Рассчитаем устойчивость трубопровода, сооружаемого на болоте при балластировки трубопровода винтовыми анкерными устройствами, приняв следующие исходные данные:
Dн*д=1020*14 мм;
площадь поперечного сечения стенок труб F:
F=р/4(Dн2-Dв2)=0,75*(1022-99,52)=395,44 (см2).
Осевой момент инерции поперечного сечения трубопровода W:
W=2*I/102=р/64*(Dн4-Dв4)=2*0,049*(1024-99,54)/102=9827,15 (см3).
собственный вес трубы qсв:
qсв = nсв*гст*F=1.1*0.785=341,46 (кгс/м) расчётное сопротивление материала труб R2:
R2 = R2(n)*m/k2*kн=40*0,75/1,15*1,05=24,84 (кгс/м) расчётный вес продукта на воздухе, дополнительных обустройств в воде, а также облединения в воде при транспортировке продукта с отрицательной температурой qдоп:
qдоп=P*Dв2=54*0,9952=53,46 (кгс/м) вес изоляционного покрытия qиз:
qиз=qл+qбр=8,7 кгс/м толщина изоляционного покрытия.
диз=0,65 мм диаметр трубы с изоляционным покрытием.
Dиз=Dн+2*диз=1020+2*0,65=1021,3 (мм) объёмный вес воды с учётом растворённых солей и взвешенных частиц грунта.
гв=1100 кгс/м3
примем число анкеров в одном анкерном устройстве Zанк=2; коэффициент условий работы анкерного устройства mанк=0,5; грунт 11 категории; коэффициент несущей способности грунта kгр=1; диаметр лопасти Dл=600 мм; максимальная (критическая) нагрузка на один винтовой анкер Nанк=12 000 кгс.
Расчётное усилие (допускаемая нагрузка) определяется по формуле:
Банк=Zанк*kгр*mанкNанк,.
Банк=2*1*0,5*1200=1200 (кгс) Расстояние между анкерами:
Lа=Банк/Б=1200/1*(1,05*0,8*1,02132*1100−8,7−341,46−53,46)=12,14 (м) Объём воды, вытесненной 1 м трубы с учётом изоляции:
Vв=р*(1,02+2*0,65)2/4=0,819 (м3).
Положительная плавучесть:
Рпл=1100*0,819−341,46−8,7=550,74 (кгс/м) = 5,507 (кгс/см) Дополнительно определяем расстояние между анкерами из условия прочности:
Lа=(12*2484*9827,15/5,507)½=7293,3 (см)=72,93 (м).
72,93 м12,14 м, т. е. условие обеспечения прочности трубопровода выполняется.
