Балластировка и крепление подводных МТП. Расчет балластировки.

Закрепляют в основном трубы, имеющие положительную и нулевую плавучесть. Иногда закрепляют трубы с отрицательной плавучестью. Это делается только в том случае, когда возможно образование на каком-либо участке газовых пузырей или требуется обеспечить пригрузку труб для предотвращения выпучивания под воздействием продольных сил. Трубопровод закрепляют путем утяжеления его или с помощью анкеров.

Утяжеление трубопровода осуществляют железобетонными грузами, бетонированием труб, грунтом. Навеска грузов выполняется трубоукладчиками с лежневой дороги, кранами с салазок или с понтона.

Закрепление трубопровода анкерами выполняется тремя основными способами — завинчиванием анкеров, забивкой и выстреливанием их из гарпунных пушек. Завинчивание анкеров осуществляется после укладки трубопровода на дно траншеи.

Расчет балластировка подводных трубопроводов:

Условие устойчивости трубопровода на дне в период строительства и последующей эксплуатации имеет вид:

где Б - необходимая величина пригрузки единицы длины трубопровода;

П_б - коэффициент надежности по нагрузке, П_б=1 - для чугунных грузов;

к_н - коэффициент надежности против всплытия, принимаем к_н=1, 15;

q_в - расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод (с учетом изоляции и футеровки):

,

где D_осн - диаметр оснащенного (изолированного и зафутерованного) трубопровода:

,

Dн - наружный диаметр трубопровода; - толщина слоя противокоррозионной изоляции и футеровки

- объемный вес воды с учетом взвешенных в воде частиц, Б_г и Б_в - расчетная интенсивность нагрузки соответственно от горизонтальной и вертикальной составляющей гидродинамического воздействия потока;

,

где - скорость течения воды, C_x и Су - коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы при обтекании трубы, С_y=0, 55, С_x - принимается в чависимости от числа Рейнольдса: C_x=1, т.к Re> 10⁵;

g – ускорение свободного падения, g=9, 81м/с;

f_mp - коэффициент трения трубопровода о грунт, в зависит от характеристик грунта,

Б_изг - расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода;

где Е - модуль упругости металла трубы,; I - момент инерции поперечного сечения трубы,

,

R - радиус упругости изгиба трубопровода,

- угол поворота в радианах, q_тр - расчетная нагрузка от веса оснащенного трубопровода с футеровкой,

где q_св- собственный вес единицы длины трубопровода, ,

- удельный вес стали, q_из - вес изоляционного покрытия,

t_из - вес изоляционного покрытия на 1 м³' поверхности трубы, q_ф - вес футеровки ,

D_из -диаметр заизолированного трубопровода

- объемный вес футеровки q_доп-расчетная нагрузка от веса продукта

Принимаем для данного трубопровода чугунные кольцевые грузы

Расстояние между отдельными балластирующими грузами:

Количество грузов для балластировки трубопровода длиной L:

Вес единицы длины трубопровода в воздухе: