиус кривизны оси газопровода.

8.7 Во втором приближении длина волны выпучивания принимается как среднее значение между предшествующим и вычисленным значениями.

Таким образом, в результате нескольких приближений определяется расчетный радиус кривизны ρ₀.

Приложение Г
(рекомендуемое)