Баластування трубопроводів залізобетонними утяжелителями, статті, портал про трубопроводах і жкг
Види залізобетонних обважнювачів. П-подібні, кільцеві. поясні, збірно-блокові і заливаються тверднуть розчини, в тому числі системи типу «труба в трубі» з міжтрубному цементно-піщаним заповнювачем.
Найбільш поширені утяжеляющие ж / б Привантажувач типів УБТ (охоплює) і УБК-М (клиновидний). Ці вантажі слід застосовувати для баластування трубопроводів на переходах через болота різних типів і малі водотоки, на опуклих і увігнутих кривих і прямолінійних ділянках, прилеглих до них, на кутах повороту в горизонтальній площині, на ділянках виходу трубопроводу на поверхню, що має позитивну температуру. Сюди ж відносяться і заплавні ділянки трубопроводів, що прилягають до водних перешкод і схильні до паводкових затоплень. Таким чином, небезпека спливання трубопроводів досить реальна.
Мал. 1. Основні види обважнювачів і пригрузів, що застосовуються при баластуванні трубопроводів
Найпоширеніший вид пригрузів - сідлоподібні. Головним недоліком цього вантажу є те, що, центр ваги конструкції розташований вище осі трубопроводу, а це призводить до того, що нерідко положення рівноваги порушується і привантажувач перекидається. Крім того, можлива поломка пригруза в вершині сідла, внаслідок малого опору бетону вигину.
Зазначені недоліки частково усунені в конструкціях шарнірного пригруза і пригруза типу ЗВГ, однак стійкість їх недостатня. Приваблива своєю стійкістю конструкція пригруза УБТ, т. К. Центр ваги конструкції розміщується нижче осі трубопроводу.
Однак використання залізобетонних пригрузів пов'язано з великими капіталовкладеннями, т. К. Витрата залізобетону дуже великий.
В умовах обводнених і заболоченій місцевості баластування трубопро-водів здійснюється одиночними і груповими залізобетонними вантажем. Небезпека спливання трубопроводів має місце на обводнять ділянках їх траси. До обводнять відносяться ділянки траси трубопроводу, на яких відбувається постійне або тимчасове перевищення рівня ґрунтових вод над рівнем дна траншеї і пов'язане з цим вплив на трубопровід виштовхує сили по-ди. Обводнення ділянок в процесі будівництва і експлуатації може відбуватися за рахунок припливу талих і дощових вод через бічні стінки і дно в відкриту траншею або в грунт зворотної засипки, бічного припливу поверхневих і ґрунтових вод через перерозподіл стоків, викликаних уривки траншеї, відтавання грунту навколо трубопроводу при транспортуванні.
Недоліки застосування ЖБУ складаються в їх високу вартість і недостатню надійності для здимаються вічної мерзлоти. В системі маги-стральних газопроводів на ділянці Ямбург - Нида виявлені сотні спливли ділянок газопроводів, забаластованих залізобетонними утяжелителями типу УБК, УБТ. Загальна растепленія вічної мерзлоти в перші роки роботи га-зопровода призвело до масових спливти його ділянок. Жорсткі зв'язку в системі «трубопровід - закріплює конструкція - грунтову основу» в період пучения промерзає грунту не витримують зусиль, що виникають при підйомі трубопроводу і розриваються в силу того. що не здатні компенсувати вертикальні переміщення трубопроводу і перерозподілити їх між окремими закріплюють пристроями. Крім того, взаємодія цих пристроїв з трубопроводом створює значні локальні навантаження, які пошкоджують ізоляційне покриття і викликають підвищення напруг вигину в стінці труб.
Для баластування трубопроводів, що споруджуються в складних умовах, використовуються обважнювачі, що охоплюють по бічним що створює (типу УБТ), які спираються на нього, сідлоподібні (типу УБК) і кільцеві (типу УТК) (рис. 2).
Мал. 2. Залізобетонний утяжелитель типу 2-УТК
1 - утяжелитель 2-УТК; 2 - шпилька МС; 3 - шайба МС; 4 - гайка М20.
Залізобетонні обважнювачі типу УБТ застосовуються для баластування трубопроводів цілий рік - на переходах через болота різних типів, на обводнених ділянках, в заплавах річок і на вічній грунтах, за винятком ділянок трубопроводів, які отримують в процесі експлуатації поздовжні переміщення понад 40 мм, а при використанні м'яких силових поясів - більше 50 мм. Утяжелитель типу УБТ (рис. 3) складається з двох залізобетонних блоків і двох металевих, захищених ізоляційним антикорозійним покриттям, або м'яких, виготовлених з міцного довговічного синтетичного матеріалу, сполучних поясів.
Для створення замкнутого контуру при груповому розміщенні обважнювачів на трубопроводі слід використовувати обважнювачі модернізовані (типу УБТ-М), в яких сполучні пояса встановлюються в глухі пази, розміщені на бетонних блоках, або обважнювачі УБТ-ПМ, що представляють собою різновид утяжелителя УБТ-М, в якому вилучено частину бетону, що перетворює бетонний блок в ємність для грунту.
Мал. 3. Залізобетонний утяжелитель охоплює типу УБТ
До числа обважнювачів охоплює типу слід віднести залізобе-тонний утяжелитель типу УБГ представляє собою коритоподібного ємність, яку заповнюють грунтом засипки і складається з трьох, шарнірно з'єднаних між собою прямокутних плит, бічні з яких мають наскрізні отвори або анкерів елементи, через які проходять або до яких кріпляться два сполучних пояса.
Спираються на трубопровід залізобетонні обважнювачі клино-видного типу 1-УБКМ доцільно використовувати для баластування із заводською ізоляцією на обводнених і заболочених територіях, в вічній грунтах, а також на болотах з потужністю торф'яного покладу, що не перевищує глибини траншеї.
Залізобетонні обважнювачі типу УБГ (рис. 4) і УБТ слід застосовувати для баластування трубопроводів в обводненной і заболоченій місцевості, в вічній грунтах, а також на переходах через болота з потужністю торф'яного покладу, що не перевищує глибини траншеї (за умови заповнення їх мінеральним грунтом).
Відмінною особливістю баластування трубопроводів обтяжать-ками типу УБГ є те, що їх установка в траншею повинна проводитися до укладання трубопроводу в траншею, а замикання під трубопроводом сполучних поясів - після укладання трубопроводу на проектні відмітки.
Спираються на трубопроводи залізобетонні клиновидні обважнювачі (типу УБКм) можливо застосовувати для баластування трубопроводів в зимових і літніх умовах на переходах через болота з потужністю торф'яного покладу, що не перевищує глибини траншеї, на обводнених і заболочених ділянках, в заплавах річок і на територіях, складених вічній грунтами .
Мал. 4. Залізобетонний утяжелитель типу УБГ
1 - газопровід; 2 - приямок в траншеї для установки утяжелителя; 3 - шарнірно-з'єднані плити; 4 - силовий з'єднувальний пояс; 5 - дно траншеї.
Не допускається установка обважнювачів на ділянках трубопроводів, які отримують в процесі експлуатації поздовжні переміщення понад 40 мм. Залізобетонний утяжелитель типу 1-УБКм (рис. 5) являє собою конструкцію сідлоподібного типу з клиноподібної внутрішньою поверхнею, утвореної двома циліндричними взаємно пересічними поверхнями з радіусом, що перевищує радіус трубопроводу.
Мал. 5. Залізобетонний утяжелитель типу 1-УБКМ
Належна стійкість обважнювачів типу 1-УБКм (в процесі експлуатації) забезпечується лише при наявності мінеральних грунтів в основа-нии траншеї. При потужності торф'яного покладу. перевищує глибину траншеї, такі вантажі в результаті переміщень труби можуть втратити стійкість. Обважнювачі типу УБТ встановлюються на трубопроводі або по одному через рівні відстані між ними, або груповим методом.
При груповому методі установки обважнювачі укладаються окремими ділянками впритул один до одного. При цьому загальна їхня кількість і відстані між грунтами має відповідати вимогам проекту.
До числа обважнювачів спирається типу слід віднести залізобетонний трисекційний утяжелитель (типу УБТ), до складу комплекту якого входять два трисекційний блоку, кожен з яких складається з поздовжньої стінки і двох спираються на трубопровід, поперечно розміщених діафрагм. При цьому поперечні діафрагми шарнірно з'єднані з поздовжньою стінкою.
Монтаж утяжелителя типу УБТ здійснюється після укладання трубо-проводу в траншею на проектні відмітки. Область його застосування визначається вимогами нормативних документів щодо його застосування в трубопровідному будівництві.
Залізобетонні обважнювачі трубопроводу кільцеві (типу УТК) рекомендується застосовувати на переходах через болота та обводнені ділянки при спорудженні їх методом сплаву або протягування, переважно, в літній період.
Однією з умов надійної роботи трубопровідних систем є забезпечення стійкого становища підземного трубопроводу на проектних відмітках. Цього дозволяє досягти баластування, одним з надійних способів якої є обетонірованіе - нанесення бетонного баластного покриття на попередньо ізольовану трубу.
Труби з баластними покриттям широко використовуються на ділянках морських переходів, переходів через річки і озера і прокладки в заболоченій місцевості. З перерахованих умов найбільш прийнятні умови експлуатації обетонірованного трубопроводу в заболоченій місцевості, де основне призначення баластного шару, - забезпечення стійкого висотного положення.
В умовах експлуатації балластірованного трубопроводу на ділянках річкових і морських переходів до баластувальні функції бетону додається захисна. Тут бетонне покриття покликане забезпечити цілісність сталевого трубопроводу при можливих впливах на нього якорів річкових суден, поромів, барж, тралів риболовних суден, робочих частин будівельник-ної техніки, льодових переміщень, хвиль і течій. Даний вид баластування слід розглядати і як потужне додаткове захисне покриття, що підвищує надійність морських підводних трубопроводів і труб, що укладаються в водонасичених грунтах.
Основним недоліком обетонірованних труб є їх висока вартість. За рахунок своєї ваги вони вимагають значних витрат на транспортування до об'єкта будівництва, на укладку в траншею і призводять до збільшення трудовитрат на будівельному майданчику.