Расчет устойчивости морских подводных трубопроводов при воздействии волн и течений

Глубоководный участок

Для трубопроводов, укладываемых на глубоководных участках трассы, волновые воздействия можно не учитывать. Устойчивость трубопровода будет обеспечена, если его наименьший вес подобран в соответствии с условием:

(2.12)

где KH – коэффициент надежности устойчивого положения трубопровода на дне моря. Значение коэффициента надежности принимается KН = 1,15 — 1,20 в зависимости от гидрометеорологических условий по трассе трубопровода;

GT – расчетная масса на воздухе 1 м трубопровода с учетом изоляции, кг/м,

RT – расчетная выталкивающая сила воды (сила Архимеда), действующая на 1 м трубопровода с учетом изоляции, кг/м,

; (2.13)

где гв – объемная масса морской воды, кг/м3, гв = 1030 кг/м3;

Gб – расчетная масса на воздухе балласта, потребного для пригрузки 1 м по длине трубопровода, кг/м,

; (2.14)

где гд – объемная масса материала балласта, кг/м3, гд = 2900 кг/м3;

Rб – расчетная выталкивающая сила воды, действующая на балласт, необходимый для пригрузки 1 м по длине трубопровода, кг/м,

; (2.15)

При значительном придонном течении (0,5 м/с) дополнительно к весу балласта, определенному по формуле (2.15), добавляется вес балласта, определенный по формулам (2.21), (2.29), (2.30), компенсирующий нагрузку, вызванную течением.

Диаметр обетонированного подводного трубопровода определяют по формуле:

; (2.16)

Толщины бетонного покрытия:

(2.17)

Рассчитаем толщину бетонного покрытия для нашего случая. Для этого примем исходные данные:

Таким образом, толщина бетонного покрытия на глубоководном участке трубопровода составляет 118 мм.

Мелководный участок

Для определения параметров волнения необходимо пользоваться картой акватории, на которой обозначена трасса трубопровода, нанесены линии равных высот и показано направление (лучи) распространения их при прохождении над трубопроводом.

Вероятностные характеристики расчетной волны при определении устойчивости морских трубопроводов принимаются в соответствии с указаниями «Рекомендаций по проектированию и строительству морских подводных нефтегазопроводов Р 412-81».

Допустимый наименьший вес трубопровода в воде рассчитывают по формуле 2.18

где КH – коэффициент надежности, КH = 1,2;

n – коэффициент, характеризующий соприкасание трубопровода с подстилающим грунтом морского дна, n = 1,35 (по таблице 2.1);

f – коэффициент трения при перемещении трубопровода поперек трассы, f = 0,45 (по таблице 2.1);

Таблица 2.1 — Таблица подбора коэффициентов n и f

(Pх)расч – расчетные значения горизонтальной боковой силы от воздействия волн и течений, кг/м,

(2.19)

где Ксн – коэффициент снижения волновой нагрузки, Ксн = 0,6;

PXM – горизонтальная составляющая силы давления от течения, кг/м,

(2.20)

где PXU – инерционная компонента горизонтальной составляющей нагрузки от волн, кг/м,

(2.21)

где гв – объемная масса морской воды, кг/м3, гв = 1030 кг/м3;

Dб – диаметр обетонированного подводного трубопровода, м,

Dб = 1,268 м;

h – высота расчетной волны, м, h = 6 м;

л – длина расчетной волны, м, л = 108 м;

Информация по теме:

Расчёт ступеней пускового резистора электровоза
Ранее рассчитанные значения сопротивления пускового резистора относились к одному тяговому двигателю. Сопротивления ступеней, приходящихся в целом на электровоз, рассчитываются по формуле: где, и – соответственно число последовательно соединенных двигателей и число параллельных ветвей двигателей на ...

Расчет шпинделя гайковерта на жесткость при кручении
φо=Т/(G*Ip)≤ φо,adm где Т – крутящий момент Т=200 Н*м G – модуль, характеризующий жесткость материала при кручении G=100 Н/мм² Ip – полярный момент инерции град/м φо=200000/(100*13032,1)= 0,15 град/м следовательно, условие жесткости выполнено, т.к.φо,adm =(0,25…1), а ...

Права и обязанности сменного помощника склада
Сменный помощник начальника склада, принимая смену, просматривает записи в вахтенном журнал; принимая работу предыдущей смены , сравнивает количество грузов, принятых на склад из вагонов, судов и автомашин, с количеством грузов, указанных в документах; осматривает грузовые места, состояние тары и у ...