Расчетные нагрузки и воздействия.

Критерии оптимальности

Информация, необходимая для выбора оптимальной трассы

Выбор трасс МТП и их основные требования.

Конструктивные схемы линейной части трубопроводов

В настоящее время при применяют подземную, полуподземную, наземную и надземную схемы сооружения МТ.

Подземная схема укладки является наиболее распростра­ненной (98% от общего объема сооружаемой линейной части). При этой схеме отметка верхней образую­щей трубы располагается ниже отметки дневной поверхности грунта. Полуподземная схема укладки предусмат­ривает сооружение тр-да, при которой нижняя обра­зующая трубы расположена ниже, а верхняя - выше дневной поверхности грунта. Наземная схема укладки характеризуется тем, что нижняя образующая трубы имеет от­метку на уровне дневной поверхности грунта или выше (на грунтовой подушке). Надземная схема укладки предусматривает сооружение тр-да над землей на опорных устройствах различного рода.

Надземную схему ук­ладки трубопроводов применяют в основном при переходах через искусственные и естественные препятствия, районы гор­ных выработок, участки многолетнемерзлых грунтов.

На стадии выбора трассы закладывается ф-мент вы­годности и надежности будущей транспортной магистрали. Разработан подход, при котором поиск оптимальной трассы осу­ществляется по цифровой модели. Представление многообразия природных условий цифровой моделью позволило однозначно оценить условия строительства и эксплуатации тр-да в различных природно-климатических зонах и осуществлять про­цесс поиска оптимальных трасс с помощью ЭВМ. Впервые были разра­ботаны методы совмещения задач оптимального трассирования, профилирования и наилучшего распределения конструктивных схем.

На основании выполненных научно-исследовательских работ создана комплексная система новых методов проектирования и изысканий и осуществляется переход на автоматизированное проектирование нефте- и газопроводов. Вместо субъективного выбора 2—3-х вариантов по мелкомасштабной карте с помощью ЭВМ стал осуществляться поиск наиболее экономичной трассы, ее профиля, технологических параметров и конструктивных ре­шений с использованием крупномасштабных карт, материалов аэрофотосъемки и съемки, проводимой со спутников.

Все сведения можно подразделить на две основные группы: не зависящие от климатических, топографических и гидрогеоло­гических условий, в которых будет прокладываться будущий тр-вод, и сведения, определяемые этими условиями. К пер­вой группе сведений относятся начальная, конечная и промежу­точные точки тр-да, его диаметр, вид и количество перекачиваемого продукта, кратчайшее рас­стояние между начальной и конечной точками; ко второй группе сведений - естественные и искусственные препят­ствия, населенные пункты, число перекачивающих станций.

Приведенные затраты (капитальные вложения на строительство).

Длина трубопровода - при выборе кратчайшей трассы, про­ходящей по местности, на характеристики которой наложены определенные ограничения.

Трудовые затраты.

Надежность функционирования трубопровода. В конечном итоге должна быть обеспечена наибольшая вероятность безотказной эксплуатации трубопровода.

Время строительства. Самостоятельно этот критерий может использоваться в случаях, когда быстрейшее окончание строи­тельства является главной целью.

Подземные тр-ды находятся в сложном напряженном состоянии, подвергаясь воздействию не только внутреннего дав­ления, но и других многочисленных нагрузок, которые при про­ектировании даже невозможно учесть, т.к. они проявляются лишь в особых ситуациях. При этом прочностные показатели трубопровода должны обеспечить его работоспособность в лю­бых условиях и при любых ситуациях. Под воздействием поперечных и продоль­ных сил тр-ды, уложенные в слабых грунтах, изменяют свое первоначальное положение, что приводит к появлению в материале труб чрезмерных изгибающих усилий и, как следствие этого, к их разрушению.

Внутренние усилия в трубопроводных конструкциях появля­ются от внеш. и внутренних нагрузок. Эти нагрузки изменяются в зависимости от характеристик окружающей тру­бопровод среды, параметров перекачиваемого продукта и т. п. К нагрузкам относят внутреннее давление продукта в трубо­проводе, вес конструкций, оборудования, давления грунта, снега, ветра, испытательные нагрузки и т.п. К воздействиям относят предварительное напряжение элементов, изменение температуры, просадки оснований (просадки в районах горных выра­боток, разжижение грунта, оползни, и т. п.), сейсмические яв­ления.

Учет внутреннего давления при расчетах прочности тр-дов обязателен во всех случаях, а остальные нагрузки учитываются в зависимости от конкретных условий и конструк­тивных схем тр-да на том или ином участке. Под нормативной понимают нагрузку,уста­новленную нормативными документами и определенную на ос­новании статистического анализа при нормальной эксплуатации сооружения. Расчетной называют нагрузку, учитывающую возможное отклонение от нормативной. Все нагрузки и воздействия подразделяются на постоянные, временные, длительные, кратковременные и особые.

К постоянным относятся вес, давление грунта и грунтовых вод, предварительное напряже­ние. К длитель­ным временным нагрузкам относятся массы стационарного обо­рудования, материалов, масса жидкости, хранимой в резервуарах и перекачиваемой по трубопроводам, давление перекачиваемого продукта, длительные температурные усилия в конструкциях. К кратковременным относятся снеговые и ветровые на­грузки, обледенение, транспортные и монтажные нагрузки, ис­пытательные нагрузки. Особые - обвалы, просадки, оползни и т. п.), нагрузки от землетрясений, называемые сей­смическими.

Для линейной части МТ наиболее характерными являются следующие нагрузки и воздействия:

собственный вес трубопровода;давление грунта, гидростатическое давление воды, воздействие предварительного напряжения, внутреннее давление (нормативное); вес продукта, температурные воздействия, нагрузка; ветровая нагрузка, выталкивающая сила воды на 1 м труб.