Расчет нагрузок на опоры при монтаже стартовых компенсаторов и сильфонных компенсаторов СКУ

3.5.1. При определении нормативных нагрузок на опоры следует учитывать влияние следующих сил:

— распорного усилия сильфонных компенсаторов, (Р_р),

— жесткости сильфонных компенсаторов, (Р_ж),

— усилия от трения в подвижных опорах на участках канальных и надземных прокладок, или трения теплопровода о грунт на участках бесканальной прокладки, (Р_тр),

— усилия от напряжения, возникающего в прямолинейном участке теплопровода при критических отказах, связанных с нерасчетным похолоданием, (Р_жив).

Кроме того, следует учитывать в конкретных расчетных схемах теплопроводов:

— неуравновешенные силы внутреннего давления (Р_н),

— упругую деформацию гибких компенсаторов или самокомпенсации (Р_х, Р_у).

— ветровую нагрузку при надземной прокладке (Р_ветер).

— сила (Р_ос) от напряжения, возникающего в прямолинейном участке теплопровода при третьем способе применения осевых СК — сильфонный компенсатор  и СКУ —  сильфонный компенсатор/ сильфонный узел  в диапазоне температур от (t_э) до (t_o).

3.5.2. В общем случае нагрузка на неподвижные опоры должна приниматься по наибольшей горизонтальной осевой и боковой нагрузке от сочетания сил, перечисленных в пункте 3.4.1, при любом рабочем режиме теплопровода, при гидравлических испытаниях и при проверке на живучесть.

3.5.3. Распорное усилие от внутреннего давления (Р_р) определяется по формуле:

Р_р = 1,25Р_раб · S_эф, H;                                                     [33]

3.5.4. Усилие, возникающее вследствие жесткости осевого хода сильфонного компенсатора (Р_ж) определяется:

Р_ж = С_λ · λ_-1, Н;                                                         [34]

3.5.5. Сила трения (Р_nh) в подвижных опорах и теплопровода о грунт (при бесканальной прокладке) определяется:

Р_тр = μ(0,75 · γ · Z · π · D_oб · 10^-3 + q_трубы)×L_м^λ, H;                                  [35]

3.5.6. Сила [Р_ос] от напряжения, возникающего в защемленном прямолинейном участке опорожненного теплопровода при надземной прокладке при критических отказах, связанных с нерасчетным похолоданием:

Р_ос = [α · Е · (t_o — t_мин)] · F_ст, H;                                                [36]

3.5.7. Суммарные горизонтальные осевые нагрузки на неподвижные опоры в рабочих режимах и при гидравлических испытаниях должны определяться:

— на концевую опору, как сумма сил:

∑Р = Р_р + Р_ж + Р_тр, Н;                                                    [37]

При установке ССК — сильфонный стартовый компенсатор (до его заварки):

∑Р = Р_р + Р_ос, Н;                                                        [38]

— на промежуточную опору, как разность сумм сил, действующих с каждой стороны опоры. При этом нагрузки на промежуточную неподвижную опору от участков теплопроводов (с диаметрами D_у1 и D_y2), расположенных по обе стороны опоры, определяются по формулам:

а) при D_y1 > D_y2:

— от распорных усилий компенсаторов:

Р_р = Р_р1 — Р_р2, Н;                                                        [39]

при установке ССК — сильфонный стартовый компенсатор (до его заварки):

∑Р = (Р_р + Pc)₁ — (Р_р + Р_с)₂, Н;                                               [40]

— от жесткости компенсаторов:

Р_ж = 1,3 · P_ж1 — 0,7 · Р_ж2, Н;                                                    [41]

— от сил трения при L₁ = L₂:

Р_тр = Р_тр1 — 0,7 Р_тр2, Н;                                                       [42]

б) при D_у1 = D_y2:

— от жесткости компенсаторов:

Р_ж = 0,6 · P_ж1, H;                                                            [43]

— от сил трения при L₁ = L₂:

Р_тр = 0,3 · P_тр1, Н.                                                            [44]

3.5.8. При проверке на живучесть надземно проложенных теплопроводов с осевыми СК и СКУ, имеющими ограничители нерасчетного расширения сильфонов, суммарные горизонтальные осевые нагрузки на неподвижные опоры определяются без учета веса воды, сил трения на подвижных опорах и внутреннего давления теплоносителя:

— на концевую опору:

∑Р_жив = Р_ж + Р_сж, Н;                                                          [45]

— на промежуточную опору — как разность сумм сил, действующих с каждой стороны опоры. При этом нагрузки на промежуточную неподвижную опору от участков теплопроводов (с диаметрами D_y1 и D_y2), расположенных по обе стороны опоры, определяются по формулам:

а) при D_у1 > D_y2:

Р_жив = 0,6Р_ж1 + Р_сж1 — Р_сж2, Н;                                                  [46]

б) при D_у1 = D_у2:

Р_жив = 0,6Р_ж1, Н;                                                            [47]

3.5.9. Формулы составлены из условия установки на смежных участках теплопроводов осевых СК, СКУ и ССК с жесткостью сильфонов, отличающихся не более ±30 %. В случае неизбежности установки на смежных участках компенсаторов с большей разностью жесткостей нагрузки на промежуточные неподвижные опоры от жесткости соответственно пересчитываются с учетом фактической разницы жесткостей.

3.5.10. При наличии на расчетных участках теплопроводов углов поворота или Z-образных участков в суммарных нагрузках на неподвижные опоры должны учитываться силы упругой деформации от этих участков [Р_х и Р_у], которые определяются расчетом труб на самокомпенсацию.

3.5.11. При равенстве сил, действующих с каждой стороны промежуточной неподвижной опоры, горизонтальная осевая нагрузка на неподвижную опору определяется по сумме сил, действующих с одной стороны неподвижной опоры с коэффициентом 0,3.

3.5.12. Суммарная горизонтальная боковая нагрузка на неподвижные опоры должна учитываться при поворотах трассы и ответвлений теплопровода. При этом при двухсторонних ответвлениях боковая нагрузка на неподвижную опору учитывается только от ответвления с наибольшей нагрузкой.

3.5.13. Расчетные формулы для определения суммарных горизонтальных нормативных нагрузок на неподвижные опоры для наиболее характерных схем установки СК и СКУ даны в Приложении 3