Законодательная база Российской Федерации

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ГАЗОПРОВОДОВ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ДО 300 ММ. СП 42-101-96

6.1. Расчет газопроводов на прочность и устойчивость выполняется только для межпоселковых трубопроводов и его следует вести с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при их сооружении, испытании в эксплуатации.

Нагрузки, воздействия и их возможные сочетания необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

6.2. Нагрузки от собственного веса единицы длины газопровода должна определяться по формуле:

1)

6.3. Нагрузка от давления грунта на единицу длины газопровода должна определяться по формуле:

2)

6.4. Погонная выталкивающая сила воды, действующая на газопровод, находящийся ниже уровня грунтовых вод, должна определяться по формуле:

(н/м). (3)

При возможности перехода обводненного грунтам в, жидко-пластичное состояние при определении выталкивающей силы (3) следует вместо плотности воды принимать плотность разжиженного грунта.

6.5. Рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды устанавливается проектом.

6.6. Нормативная погонная нагрузка от веса транспортируемой среды должна определяться по формуле:

(н/м). (4)

6.7. Температурный перепад в материале стенок труб следует принимать равным разнице между максимально (или минимально) возможной температурой стенок в процессе эксплуатации и наименьшей (или наибольшей) температурой газопровода непосредственно после его засыпки грунтом (температурой фиксирования расчетной схемы).

Принятые в расчете максимальная и минимальная температуры, при которых допускается фиксирование расчетной схемы, должны указываться в проекте или же должны предусматриваться специальные мероприятия по укладке газопровода, предотвращающие возникновение недопустимых продольных напряжений, обусловленных температурным перепадом.

6.8. Длительные сопротивления разрушению материала труб R и допускаемые напряжения [s] следует определять по данным, приведенным в ГОСТ Р 50838-95 (ТУ 6-19-352-87 и ТУ 6-49-04719662-120-94) в зависимости от давления газа, принятых в этих ТУ толщин стенок труб и соответствующих коэффициентов запасов прочности.

6.9. Модуль ползучести материала труб принимается с учетом его изменения при длительном действии на газопровод нагрузки и температуры по формуле:

(4)

6.10. Модуль ползучести материала, трубы при растяжении Ео принимается по табл. 4 в зависимости от проектного срока службы газопровода и величины действующих в стенде трубы напряжений.

6.11. Коэффициент, учитывающий влияние температуры на деформационные свойства материала труб гамма_t принимается по табл. 5.

6.12. Коэффициент линейного расширения материала труб следует принимать равным: альфа=2,2 x 10(-4) (°С)(-1); коэффициент Пуассона равным: мю=0,43.

Таблица 4

Значения модуля ползучести материала труб при растяжении

Таблица 5

Значения температурного коэффициента

6.13. Толщина стенки газопровода принимается по ГОСТ Р 508-95 (ТУ 6-19-352-87 и ТУ 6-49-04719662-120-94), В зависимости от номинального давления, диаметра газопровода и материала трубы.

6.14. Проверка прочности газопровода состоит в соблюдении условий:

, (МПа); (6)

, (МПа). (7)

6.15. Продольное осевое напряжение находится от всех действующих на газопровод нагрузок и воздействий. В частности, для прямолинейных и упругоизогнутых защемленных грунтом участков газопроводов продольное осевое напряжение определяется по формуле:

, (8)

; (МПа). (9)

6.16. Проверка деформативности газопровода состоит в ограничении продольных фибровых напряжений условиями:

, (МПа); (10)

, (МПа). (11)

6.17. Продольное фибровое напряжение slnопределяется как сумма всех (с учетом их сочетания) нагрузок и воздействий с учетом поперечных и продольных перемещений газопровода. В частности, для прямолинейных и упругоизогнутых участков газопровода, защемленного грунтом, продольное фибровое напряжение определяется по формуле:

; (МПа). (12)

6.18. Устойчивость положения газопровода, прокладываемого на обводненном участке трассы, следует проверять по условию:

(н/м). (13)

где: гамма_fl =1,07 - для болот и пойменных участков, не подверженных размыву;

гамма_fl =1,10 - при прокладке через русла рек ниже предельного профиля размыва.

6.19. В частном случае при прокладке газопровода свободным изгибом при равномерной по его длине балластировке величина интенсивности балластировки (погонной нагрузки) - вес на воздухе - определяется по формуле:

; (н/м). (14)

где гамма_в = 0,86 - для железобетонных грузов и мешков с цементно-песчаной смесью;

гамма_в = 0,95 - для чугунных грузов.

6.20. Интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе газопровода в вертикальной плоскости определяется по формулам:

для выпуклых кривых), (н/м); 15)

для вогнутых кривых), (н/м). (16)

6.21. При балластировке газопроводов грунтом обратной засыпки, закрепляемых путем применения нетканых синтетических материалов (НСМ), должно выполняться неравенство:

; (н/м); (17)

Величину qNSM следует определять по формуле:

, (н/м) (18)

где: k - безразмерный коэффициент, характеризующий призму выпора грунта, принимается численно, равным условному диаметру трубы в м.

6.22. Удельный вес грунта с учетом выталкивающей силы воды следует определять по формуле:

; (н/м3) (19)

6.23. Все характеристики грунта засыпки следует определять с учетом его разрыхления и обводнения.

6.24. При балластировке газопровода с помощью полимерно-контейнерного балластировочного устройства (ПКБУ) удерживающую способность ПКБУ (с находящимся в нем грунтом) на единицу длины группы ПКБУ следует определять по формуле:

; (н/м). (20)

При групповой установке ПКБУ в суммарную погонную нагрузку на газопровод, действующую вниз, следует включать вес грунта над ПКБУ и трубопроводом. Эту нагрузку следует определять по формуле:

; (н/м). (21)

Обеспечение кольцевой формы поперечных сечений газопровода и проверка условий местной устойчивости стенок

6.25. Проверка обеспечения кольцевой формы сечения подземного газопровода должна выполняться с учетом полной погонной эквивалентности линейной нагрузки Q, приведенной к вертикальной плоскости, проходящей через ось трубы, и вычисляемой по формуле:

; (н/м). (22)

6.26. Погонная нагрузка на газопровод от давления грунта должна определяться по формулам:

при укладке в траншее:

(н/м); (23)

при укладке в насыпи:

(н/м). (24)

где Эта - принимается в зависимости от степени уплотнения засыпки в пределах от 0,85 до 0,95;

К_gr- определяется по табл. 6.

Таблица 6

Коэффициент вертикального давления грунта, K_gr

Коэффициент концентрации давления грунта в насыпи определяется по формуле:

; (25)

; (МПа) (26)

(МПа) (27)

где: Е_gr- принимается равным:

для песчаных грунтов - от 8,0 до 16,0 МПа;

для супесей и суглинков - от 2,0 до 6,0 МПа;

для глин - от 1,2 до 2,5 МПа.

6.27. Нагрузка на газопровод от равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки должна определяться по формуле:

(н/м). (28)

6.28. Нагрузка на основание траншеи от собственного веса газопровода и транспортируемой среды должна определяться по формуле:

(н/м). (29)

6.29. Нагрузка от гидрастатического давления грунтовых вод должна определяться по формуле:

Q_4= q_w; (н/м). (30)

6.30. Значения коэффициентов приведения нагрузок принимаются равными:

бета_1=0,75 - при укладке газопровода на плоское основание;

бета_1=0,55 - при укладке на спрофилированное основание с углом охвата 2а=70°;

бета_1=0,50 - то же, 2а=90°;

бета_1=0,45 - то же, 2а=120°;

бета_2=бета_4=I;

бета_3=0,75 - при укладке на плоское основание;

бета_3=0,35 - при укладке на спрофилированное основание с углом охвата 2а=70°;

бета_3=0,30 - то же, 2а=90°;

бета_3=0,25 - то же, 2а=120°.

6.31. Для обеспечения несущей способности подземного газопровода по условию предельно допустимой величины овализации поперечного сечения трубы (относительно укорочения вертикального диаметра) должно соблюдаться условие:

(31)

где дзета=1,3 - при укладке на плоское основание;

дзета=1,2 - при укладке на спрофилированное основание.

(32)

В формуле (32) через Р обозначено внутреннее давление транспортируемой среды (считается положительным) или внешнее равномерное радиальное давление (считается отрицательным), которое может быть атмосферным (при образовании в трубе вакуума) или гидростатическим (при прокладке газопровода ниже уровня грунтовых вод) или давлением грунта.

6.32. Проверку относительного укорочения вертикального диаметра сечения газопровода также необходимо выполнять на стадии его укладки в случае применения балластирующих грузов, опирающихся на верхнюю часть трубопровода. В этом случае должно соблюдаться условие:

(33)

где дзета - коэффициент, принимаемый в соответствии с п.6.31.

6.33. Подземный газопровод следует также проверять по условию недопущения местной потери устойчивости его стенок:

(МПа) (34)

(МПа) (35)

6.34. В качестве критической величины внешнего равномерного давления следует принимать меньшее из двух значений, вычисляемых по формулам:

(МПа); (36)

P_cr = P_hrd+ 1,143P_gr; (МПа). (37)