Расчет самокомпенсационных балочных переходов

При пересечении трубопроводами естественных препятствий используются надземные балочные переходы, которые в конструктивном отношении могут выполняться одно- или многопролетными, с компенсирующими устройствами и без установки компенсаторов. Наиболее экономными конструктивными схемами являются одно- и многопролетные (число пролетов не более четырех) надземные балочные переходы без компенсации продольных деформаций, т.е. без установки специальных компенсирующих устройств. Самокомпенсация продольных деформаций от изменения температуры, внутреннего давления; просадок опор и т.д. в таких системах прокладки обеспечивается за счет дополнительных прогибов трубопровода в вертикальной плоскости и сжатия материала труб.

Однопролетный балочный переход без компенсации продольных деформаций:

а – конструкция перехода; б – расчетная схема; 1–трубопровод; 2–овраг; 3 – опорная плита

Порядок расчета балочного перехода следующий:

1. При известной полной расчетной нагрузке: q_тр = q_м + q_прод + q_сн + q_лед

определяется длина перекрываемого пролета l по формуле:

где s_пр.р – расчетные продольные напряжения от действия внутреннего давления, определяемые для защемленного трубопровода.

Соответствующая стрела прогиба, вызванная расчетной нагрузкой q_тр

F_q = 1/384* * )/E*I

2. Продольное усилие, действующее в т/п: N= + =0.3 F- EF∆ t

где - расчётные кольцевые напряжения от действия внутреннего давления.

При Dt £ 0 усилие N положительное (растягивающее), при Dt ³ 0 оно может быть как положительным, так и отрицательным (сжимающим).

3. Критическая (Эйлерова) сила где h ·l – свободная длина рассматриваемого перехода; при одном пролете h = 0, 6, двух и более пролетах h = 0, 7. 4. Коэффициент ξ: ξ =N/Nкр. Если ׀ N׀ ≥ ׀ Nкр׀, то расчёт теряет смысл.

5. Фактическая стрела прогиба: f_ф = f_q /(1- x).

6. Изгибающий момент в наиболее напряженном опорном сечении от действия расчетной нагрузки q_тр : M ₁ = q_тр ·l²/12. 7. Изгибающий момент от действия продольной силы: М ₂ = N · f_ф. 8. Суммарный изгибающий момент M = M ₁ + M ₂ 9. Продольные напряжения 10. проверка прочности трубопровода в продольном направлении , где - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние трубопровода. При N ³ 0, =1, при N < 0 .