Вопрос 19. Продольные перемещения подземных трубопроводов

Продольные перемещения подземных трубопроводов

Общие представления и конструктивные факторы перемещений

 

В зависимости от характеристик грунта, величины действующих усилий и времени действия сил при продольных перемещениях подземных трубопроводов могут устанавливаться упругая, упруго-пластическая или вязкая (реологическая) виды связей, вступающих в действие последовательно и поочередно по мере воздействия усилий и увеличения длительности их воздействия.

Упругие и упруго-пластические деформации приграничных к поверхности трубопровода слоев грунта происходят практически мгновенно после приложения усилий, а, следовательно, и перемещения сечений трубопровода тоже. Для практических расчетов можно было бы допустить, что после таких деформаций грунта положение трубопровода стабилизируется и остается неизменным.

Но на практике этому мешают два обстоятельства:

1) приложенные продольные усилия не остаются неизменными, а изменяются случайным образом (давление, температура, внешние нагрузки и т.п.), - т.е. проявляется цикличность нагружения;

2) в некоторых грунтах всегда, а во многих при определенных высоких уровней напряжений проявляются реологические свойства грунтов.

Вот почему фактически и фиксированные расчетные схемы, и положение трубопровода, и усилия в разных сечениях не остаются неизменными, а сечения подземных трубопроводов совершают постоянные перемещения, и происходит перераспределение усилий в этих сечениях.

Возможны следующие варианты конструктивных особенностей, влияющих на перемещение подземных трубопроводов:

1) трубопровод имеет прямолинейную ось и расположен в однородном грунте. Концы участка заделаны таким образом, что их продольные перемещения исключаются (невозможны). В таком случае продольные перемещения сечений трубопровода возможны только после потери трубопроводом продольной устойчивости и выпучивания трубопровода в поперечном направлении.

Схема 1 к варианту 1 - это наиболее сложный для анализа случай.

2) один конец трубопровода закреплен, а другой – свободен:

Схема 2 к варианту 2

3) один конец трубопровода закреплен, а другой испытывает сопротивление продольному перемещению по какому-то закону.

 

Схема 3а к варианту 3

 

Схема 3б к варианту 3

4) прямолинейный подземный трубопровод имеет слабоизогнутый участок от случайного искривления (“slack” – англ.) при укладке в процессе строительства (см. схему 1 выше).