Конструкции надземной прокладки тепловых сетей
В настоящее время находят применение следующие типы надземных прокладок:
-на отдельно стоящих мачтах и опорах (рис. 4.1);
Рис. 4.1. Прокладка трубопроводов на отдельно стоящих мачтах
Рис.4.2-на эстакадах со сплошным пролетным строением в виде ферм или балок (рис. 4.2);
Рис. 4.2. Эстакада с пролетным строением для прокладки трубопроводов
Рис.4.3-на тягах, прикрепленных к верхушкам мачт (вантовая конструкция, рис. 4.3);
Рис. 4.3. Прокладка труб с подвеской на тягах (вантовая конструкция)
Прокладки первого типа наиболее рациональны для трубопроводов диаметром 500 мм и более. Трубопроводы большего диаметра при этом могут быть использованы в качестве несущих конструкций для укладки или подвески к ним нескольких трубопроводов малого диаметра, требующих более частой установки опор.
Прокладки по эстакаде со сплошным настилом для прохода целесообразно применять только при большом количестве труб (не менее 5 — 6 шт.), а также при необходимости регулярного надзора за ними. По стоимости конструкции проходная эстакада наиболее дорогая и требует наибольшего расхода металла, так как фермы или балочный настил обычно изготовляются из прокатной стали.
Прокладка третьего типа с подвесной (вантовой) конструкцией пролетного строения является более экономичной, так как позволяет значительно увеличить расстояния между мачтами и тем самым уменьшить расход строительных материалов. Наиболее простые конструктивные формы подвесная прокладка получает при трубопроводах равных или близких диаметров.
При совместной укладке трубопроводов большого и малого диаметра применяется несколько видоизмененная вантовая конструкция с прогонами из швеллеров, подвешенных на тягах. Прогоны позволяют устанавливать опоры трубопроводов между мачтами. Однако возможность прокладки трубопроводов на эстакадах и с подвеской на тягах в городских условиях ограничена и применима только в промышленных зонах. Наибольшее применение получила прокладка водяных трубопроводов на отдельно стоящих мачтах и опорах или на кронштейнах. Мачты и опоры, как правило, выполняются из железобетона. Металлические мачты применяются в исключительных случаях при малом объеме работ и реконструкции существующих тепловых сетей.
Мачты по своему назначению делятся на следующие типы:
- для подвижных опор трубопроводов (так называемые промежуточные);
- для неподвижных опор трубопроводов (анкерные), а также устанавливаемые в начале и в конце участка трассы;
- устанавливаемые на поворотах трассы;
- служащие для опирания компенсаторов трубопроводов.
В зависимости от количества, диаметра и назначения прокладываемых трубопроводов мачты выполняются трех различных конструктивных форм: одностоечными, двухстоечными и четырехстоечными пространственной конструкции.
При проектировании воздушных прокладок следует стремиться к возможно большему увеличению расстояний между мачтами.
Однако для беспрепятственного стока воды при выключениях трубопроводов максимальный прогиб не должен превышать
где f — прогиб трубопровода в середине пролета, мм; i — уклон оси трубопровода; l — расстояние между опорами, мм.
Сборные железобетонные конструкции мачт обычно собираются из следующих элементов: стоек (колонн), ригелей и фундаментов. Размеры сборных деталей определяются количеством и диаметром укладываемых трубопроводов.
При прокладке от одного до трех трубопроводов в зависимости от диаметра применяются одностоечные отдельно стоящие мачты с консолями, они пригодны и при вантовой подвеске труб на тягах; тогда предусматривается устройство верхушки для крепления тяг.
Мачты сплошного прямоугольного сечения допустимы, если максимальные размеры поперечного сечения не превосходят 600 х 400 мм. При больших размерах для облегчения конструкции рекомендуется предусматривать вырезы по нейтральной оси или применять в качестве стоек центрифугированные железобетонные трубы заводского изготовления.
Для многотрубных прокладок мачты промежуточных опор чаще всего проектируются двухстоечной конструкции, одноярусные или двухъярусные.
Сборные двухстоечные мачты состоят из следующих элементов: двух стоек с одной или двумя консолями, одного или двух ригелей и двух фундаментов стаканного типа.
Мачты, на которых трубопроводы закрепляются неподвижно, испытывают нагрузку от горизонтально направленных усилий, передаваемых трубопроводами, которые проложены на высоте 5 — 6 м от поверхности грунта. Такие мачты для увеличения устойчивости проектируются в виде четырехстоечной пространственной конструкции, которая состоит из четырех стоек и четырех или восьми ригелей (при двухъярусном расположении трубопроводов). Мачты устанавливаются на четырех отдельных фундаментах стаканного типа.
При надземной прокладке трубопроводов больших диаметров используется несущая способность труб, и поэтому не требуется устройства какого-либо пролетного строения между мачтами. Не следует применять и подвеску трубопроводов большого диаметра на тягах, так как такая конструкция практически работать не будет.
Рис.4.4В качестве примера приведена прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах:
1 — колонна; 2 — ригель; 3 — связь; 4 — фундамент; 5 — соединительный стык; 6 — бетонная подготовка.
Два трубопровода (прямой и обратный) диаметром 1200 мм уложены на катковых опорах по железобетонным мачтам, установленным через каждые 20 м. Высота мачт от поверхности земли 5,5 — 6м. Сборные железобетонные мачты состоят из двух фундаментов, связанных между собой монолитным стыком, двух колонн прямоугольного сечения 400 х 600 мм и ригеля. Колонны связаны между собой металлическими диагональными связями из угловой стали. Соединение связей с колоннами выполнено косынками, приваренными к закладным деталям, которые заделаны в колоннах. Ригель, служащий опорой для трубопроводов, выполнен в виде прямоугольной балки сечением 600 х 370 мм и крепится к колоннам путем сварки закладных стальных листов.
Мачта рассчитана на вес пролета труб, горизонтальные осевые и боковые усилия, возникающие от трения трубопроводов на катковых опорах, а также на ветровую нагрузку.
Рис. 4.5. Неподвижная опора:
1 — колонна; 2 — ригель поперечный; 3 — ригель продольный; 4 — связь поперечная; 5 — связь продольная; 6 — фундамент
Рис.4.5Неподвижная опора (рис. 4.5), рассчитанная на горизонтальное усилие от двух труб 300 кН, выполнена из сборных железобетонных деталей: четырех колонн, двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, соединенных попарно.
В продольном и поперечном направлениях колонны связаны металлическими диагональными связями, выполненными из уголковой стали. На опорах трубопроводы закрепляются хомутами, охватывающими трубы, и косынками в нижней части труб, которые упираются в металлическую раму из швеллеров. Эта рама прикрепляется к железобетонным ригелям приваркой к закладным деталям.
Прокладка трубопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на неспланированной территории районов новой застройки городов. Переход пересеченной или заболоченной местности, а также мелких рек целесообразнее осуществлять таким способом с использованием несущей способности труб.
Однако при проектировании тепловых сетей с прокладкой трубопроводов на низких опорах необходимо учитывать срок намеченного освоения территории, занятой трассой, под городскую застройку. Если через 10 — 15 лет потребуется заключение трубопроводов в подземные каналы или реконструкция тепловой сети, то применение воздушной прокладки является нецелесообразным. Для обоснования применения способа прокладки трубопроводов на низких опорах должны быть выполнены технико-экономические расчеты.
При надземной прокладке трубопроводов больших диаметров (800-1400 мм) целесообразной является их прокладка на отдельно стоящих мачтах и опорах с применением специальных сборных железобетонных конструкций заводского изготовления, отвечающих конкретным гидрогеологическим условиям трассы тепломагистрали.
Опыт проектирования показывает экономичность применения свайных оснований под фундаменты как анкерных, так и промежуточных мачт и низких опор.
Надземные тепломагистрали большого диаметра (1200—1400 мм) значительной протяженности (5 — 10 км) построены по индивидуальным проектам с применением высоких и низких опор на свайном основании.
Имеется опыт строительства тепломагистрали с диаметрами труб Dу = 1000 мм от ТЭЦ с применением свай-стоек на заболоченных участках трассы, где на глубине 4—6 м залегают скальные грунты.
Расчет опор на свайном основании на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок выполняется в соответствии со СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты».
При проектировании низких и высоких опор для прокладки трубопроводов могут быть использованы конструкции унифицированных сборных железобетонных отдельно стоящих опор, разработанных под технологические трубопроводы [ 3 ].
Проект низких опор по типу «качающихся» фундаментов, состоящих из железобетонного вертикального щита, устанавливаемого на плоскую фундаментную плиту, разработан АтомТЭП. Эти опоры могут применяться в различных грунтовых условиях (за исключением сильно обводненных и просадочных грунтов).
Одним из наиболее распространенных видов воздушной прокладки трубопроводов является прокладка последних на кронштейнах, укрепляемых в стенах зданий. Применение этого способа может быть рекомендовано при прокладке тепловых сетей на территории промышленных предприятий.
При проектировании трубопроводов, располагаемых по наружной или внутренней поверхности стен, следует выбирать такое размещение труб, чтобы они не закрывали оконных проемов, не мешали размещению других трубопроводов, оборудования и пр. Наиболее важным является обеспечение надежного закрепления кронштейнов в стенах существующих зданий. Проектирование прокладки трубопроводов по стенам существующих зданий должно включать обследование стен в натуре и изучение проектов, по которым они построены. При значительных нагрузках, передаваемых трубопроводами на кронштейны, необходимо производить расчет общей устойчивости конструкций здания.
Трубопроводы укладываются на кронштейны с приваренными корпусами скользящих опор. Применение катковых подвижных опор при наружной прокладке трубопроводов не рекомендуется из-за трудности их периодической смазки и очистки в период эксплуатации (без чего они будут работать как скользящие).
В случае недостаточной надежности стен здания должны быть осуществлены конструктивные мероприятия по рассредоточению усилий, передаваемых кронштейнами, путем уменьшения пролетов, устройства подкосов, вертикальных стоек и др. Кронштейны, устанавливаемые в местах устройства неподвижных опор трубопроводов, должны выполняться по расчету на действующие на них усилия. Обычно они требуют дополнительного крепления путем устройства подкосов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На рис. 4.6 приведена типовая конструкция кронштейнов для прокладки одного или двух трубопроводов диаметром от 50 до 300 мм.
Рис. 4.6. Прокладка трубопроводов на кронштейнах:
а — для одной трубы; б — для двух труб
Источник
Проектирование опор под трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85)
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
(ЦНИИпромзданий ГОССТРОЯ СССР)
по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под
Утверждено приказом ЦНИИпромзданий
Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций Научно-технического совета ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.
Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03.-85)/ЦНИИпромзданий, 1989.
Содержит положения по проектированию стальных и железобетонных отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы.
Приведены примеры расчетов отдельно стоящих опор и эстакад.
Для инженерно-технических работников проектных и строительно-монтажных организаций.
Табл. 11, ил. 54, эск. 2.
На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, газовой, энергетический, металлургической промышленности широко применяется транспортирование продукта по трубопроводам, прокладываемым над землей по отдельно стоящим опорам и эстакадам.
Проектирование отдельно стоящих опор и эстакад осуществляется организациями различного профиля как по типовым, так и по индивидуальным проектам.
Для рационального проектирования конструкций опор и эстакад большое значение имеют исследования, проведенные в последнее время по снижению их материалоемкости: уменьшению горизонтальных технологических нагрузок, разработке конструкций опор и эстакад с применением свай и предварительно напряженных конструкций и др.
Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы, рассматривающее вопросы объемно-планировочных и конструктивных решений, нагрузок, расчета конструкций, примеров расчета, разработано впервые, что должно способствовать созданию экономичных решений и сокращению сроков проектирования.
Настоящее Пособие разработано ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А.Н. Добромыслов — руководитель темы, А.А. Болтухов, Н.А. Ушаков) при участии Атомтеплоэлектропроект Минэнерго СССР ( инж. И.В.Беляйкина ) , Харьковский Промстройниипроект Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Л.Ш. Лундин, В.И. Петров, инженеры В.Б. Зорин, А.М. Монин), ЦНИИпроектстальконструкция Госстроя СССР (инженеры Г.Ф. Васильев, В.М. Лаптев), НИИпромстрой Минпромстроя СССР (кандидаты техн. наук З.В. Бабичев, А.Л. Готман), ГИАП Минудобрений СССР (инженеры Ю.А. Гусев, В.Ф. Харламов).
При составлении раздела «Нагрузки и воздействия» использованы разработанные ЦНИИСК Госстроя СССР Рекомендации по определению нагрузок на отдельно стоящие опоры и эстакады под трубопроводы.
Предложения и замечания просим направлять по адресу: 127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46, ЦНИИпромзданий.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Пособие содержит материалы по проектированию новых и реконструируемых отдельно стоящих опор и эстакад для надземных технологических трубопроводов различного назначения, расположенных как внутри, так и вне цехов, и установок промышленных предприятий.
Примечания: 1. К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы, предназначенные для транспортирования в пределах промышленного предприятия или группы этих предприятий различных веществ (сырья, воды, промежуточных и конечных продуктов), тепловые сети и т.п., необходимые для ведения технологического процесса или эксплуатации оборудования.
2. Настоящее Пособие не распространяется на проектирование отдельно стоящих опор и эстакад для прокладки магистральных газопроводов и нефтепроводов, предусмотренных главой СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы».
3. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы, предназначенные для строительства на вечномерзлых, набухающих, просадочных грунтах, должны соблюдаться соответствующие требования нормативных документов, утвержденных или согласованных Госстроем СССР.
4. При проектировании трубопроводных эстакад, по которым проложены транзитные кабели, ленточные конвейеры и другие коммуникации, должны соблюдаться соответствующие требования, установленные СНиП 2.09.03-85 для комбинированных эстакад.
1.2. Опоры и эстакады под технологические трубопроводы представляют собой инженерные сооружения, предназначенные для размещения технологических трубопроводов. Проектирование указанных сооружений должно осуществляться в соответствии со СНиП 2.09.03-85.
Отдельно стоящая опора под трубопроводы состоит из одной или нескольких колонн, связей, траверсы и фундамента (рис. 1, а).
Рис. 1. Схема прокладки трубопроводов по опорам и эстакадам
а — прокладка по опорам ; б — прокладка по эстакадам ; 1 — промежуточная опора ; 2 — анкерная промежуточная опора ; 3 — анкерная концевая опора ; 4 — компенсатор ; 5 — трубопровод ; 6 — траверса ; 7 — пролетное строение ; 8 — опорная часть трубопровода ; 9 — колонна ; 10 — фундамент ; 11 — вставки температурного блока ; 12 — ось температурного разрыва.
Эстакада состоит из опор (опора включает в себя: колонны, связи, ригели, фундаменты), пролетных строений (ферм , балок) , траверс , связей по фермам (рис. 1 , б).
1.3. В продольном направлении отдельно стоящие опоры и эстакады следует разбивать на температурные блоки , длина которых принимается в зависимости от предельных расстояний между неподвижными опорными частями трубопроводов и расчета конструкций на климатические воздействия.
1.4. Температурный блок (см. рис. 1) состоит из пролетных строений , одной анкерной опоры и промежуточных опор.
Анкерные промежуточные опоры следует устанавливать , как правило , в середине температурного блока.
В местах поворота или конца трассы применяются анкерные угловые или концевые опоры.
Примечания : 1. При прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам образуется условный температурный блок , включающий в себя анкерную и промежуточные опоры.
2. Для эстакад с железобетонными опорами применяется температурный блок без анкерных опор.
1.5. Передача нагрузок на отдельно стоящие опоры и эстакады от трубопроводов производится посредством подвижных и неподвижных опорных частей трубопроводов.
Восприятие температурных удлинений трубопроводов осуществляется компенсаторами. Опорные части и компенсаторы относятся к деталям трубопроводов и задаются технологическим заданием на проектирование.
1.6. Отдельно стоящие опоры и эстакады для технологических трубопроводов должны проектироваться на срок эксплуатации не менее 25 лет.
1.7. Прокладка трубопроводов на эстакадах , высоких или низких отдельно стоящих опорах применяется при любом сочетании трубопроводов независимо от свойств и параметров транспортируемых веществ.
1.8. Пересечение и параллельное размещение отдельно стоящих опор и эстакад с воздушными линиями электропередач , а также совместная прокладка трубопроводов и электрокабелей должны осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок.
1.9. При проектировании железобетонных и стальных конструкций отдельно стоящих опор и эстакад должны выполняться требования , предусматриваемые СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Стальные конструкции указанных сооружений должны быть заземлены.
1.10. В зависимости от объемно-планировочных и конструктивных решений отдельно стоящие опоры и эстакады могут проектироваться различных типов , отличающихся между собой по следующим признакам :
по материалу конструкций : железобетонные , стальные , комбинированные (стальные и железобетонные) ;
по конструктивным решениям несущих конструкций : пролетных строений , опор , фундаментов ;
по высоте верха опор : низкие и высокие ;
по способам разложения труб на опорах и эстакадах : одноярусное , двухъярусное , многоярусное.
Выбор тех или иных конструктивных решений производится на основании действующих нормативных документов , технологических требований , противопожарных требований , технико-экономических обоснований , требований типизации и унификации , действующих типовых проектов , а также возможной реконструкции предприятия.
1.11. Исходными данными для разработки конструкций опор и эстакад являются : технологическое задание на проектирование , район строительства , генеральный план местности с нанесением на нем всех подземных и наземных коммуникаций , данные инженерной геологии , сведения о производственной базе строительных конструкций.
1.12. Технологическое задание на проектирование отдельно стоящих опор и эстакад должно включать :
а) план и продольный профиль трубопроводной трассы с указанием привязки подвижных и неподвижных опорных частей трубопроводов , компенсаторов , мест расположения анкерных опор и компенсирующих устройств ;
б) наименование трубопроводов , их привязка к строительным конструкциям ;
в) характеристика трубопроводов : наружный диаметр , нагрузка от веса трубопроводов , изоляционной конструкции , транспортируемого вещества , толщина изоляционной конструкции , возможность отложения пыли внутри трубопроводов , температура трубопроводов ;
г) тип опорных частей и максимально возможные их перемещения , горизонтальные нагрузки на неподвижные опорные части трубопроводов , размеры и тип компенсаторов ;
д) устройства для обслуживания трубопроводов : лестницы , проходные мостики , площадки , оборудование ;
е) данные по резервным нагрузкам и габаритам при возможной реконструкции предприятия ;
ж) предельные перемещения конструкций и оснований ;
з) особые технологические требования.
2. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ
2.1. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад следует преимущественно применять утвержденные типовые конструкции и узлы.
2.2. Прокладка трубопроводных сетей должна осуществляться в соответствии с требованиями СНиП II -89-90 «Генеральные планы промышленных предприятий».
2.3. Расстояние от межцеховых трубопроводов или от края эстакады до зданий и наружных сооружений следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II -89-80 и СНиП 2.01.02-85 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений» , а также отраслевыми противопожарными нормами и правилами.
2.4. Прокладку трубопроводных сетей следует предусматривать вдоль проездов и дорог , как правило , со стороны , противоположной размещению тротуаров и пешеходных дорожек , выбирая по возможности кратчайшее расстояние между зданиями и сооружениями. Внутри производственных кварталов трассы трубопроводов следует проектировать параллельно линиям застройки.
2.5. Пересечение трубопроводов с железными и автомобильными дорогами должно предусматриваться , как правило , под углом 90 °, но не менее 45 ° .
2.6. Высоту (расстояние от планировочной отметки земли до верха траверсы) отдельно стоящих опор и эстакад следует принимать : для низких отдельно стоящих опор — от 0 , 3 до 1 , 2 м , кратной 0 , 3 м в зависимости от планировки земли и уклонов трубопроводов ; для высоких отдельно стоящих опор и эстакад — кратной 0 , 6 м , обеспечивающий проезд под трубопроводами и эстакадами железнодорожного и автомобильного транспорта в соответствии с габаритами приложения строений по ГОСТ 9238-83 и СНиП 2.05.02-85.
2.7. Прокладку трубопроводов на эстакадах рекомендуется применять при большом количестве трубопроводов малых диаметров , ответвлений и пересечений , при большой плотности застройки территории предприятия.
2.8. Прокладку трубопроводов на низких опорах следует предусматривать по территорям , не подлежащим застройке , при отсутствии , как правило , пересечения с дорогами , а также вне пахотных земель.
2.9. Места разрывов температурных блоков следует , как правило , совмещать с компенсирующими устройствами трубопроводов , при этом необходимо предусматривать наибольшую возможную длину температурных блоков.
2.10. Раскладка трубопроводов на траверсах эстакад и отдельно стоящих опор производится с учетом наиболее рационального решения компенсаторных узлов , упрощения развязки узлов трубопроводов в местах ответвлений , а также с учетом наиболее рационального загружения строительных конструкций.
2.11. В поперечном сечении эстакад и отдельно стоящих опор рекомендуется равномерное распределение нагрузки от трубопроводов с возможной перегрузкой одной из сторон не более 20 % (см. п. 4.12).
2.12. При прокладке трубопроводов по эстакадам гибкие компенсаторы рекомендуется устанавливать между отдельными температурными блоками или в наиболее возможной близости от этого места (не далее 5 м по длине эстакады от температурного разрыва).
2.13. Для уменьшения нагрузок на пролетные строения эстакад рекомендуется использовать самонесущую способность трубопроводов большого диаметра с опиранием их только на траверсы над опорами эстакад или вблизи них.
2.14. Места ответвлений на основной эстакаде рекомендуется принимать по табл. 1.
Отношение вертикальной нагрузки на 1 м длины ответвляемой эстакады к аналогичной нагрузке основной эстакады
Рекомендуемое место ответвления на основной эстакаде
Не далее 5 м от любой опоры
То же , от анкерной опоры
2.15. В целях сокращения ширины эстакад и отдельно стоящих опор мелкие трубопроводы диаметром 50-200 мм допускается крепить к большим трубопроводам, а также в отдельных случаях на дополнительных консолях, установленных к стойкам между ярусами эстакад.
2.16. Для эстакад с анкерными опорами неподвижные закрепления трубопроводов рекомендуется осуществлять на траверсах этих опор в каждом блоке.
При прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам на анкерных опорах должно предусматриваться неподвижное крепление всех или части трубопроводов.
2.17. При проектировании отдельно стоящих опор и эстакад уклон трубопроводов должен создаваться за счет изменения отметки верхнего обреза фундамента или длины колонн с учетом рельефа поверхности земли вдоль трассы.
2.18. Расстояние между отдельно стоящими опорами под трубопроводы должны назначаться исходя из расчета труб на прочность и жесткость.
Шаг между опорами эстакад рекомендуется принимать 12, 18, 24 и 30 м.
2.19. При прокладке трубопроводов на низких опорах расстояние от поверхности земли до низа труб или теплоизоляции должно быть не менее 0,35 м при ширине группы труб менее 1,5 м и 0,5 м — при 1,5 м и более. Для перехода через трубопроводы следует предусматривать пешеходные мостики шириной не менее 0,9 м.
2.20. При прокладке по эстакадам трубопроводов, требующих регулярного обслуживания (не менее одного раза в смену) , а также в многоярусных эстакадах должны предусматриваться , как правило , проходные мостики шириной не менее 0 , 6 м с перилами высотой не менее 1 м и через каждые 200 м лестницы — вертикальные с шатровым ограждением или маршевые.
Проходные мостики при прокладке по эстакадам и отдельно стоящим опорам рекомендуется предусматривать также в местах пересечения железных дорог , оврагов и на других труднодоступных для обслуживания трубопроводов местах.
3. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
3.1. Отдельно стоящие опоры и эстакады следует , как правило , проектировать сборными из унифицированных железобетонных конструкций с ненапряженной или напряженной арматурой. Применение стальных конструкций допускается в соответствии с Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов (ТП 101-81 * ).
3.2. Выбор материалов строительных конструкций следует производить на основании СНиП II -23-81 «Стальные конструкции» и СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».
3.3. Конструкции отдельно стоящих опор и эстакад под трубопроводы с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями и газами должны проектироваться несгораемыми.
3.4. Тип опорных частей трубопроводов определяется технологическим заданием в зависимости от величины передаваемых нагрузок и возможного перемещения трубопровода. При выборе подвижных частей следует стремиться к применению устройств , снижающих коэффициент трения , например прокладок из фторопласта и др.
3.5. Железобетонные опоры могут применяться с колоннами , защемленными в отдельные фундаменты , в виде одиночных свай-колонн , объединенных в плоские или пространственные системы ; в виде колонн , установленных на односвайные фундаменты из свай-оболочек и буронабивных свай.
3.6. Колонны стальных опор следует применять жестко соединенными с фундаментами. Допускается применение шарнирного опирания на фундаменты при условии обеспечения устойчивости опор в продольном направлении пролетными строениями или трубами и анкерными опорами.
3.7. Для отдельно стоящих опор с применением железобетонных шпал , температурный блок компонуется из промежуточных опор в виде железобетонных шпал , укладываемых на песчаную подушку , защищенную от выдувания путем пропитки ее битумом , и анкерных низких железобетонных опор (рис. 2). Указанные конструкции опор следует применять при непучинистых грунтах.
Рис. 2. Конструктивная схема шпальных отдельно стоящих опор
1 — шпальная промежуточная опора ; 2 — анкерная промежуточная опора ; 3 — железобетонная траверса ; 4 — щебень с пропиткой битумом ; 5 — песчаная засыпка ; 6 — планировочная отметка земли ; 7 — высота растительного слоя.
3.8. Для отдельно стоящих низких и высоких железобетонных опор (рис. 3 и 4) температурный блок компонуется из промежуточных опор прямоугольного или кольцевого сечения и одной анкерной промежуточной опоры , выполняемой обычно такого же сечения , но с усиленным армированием. Анкерные концевые и анкерные угловые опоры могут быть выполнены в виде пространственных железобетонных или стальных опор.
Рис. 3. Конструктивная схема отдельно стоящих железобетонных опор
1 — железобетонная траверса ; 2 — промежуточная железобетонная опора ; 3 — анкерная промежуточная железобетонная опора ; 4 — фундамент
Рис. 4. Конструкция железобетонных отдельно стоящих опор
а — узел опирания траверс на колонну ; б — пример армирования траверсы ; в — пример армирования колонны арматурой без предварительного напряжения ; г — пример армирования колонны предварительно напряженной арматурой ; 1 — закладная деталь ; 2 — траверса ; 3 — колонна ; 4 — отверстие для подвески трубопроводов ; 5 — соединительные стержни ; 6 — спираль ; 7 — предварительно напряженная арматура
3.9. Для эстакад , выполняемых полностью из железобетонных конструкций или комбинированных конструкций (железобетонных опор и стальных пролетных строений) температурный блок должен компоноваться , как правило , из одних промежуточных опор (рис. 5 и 6). Горизонтальные нагрузки , действующие вдоль оси трассы , воспринимаются всеми опорами температурного блока.
Рис. 5. Конструктивная схема железобетонных эстакад
1 — рядовая траверса ; 2 — усиленная траверса ; 3 — балка пролетного строения ; 4 — опора ; 5 — вставка температурного блока ; 6 — фундамент
Рис. 6. Конструктивная схема двухъярусной эстакады
1 — железобетонная опора эстакады ; 2 — стальные фермы пролетного строения ; 3 — стальные траверсы пролетного строения ; 4 — связи ; 5 — фундамент
3.10. Для отдельно стоящих опор и эстакад , выполняемых полностью из стальных конструкций (рис. 7) , температурный блок должен компоноваться из промежуточных и одной анкерной опоры , на которую передаются все горизонтальные нагрузки , действующие вдоль данного блока.
Рис. 7. Конструктивная схема одноярусной стальной эстакады
1 — траверса ; 2 — ферма пролетного строения ; 3 — промежуточная опора ; 4 — анкерная опора ; 5 — вставки температурного блока ; 6 — связи между фермами ; 7 — фундамент ; 8 — диафрагма-распорка опоры
3.11. Траверсы для опирания трубопроводов подразделяются на рядовые и усиленные. На рядовых траверсах должно быть предусмотрено подвижное опирание трубопроводов , а на усиленных — неподвижное закрепление. Железобетонные траверсы рекомендуется проектировать прямоугольного сечения (рис. 4). Железобетонные траверсы должны иметь стальные закладные детали для размещения опорных частей трубопроводов и для крепления их к колоннам опоры или пролетным строением эстакад. Стальные траверсы рекомендуется выполнять коробчатого сварного сечения из двух швеллеров или гнутых замкнутых профилей (рис. 8).
Рис. 8. Узлы опирания стальных конструкций
а — траверсы на колонну ; б — фермы на железобетонную опору ; 1 — колонна ; 2 — траверса ; 3 — опорное ребро ; 4 — железобетонная колонна ; 5 — ферма пролетного строения
3.12. В местах разрывов температурных блоков следует при необходимости предусматривать вставки для размещения компенсирующих устройств. Примеры решения вставок для отдельно стоящих опор и для железобетонной эстакады показаны на рис. 9.
Рис. 9. Пример решения опор под компенсаторы
а — в виде отдельно стоящих опор ; б — в виде вставки для двухъярусной эстакады ; 1 — промежуточные опоры ; 2 — опора на вылете компенсатора ; 3 — траверса эстакады ; 4 — стальные балки
3.13. Пролетные строения эстакад рекомендуется выполнять в виде железобетонных предварительно напряженных балок при пролетах до 12 м или стальных и железобетонных ферм.
3.14. Пролетные строения из стальных ферм следует выполнять в виде пространственных конструкций, состоящих из двух вертикальных ферм, соединенных между собой по верхнему и нижнему поясу связями и траверсами.
3.15. Стержни стальных ферм пролетных строений рекомендуется проектировать из одиночных уголковых профилей.
3.16. Стальные промежуточные плоские опоры следует применять решетчатыми с ветвями из двутавров и решеткой из уголков или гнуто-сварных профилей замкнутого сечения. Для придания конструкции опор большей жесткости от скручивания необходимо предусматривать диаграммы-распорки из швеллеров или уголков с планками, соединяющих ветви между собой.
Анкерные опоры следует составлять из двух плоских опор, соединенных между собой вдоль трассы вертикальными связями. Пространственная жесткость анкерных опор обеспечивается горизонтальными связями в уровне низа траверс и по высоте опор. Сечение решетки связей стальных опор рекомендуется принимать из одиночных уголковых или замкнутых профилей, принимая углы раскосов связей равными 40-50 ° .
3.17. Выбор схемы горизонтальных связей между вертикальными фермами следует производить в зависимости от расстояния между ними. При расстояниях между вертикальными фермами 3 м и менее следует принимать треугольную решетку, а при расстоянии более 3 м — крестовую решетку.
Связи следует принимать из одиночных уголковых или замкнутых прямоугольных профилей.
3.18. Сопряжение пролетных строений эстакад с опорами рекомендуется выполнять путем передачи давления на опору центрально. Конструкция узла сопряжения должна обеспечивать передачу продольных горизонтальных сил с пояса одной фермы на пояса смежной фермы.
3.19. Отдельные фундаменты под опоры следует проектировать сборной или монолитной конструкции. Высоту фундамента следует назначать по условиям заглубления в грунт и условиям заделки колонн опоры. Площадь подошвы фундамента рекомендуется принимать прямоугольной формы с отношением сторон 0,6-0,9.
3.20. Сопряжение сборных железобетонных колонн с отдельным фундаментом следует осуществлять посредством замоноличивания в стакан фундамента на глубину не менее 1,5 размера большей стороны сечения колонны и не менее длины анкеровки продольной арматуры колонны. Стыки железобетонных колонн с фундаментом, воспринимающие растягивающие усилия, должны выполняться с помощью сварки стальных закладных деталей или сварки выпусков арматуры колонны и фундамента. Сопряжение стальных колонн с фундаментами следует осуществлять с помощью стальных баз, установленных на фундамент с креплением их анкерными болтами (рис. 10). Низ плиты стальных баз должен быть расположен не менее чем на 200 мм выше планировочной отметки земли.
Рис. 10. Базы стальных колонн
а — для колонн с жестким закреплением по оси у и шарнирным опиранием на фундамент по оси х ; б — для шарнирно закрепленных колонн ; 1 — колонна ; 2 — база ; 3 — анкерные болты ; 4 — фундамент; 5 — монтажный зазор, замоноличивается бетоном; 6 — ребро для крепления раскоса связей
3.21. Конструктивные решения сварных опор могут осуществляться в виде отдельных забивных свай-колонн, колонн, замоноличенных в буронабивную сваю или сваю-оболочку и рамно-свайных систем, состоящих из двух или четырех колонн, объединенных в плоскую или пространственную систему с помощью связей, ригелей, свайного ростверка (рис. 11, 12, 13).
Рис. 11. Типы опор с применением свай-колонн
1 — колонна ; 2 — траверса ; 3 — пролетное строение ; 4 — стальные связи; 5 — ригель опоры
Рис. 12. Типы опор с применением буронабивных свай и свай-оболочек
1 — колонна ; 2 — буронабивная свая или свая-оболочка ; 3 — траверса ; 4 — пролетное строение эстакады; 5 — ригель опоры
Рис. 13. Опоры с применением свайного ростверка
а — низкая опора; б — высокая опора; 1 — свая ; 2 — колонна опоры ; 3 — плита ростверка ; 4 — планировочная поверхность грунта
3.22. Выбор типа свайных опор производится в зависимости от грунтовых условий, величин нагрузок, действующих на опору, габаритов опоры, технико-экономических показателей.
3.23. При забивке в грунт свай допускаются следующие отклонения:
для свай-колонн: в плане ± 30 мм; по вертикали — недобивка 10 мм, перебивка — 30 мм;
для свай-оболочек: в плане ± 60 мм; по вертикали ± 30 мм;
3.24. Не допускается применение свай-колонн в грунтовых условиях, в которых они работают как сваи-стойки, а также сваи-колонны без поперечного армирования.
3.25. Рекомендуется сечение свай-колонн в опорах принимать 300 ´ 300, 350 ´ 350 и 400 ´ 400 мм, внешний диаметр свай оболочек и буронабивных свай 800, 1000 и 1200 мм.
3.26. Рекомендуемые узлы опор с применением свай показаны на рис. 14.
Рис. 14. Узлы опоры с применением свай
а — узел опирания траверс на сваю-колонну; б — узел крепления связей; в — заделка колонны в сваю-оболочку; г — конструкция ростверка; 1 — траверса ; 2 — отметка головы сваи-колонны ; 3 — допуск на неточность ; 4 — цементный раствор; 5 — свая-колонна; 6 — металлические связи; 7 — арматурный каркас; 8 — бетонная пробка; 9 — свая-оболочка; 10 — песок; 11 — плита ростверка; 12 — анкерные болты; 13 — сваи; 14 — бетонная подготовка
3.27. Пример конструкции проходного стального мостика показан на рис. 15.
Рис. 15. Конструкция стального проходного мостика
1 — ограждения мостика ; 2 — балка мостика ; 3 — траверса ; 4 — настил; 5 — верх балок
4. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
4.1. При расчете отдельно стоящих опор и эстакад необходимо учитывать нагрузки, возникающие при их возведении, эксплуатации и испытании трубопроводов.
4.2. Отдельно стоящие опоры и эстакады должны рассчитываться на нагрузки от веса трубопроводов с изоляцией, веса транспортируемого продукта, на горизонтальные нагрузки и воздействия от трубопроводов, нагрузки от веса людей и ремонтных материалов на обслуживающих площадках и переходных мостиках, от отложений производственной пыли, а также снеговые и ветровые нагрузки, при наиболее неблагоприятном их сочетании.
Нагрузки и воздействия от трубопроводов принимаются по заданию технологических организаций. В задании должны быть указаны нагрузки и число трубопроводов по ярусам. Снеговые и ветровые нагрузки и число трубопроводов по ярусам. Снеговые и ветровые нагрузки, а также коэффициенты надежности по нагрузкам определяются по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и табл. 2.
Коэффициент надежности по нагрузке
От собственного веса отдельно стоящих опор и эстакад с ограждающими конструкциями и обслуживаемыми площадками
От веса трубопроводов с технологической арматурой и опорными частями
От веса изоляции и футеровки
От веса транспортируемой жидкости в стадии эксплуатации
От веса отложений внутри трубопроводов в стадии эксплуатации
Температурные технологические воздействия (разность температур)
Внутреннее давление в стадии эксплуатации
От веса людей и ремонтных материалов на площадках и мостиках
Источник