Назначение неподвижного закрепления трубопроводов в отдельных точках заключается в распределении температурных удлинений между отдельными компенсирующими устройствами и в уравновешивании осевых усилий в трубопроводе.
От правильного размещения неподвижных закреплений по длине трассы трубопровода во многом зависит величина температурных усилий и напряжений в трубах. Уменьшение последних всегда желательно, так как повышает эксплуатационную надежность теплопроводов. Поэтому при проектировании следует уделять большое внимание рациональному распределению неподвижных опор по трассе теплопроводов, а также их расчету на прочность.
[adsense1]
Однако в общем случае невозможно рекомендовать какие-либо готовые решения, касающиеся разбивки неподвижных точек на проектируемом трубопроводе, а также выбора геометрических схем и оптимальной длины самокомпенсирующихся участков.
В частных случаях, например в теплопроводах с сальниковыми компенсаторами, практикой проектирования установлены предельные расстояния между компенсаторами и неподвижными точками. Для канальных подземных прокладок могут быть рекомендованы следующие расстояния:
|
Условный диаметр труб dy в мм |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
600 |
|
Расстояния в м |
80 |
100 |
120 |
130 |
150 |
160 |
В бесканальных теплопроводах предельные расстояния назначаются по расчету.
Неподвижные опоры в зависимости от действующих усилий разделяются на неразгруженные и разгруженные.
Неразгруженные опоры воспринимают и уравновешивают осевые усилия, вызванные гидростатическим давлением теплоносителя. Эти усилия зависят от диаметра труб и могут достигать очень больших величин.
Разгруженные опоры свободны от усилий, вызванных гидростатическим давлением.
Неразгруженные опоры, как правило, характерны для теплопроводов с сальниковыми компенсаторами, разгруженные — для теплопроводов с гибкими (П-образными или др.) компенсаторами, а также для участков теплопроводов с самокомпенсацией.
Конструкции неподвижных опор состоят из двух основных элементов: несущих конструкций (балок, железобетонных плит), на которые передаются усилия от трубопроводов, и собственно опор, при помощи которых осуществляется неподвижное закрепление труб (приварные косынки, хомуты).
Неподвижные опоры имеют следующие конструктивные варианты:
а) разъемные с хомутами на резьбовых соединениях;
б) неразъемные с непосредственной приваркой труб к несущим конструкциям опор;
в) неразъемные с приварными упорами;
г) щитовые из железобетонных плит (для подземных теплопроводов).
Неподвижная опора для труб dy<= 100 мм
1 —- хомут из круглой стали;
2 — приварные упоры из угловой стали;
3 — опорная конструкция (консоль, заделанная в стену)
На рисунке изображено неподвижное закрепление, применяемое для труб dy<100 мм и рассчитанное на осевые усилия не более 700 кГ. Глубина заделки консоли в кирпичные стены должна быть не менее 380 мм. Отверстие в стене после установки консоли должно быть тщательно заделано цементным раствором состава 1 :4.
Неподвижная опора для труб dy= 125 — 300 мм
1 — хомут из круглой стали;
2 — приварные упоры;
3 — консоль из швеллера;
4 — вертикальные упоры, распределяющие нагрузку;
5 — шпилька для крепления консоли к стене.
На рисунке показано крепление к стенам консолей для неподвижных закреплений теплопроводов dу = 125-300 мм, рассчитанное на осевые усилия до 4000 кГ и вертикальную нагрузку (от веса труб) не более 1600 кГ.
На консоли действуют изгибающие моменты одновременно в двух плоскостях, что вызывает необходимость в устройстве упоров, распределяющих нагрузку на большую площадь стены. Плотное прижатие упоров к стене достигается затяжкой сквозной шпильки.
[adsense2]
Неподвижная опора для труб dy>= 300 мм
1 — хомут из круглой стали;
2 — приварные упоры;
3 — консоль из двух швеллеров;
4 — горизонтальные упоры, распределяющие нагрузку;
5 — вертикальные упоры;
6 — сквозные шпильки для крепления консоли к стене
На рисунке приведена усиленная конструкция разъемного крепления, используемого для фиксации труб dy>=
300 мм к стенам.
Конструкция типовых разъемных креплений при помощи хомутов дается в СНиП 1-Г.7-62, где использованы нормали МВН—МСЭС 1324—56 и 1326—56; хомуты выполнены из полосовой стали. Однако правильнее их заменить хомутами из стали круглого сечения, а швеллер, к которому крепится трубопровод, расположить полками вниз, как это показано на рисунке.
Неподвижная опора с двойными хомутами для труб dу = 76 — 700 мм
1 — хомуты из круглой стали;
2 — приварные упоры;
3 — опорная конструкция из швеллера
При этом можно более сильно притянуть хомуты к поверхности трубы; следовательно, увеличится сила трения, противодействующая проскальзыванию трубы в осевом направлении.
Основные размеры креплений, приведенных на рисунке, даны в таблице.
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных закреплений с хомутами
Хомутовое крепление не рекомендуется устанавливать на трубах диаметром более 700 мм. Оно недостаточно надежно даже для разгруженных опор.
На рисунке приведена типовая конструкция (МВН 1316-56 и МВН 1322-56), нашедшая очень широкое применение в тепловых сетях для неподвижного закрепления труб в подземных камерах или в проходных туннелях к металлическим балкам или стойкам. Основные размеры приведены в таблице.
Типовая неподвижная опора для трубопроводов
1 — приварные упоры, усиленные ребрами жесткости;
2 — опорная конструкция из двух швеллеров,
3 — связи из угловой стали.
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных закреплений типовой конструкции
Типовое закрепление усиленной конструкции для труб большого диаметра по нормали МВН 1316—56 приведено на рисунке, а размеры даны в таблице.
Неподвижная опора типовой конструкции для труб большого диаметра
1 — приварные упоры с двумя ребрами жесткости;
2 — несущая конструкция из швеллеров;
3 — поперечные связи.
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных опорных креплений усиленной конструкции
Широкое применение в проектировании подземных теплосетей, особенно при бесканальной прокладке (например, в теплосетях Ленинграда), находят опоры щитовой конструкции по нормали МВН 1329-60. Здесь осевое усилие передается приварными фланцами, усиленными ребрами жесткости, на железобетонную плиту. Плиты бетонируются после окончания монтажа трубопроводов и приварки упоров. Размеры опор приведены в таблице.
Неподвижная опора щитовой конструкции
1 — приварные упоры;
2 — приварные фланцы;
3 — зазор между трубой и щитом, заделываемый асбестовым шнуром;
4 — железобетонная плита (щит).
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для опор щитовой конструкции
Щитовые опоры нельзя рассматривать как абсолютно неподвижные точки трубопровода. Под действием осевых нагрузок опоры могут перемещаться вследствие деформации окружающего грунта, особенно в первое время после монтажа, когда грунт еще недостаточно уплотнился. Однако это не ухудшает работу трубопровода, если перемещения не достигают слишком большой величины (не более 40—50 мм).
Наблюдается также податливость неподвижных опор металлической конструкции в подземных камерах, где опоры труб расположены на балках или стойках.
Однако чрезмерные перемещения опорных конструкций недопустимы, особенно для трубопроводов с сальниковыми компенсаторами, в которых они могут стать причиной серьезных аварий, так как при достаточно большом сдвиге опор в направлении оси труб может произойти вырывание концов труб из сальников компенсаторов. Неподвижные опоры на трубопроводах с сальниковыми компенсаторами, как правило, должны обладать повышенной жесткостью.
