Меню

Балочные переходы газопровода через реку



Переходы газопроводов через водные преграды

Переходы газопроводов через водные преграды могут быть подводными и надземными.

Подводные переходы. Проектируют на основании данных гидрологических, инженерно-геологических и топографи­ческих изысканий с учетом условий эксплуатации в районе стро­ительства ранее построенных подводных переходов, существу­ющих и проектируемых гидротехнических сооружений, влияющих на режим водной преграды в месте перехода, и перспективных работ (дноуглубительных и т. д.). Причем место перехода обязательно согласовывается с соответствующими бассейновыми управ­лениями речного флота, органами по регулированию использова­ния и охране вод, охраны рыбных запасов и другими заинтересо­ванными организациями.

Рис. 2.5.Схемы укладки подводных газопроводов:

а — заглубленная; б — не заглубленная; в — выше дна;1-газопровод; 2-изоляция;

3— утяжеляющее покрытие; 4— защитное покрытие; 5— обвалование; 6—гибкое крепле­ние

Места переходов через реки намечают на прямолинейных устойчивых плесовых участках с пологими не размываемыми бе­регами русла при минимальной ширине заливаемой поймы. Створ подводного перехода, как правило, выбирают перпенди­кулярным к динамической оси потока. Устройство переходов на перекатах не допускается.

По расположению относительно естественной поверхности дна водоемов газопроводы можно укладывать ниже дна (заглублен­ный газопровод), на дне (не заглубленный газопровод) и выше дна (погруженный газопровод) (рис. 2.5.). Трубы подводных переходов магистрального газопровода укладывают обычно по заглубленной схеме, позволяющей надежно защитить их от внеш­них силовых воздействий. Величину заглубления выбирают с уче­том возможных деформаций русла и перспективных дноуглуби­тельных работ. Она должна быть на 0,5 м (до верха пригруженного газопровода) ниже прогнозируемого предельного профиля размыва русла реки, но не менее 1 м от естест­венных отметок дна водоема.

Подводные переходы магистральных газопроводов сооружают в одну, две, три и несколько ниток. Число резервных ниток и их диаметр определяются проектом. Минимальные расстояния между осями подводных заглубленных газопроводов с зеркалом воды в межень шириной более 25 м принимаются не менее 30 м для газопроводов диаметром до 1000 мм включительно и 50 м для газопроводов диаметром свыше 1000 мм. Минимальные расстояния между газопроводами, прокладываемыми на поймен­ных участках подводного перехода, принимаются как и для линей­ной части.

На каждом газопроводе подводного перехода на обоих бере­гах устанавливают запорную арматуру на отметках не ниже отметок горизонта высоких вод (ГВВ) и выше отметок ледохода. Границами подводного перехода газопровода являются: для мно­гониточных переходов — участок, ограниченный запорной арма­турой, установленной на берегах; для однониточных переходов — участок, ограниченный ГВВ.

Особое внимание при проектировании уделяют выбору профиля трассы подводного газопровода. Его принимают с учетом до­пустимых радиусов изгиба газопровода, рельефа русла реки, расчетной деформации, геологического строения дна и берегов, необходимой пригрузки и способа укладки подводного газопро­вода.

Ширина траншеи для подводного газопровода устанавливает­ся с учетом режима водной преграды, методов ее разработки, способа укладки и условий прокладки кабеля.

Подводные газопроводы диаметром 800 мм и более, уклады­ваемые на глубине более 20 м, проверяют на устойчивость его поперечного сечения от воздействия гидростатического давления воды с учетом изгиба трубы.

Надземные (надводные) переходы. В зависимости от конструктивной схемы перекрытия про­летов бывают балочные, висячие и арочные. Их применяют на переходах через небольшие реки, овраги, балки.

В балочном надземном переходе пролетным строением явля­ется самонесущая труба. Различают следующие схемы балочных переходов (рис. 29): многопролетные без компенсаторов (а), однопролетные с компенсатором (б), многопролетные с П-образным компенсатором (в), многопролетные типа «Змейка», консоль­ные. Выбор конкретной схемы перехода зависит от диаметра газопровода, нагрузки, гидрологических условий, способа мон­тажа и удобства обслуживания. Опоры, на которые укладывают газопровод, могут быть свайные, кольцевые, стоечные и плитные, а опорные части — катковые, скользящие и неподвижные.

По конструкции различают следующие схемы висячих пере­ходов: гибкие, «провисающая нить» (рис. 2.7.) и вантовые. В гибких висячих системах газопровод прикрепляют с помощью подвесок к одному или нескольким несущим тросам, перекинутым через пилоны. Гибкие висячие системы обладают малой вертикальной жесткостью, вследствие чего при динамических воздействиях конструкция может перейти в колебательное движение. В системе «провисающая нить» газопровод свободно провисает под действием собственной массы и массы газа. Эта система наиболее экономична, но менее жесткая. В ней возникают значительно большие напряжения в металле трубы. В вантовых системах газопровод удерживается в проектном положении с помощью на­клонных тросов или жестких ферм. Все элементы работают на растяжение и образуют в вертикальной плоскости геометри­чески неизменную форму. Байтовые системы обладают большей вертикальной жесткостью, чем гибкие висячие системы.

Арочные переходы обычно применяют при пересечении кана­лов. Они состоят из жестких арочных конструкций.

Рис. 2.6. Схемы надземных балочных переходов.

Рис. 2.7.Схемы висячих переходов: а — гибкие (одноцепная система с несущим, средним пролетом); б — гибкие (двухцепная система с подвеской газопровода к нижним тросам); в — «провисающая нить» с оттяжками из тросов; г — вантовые

Источник

СНиП 2.05.06-85 : Переходы трубопроводов через естественные и искусственные препятствия

6.1. К естественным и искусственным препятствиям относятся: реки, водохранилища, каналы, озера, пруды, ручьи, протоки и болота, овраги, балки, железные и автомобильные дороги

6.2. Подводные переходы трубопроводов через водные преграды следует проектировать на основании данных гидрологических, инженерно-геологических и топографических изысканий с учетом условий эксплуатации в районе строительства ранее построенных подводных переходов, существующих и проектируемых гидротехнических сооружений, влияющих на режим водной преграды в месте перехода, перспективных дноуглубительных и выправительных работ в заданном районе пересечения трубопроводом водной преграды и требований по охране рыбных ресурсов.

Примечание: 1. Проектирование переходов по материалам изысканий, срок давности которых превышает 2 года, без производства дополнительных изысканий не допускается.

2. Место перехода следует согласовывать с соответствующими бассейновыми управлениями речного флота, органами по регулированию использования и охране вод, охраны рыбных запасов и заинтересованными организациями.

6.3. Границами подводного перехода трубопровода, определяющими длину перехода, являются:

для многониточных переходов — участок, ограниченный запорной арматурой, установленной на берегах;

для однониточных переходов — участок, ограниченный горизонтом высоких вод (ГВВ) не ниже отметок 10 %-ной обеспеченности.

6.4. Створы переходов через реки надлежит выбирать на прямолинейных устойчивых плессовых участках с пологими неразмываемыми берегами русла при минимальной ширине заливаемой поймы. Створ подводного перехода следует, как правило, предусматривать перпендикулярным динамической оси потока, избегая участков, сложенных скальными грунтами. Устройство переходов на перекатах, как правило, не допускается.

6.5. При выборе створа перехода трубопровода следует руководствоваться методом оптимального проектирования с учетом гидролого-морфологических характеристик каждого водоема и его изменений в течение срока эксплуатации подводного перехода.

Приопределенииоптимального положения створа и профиля перехода расчет следует производить по критерию приведенных затрат с учетом требований, предъявляемых к прочности и устойчивости трубопровода и охране природы.

6.6. Прокладка подводных переходов должна предусматриваться с заглублением в дно пересекаемых водных преград. Величина заглубления устанавливается с учетом возможных деформаций русла и перспективных дноуглубительных работ.

Проектная отметка верха забалластированного трубопровода при проектировании подводных переходов должна назначаться на 0,5 м ниже прогнозируемого предельного профиля размыва русла реки, определяемого на основании инженерных изысканий, с учетом возможных деформаций русла в течение 25 лет после окончания строительства перехода, но не менее 1 м от естественных отметок дна водоема.

При пересечении водных преград, дно которых сложено скальными породами, заглубление трубопровода принимается не менее 0,5 м, считая от верха забалластированного трубопровода до дна водоема.

При глубине подводных переходов, для которой отсутствуют освоенные технические средства разработки траншей, и невозможности переноса створа перехода, что должно быть обосновано проектом, допускается, по согласованию с соответствующими бассейновыми управлениями, уменьшать глубину заложения трубопроводов и укладывать их непосредственно по дну. При этом должны предусматриваться дополнительные мероприятия, обеспечивающие их надежность при эксплуатации.

6.7. Переходы нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через реки и каналы следует предусматривать, как правило, ниже по течению от мостов, промышленных предприятий, пристаней, речных вокзалов, гидротехнических сооружений, водозаборов и других аналогичных объектов, а также нерестилищ и мест массового обитания рыб.

При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается располагать переходы нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через реки и каналы выше по течению от указанных объектов на расстояниях, приведенных в табл. 4*, при этом должны разрабатываться дополнительные мероприятия, обеспечивающие надежность работы подводных переходов.

6.8. Минимальные расстояния от оси подводных переходов нефтепроводов и нефтепродуктопроводов при прокладке их ниже по течению от мостов, пристаней и других аналогичных объектов и от оси подводных переходов газопроводов до указанных объектов должны приниматься по табл. 4* как для подземной прокладки.

6.9. При пересечении водных преград расстояние между параллельными подводными трубопроводами следует назначать исходя из инженерно-геологических и гидрологических условий, а также из условий производства работ по устройству подводных траншей, возможности укладки в них трубопроводов и сохранности трубопровода при аварии на параллельно проложенном. Минимальные расстояния между осями газопроводов, заглубляемых в дно водоема с зеркалом воды в межень шириной свыше 25 м, должны быть:

не менее 30 м для газопроводов диаметром до 1000 мм включ.;

50 м для газопроводов диаметром свыше 1000 мм.

На многониточном переходе нефтепровода и нефтепродуктопровода, на котором предусмотрена одновременная прокладка нескольких основных трубопроводов (основных ниток) и одного резервного (резервной нитки), допускается прокладка основных ниток трубопроводов в одной траншее. Расстояние между параллельными нитками, прокладываемыми в одной общей траншее, и ширина траншеи назначаются в проекте исходя из условий производства работ по устройству подводной траншей и возможности укладки в нее трубопровода.

Читайте также:  Рок группа река времени

6.10. Минимальные расстояния между параллельными трубопроводами, прокладываемыми на пойменных участках подводного перехода, следует принимать такими же, как для линейной части магистрального трубопровода.

6.11*. Подводные трубопроводы на переходах в границах ГВВ не ниже 1 % обеспеченности должны рассчитываться против всплытия в соответствии с указаниями, изложенными в разд. 8.

Если результаты расчета подтверждают возможность всплытия трубопровода, то следует предусматривать:

на русловом участке перехода — сплошные (бетонные) покрытия или специальные грузы, конструкция которых должна обеспечить надежное их крепление к трубопроводу для укладки трубопровода способом протаскивания по дну;

на пойменных участках — одиночные грузы или закрепление трубопроводов анкерными устройствами.

6.12. Ширину подводных траншей по дну следует назначать с учетом режима водной преграды, методов ее разработки, необходимости водолазного обследования и водолазных работ рядом с уложенным трубопроводом, способаукладки и условиями прокладки кабеля данного трубопровода.

Крутизну откосов подводных траншей следует назначать в соответствии с требованиями СНиП III-42-80*.

6.13. Профиль трассы трубопровода следует принимать с учетом допустимого радиуса изгиба трубопровода, рельефа русла реки и расчетной деформации(предельного профиля размыва), геологического строения дна и берегов, необходимой пригрузки и способа укладки подводного трубопровода.

6.14. Кривые искусственного гнутья в русловой части подводных переходов допускается предусматривать в особо сложных топографических и геологических условиях. Применение сварных отводов в русловой части не рекомендуется.

Примечание. Кривые искусственного гнутья на переходах должны располагаться за пределами прогнозируемого размыва этих участков или находиться под защитой специального крепления берегов.

6.15. Запорную арматуру, устанавливаемую на подводных переходах трубопроводов, согласно п.4.12* следует размещать на обоих берегах на отметках не ниже отметок ГВВ 10%-ной обеспеченности и выше отметок ледохода.

На берегах горных рек отключающую арматуру следует размещать на отметках не ниже отметок ГВВ 2 %-ной обеспеченности.

6.16. Проектом должны предусматриваться решения по укреплению берегов в местах прокладки подводного перехода и по предотвращению стока воды вдоль трубопровода (устройство нагорных канав, глиняных перемычек, струенаправляющих дамб и т.д.).

6.17. При ширине водных преград при меженном горизонте 75 м и более в местах пересечения водных преград трубопроводом следует предусматривать прокладку резервной нитки. Для многониточных систем необходимость строительства дополнительной резервной нитки независимо от ширины водной преграды устанавливается проектом.

Примечания: 1.При ширине заливаемой поймы свыше500 м по уровню горизонта высоких вод при 10%-ной обеспеченности и продолжительности подтопления паводковыми водами свыше 20 дней, а также при пересечении горных рек и соответствующем обоснованиив проекте (например, труднодоступность для проведения ремонта) резервную нитку допускается предусматривать при пересеченииводных преград шириной до 75 ми горных рек.

2. Диаметр резервной нитки определяется проектом.

3. Допускается предусматривать прокладку перехода через водную преграду шириной свыше 75 м в одну нитку при условии тщательного обоснования такого решения в проекте.

4. При необходимости транспортирования по трубопроводу вязких нефти и нефтепродуктов, временное прекращение подачи которых не допускается, следует предусматривать прокладку нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через водные преграды шириной менее 75 м в две нитки.

6.18. При проектировании подводных переходов, прокладываемых на глубине свыше 20 м из труб диаметром 1000 мм и более, следует производить проверку устойчивости поперечного сечения трубы на воздействие гидростатического давления воды с учетом изгиба трубопровода.

6.19. Подводные переходы через реки и каналы шириной 50 м и менее допускается проектировать с учетом продольной жесткости труб, обеспечивая закрепление перехода против всплытия на береговых неразмываемых участках установкой грузов или анкерных устройств.

6.20. На обоих берегах судоходных и лесосплавных рек и каналов при пересечении их трубопроводами должны предусматриваться сигнальные знаки согласно «Правилам плавания по внутренним судоходным путям», утвержденным Минречфлотом РСФСР, и «Правилам охраны магистральных трубопроводов», утвержденным Советом Министров СССР.

6.21. На болотах и заболоченных участках должна предусматриваться подземная прокладка трубопроводов.

Как исключение, при соответствующем обосновании допускается укладка трубопроводов по поверхности болота в теле насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная прокладка). При этом должна быть обеспечена прочность трубопровода, общая устойчивость его в продольном направлении и против всплытия, а также защита от теплового воздействия в случае разрыва одной из ниток.

6.22. При соответствующем обосновании при подземной прокладке трубопроводов через болота II и III типов длиной свыше 500 м допускается предусматривать прокладку резервной нитки.

6.23. Прокладку трубопроводов на болотах следует предусматривать, как правило, прямолинейно с минимальным числом поворотов.

В местах поворота следует применять упругий изгиб трубопроводов. Надземную прокладку на болотах следует предусматривать в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 7.

6.24. Укладку трубопроводов при переходе через болота в зависимости от мощности торфяного слоя и водного режима следует предусматривать непосредственно в торфяном слое или на минеральном основании.

Допускается прокладка трубопроводов в насыпях с равномерной передачей нагрузки на поверхность торфа путем устройства выстилки из мелколесья. Выстилка должна покрываться слоем местного или привозного грунта толщиной не менее 25 см, по которому укладывается трубопровод.

6.25. Размеры насыпи при укладке в ней трубопровода диаметром свыше 700 мм с расчетным перепадом положительных температур на данном участке следует определять расчетом, учитывающим воздействие внутреннего давления и продольных сжимающих усилий, вызванных изменением температуры металла труб в процессе эксплуатации.

6.26. Наименьшие размеры насыпи должны приниматься:

толщина слоя грунта над трубопроводом не менее 0,8 м с учетом уплотнения грунта в результате осадки;

ширина насыпи поверху равной 1,5 диаметра трубопровода, но не менее 1,5 м;

откосы насыпи в зависимости от свойств грунта, но не менее 1:1,25.

6.27. В случае использования для устройства насыпи торфа со степенью разложения органического вещества менее 30 % необходимо предусматривать защитную минеральную обсыпку поверх торфа толщиной 20 см.

Насыпь из торфа и минерального грунта для защиты от размыва и выветривания должна быть укреплена. Материалы и способы укрепления насыпи устанавливаются проектом.

6.28. При проектировании насыпи должно быть предусмотрено устройство водопропускных сооружений: лотков, открытых канав или труб. Дно водопропускных сооружений и прилегающие откосы должны быть укреплены.

Количество и размеры водопропускных сооружений определяются расчетом с учетом рельефа местности, площади водосбора и интенсивности стока поверхностных вод.

6.29. Участки трубопроводов, прокладываемые в подводной траншее через болота или заливаемые поймы, а также в обводненных районах, должны быть рассчитаны против всплытия (на устойчивость положения). Для обеспечения устойчивости положения следует предусматривать специальные конструкции и устройства для балластировки (утяжеляющие покрытия, балластирующие устройства с использованием грунта, анкера и др.) .

6.30. При закреплении трубопровода анкерными устройствами лопасть анкера не должна находиться в слое торфа, заторфованного грунта или лёсса, пылеватого песка или других подобных грунтов, не обеспечивающих надежное закрепление анкера, а также в слое грунта, структура которого может быть подвержена разрушению или нарушению связности в результате оттаивания, размывов, выветривания, подработки или других причин.

6.31*. Переходы трубопроводов через железные и автомобильные дороги следует предусматривать в местах прохождения дорог по насыпям либо в местах с нулевыми отметками и в исключительных случаях — при соответствующем обосновании в выемках дорог.

Угол пересечения трубопровода с железными и автомобильными дорогами должен быть, как правило, 90 °. Прокладка трубопровода через тело насыпи не допускается.

6.32*. Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах через железные и автомобильные дороги всех категорий с усовершенствованным покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в защитном футляре (кожухе) из стальных труб или в тоннеле, диаметр которых определяется из условия производства работ и конструкции переходов и должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 200 мм.

Концы футляра должны выводиться на расстояние:

а) при прокладке трубопровода через железные дороги:

от осей крайних путей —50 м, но не менее 5 м от подошвы откоса насыпи и 3 м от бровки откоса выемки;

от крайнего водоотводного сооружения земляного полотна (кювета, нагорной канавы, резерва) -3 м;

б) при прокладке трубопровода через автомобильные дороги — от бровки земляного полотна -25 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи.

Прокладка кабеля связи трубопровода на участках его перехода через железные и автомобильные дороги должна производиться в защитном футляре или отдельно в трубах.

6.33*. На подземных переходах газопроводов через железные и автомобильные дороги концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала.

На одном из концов футляра или тоннеля следует предусматривать вытяжную свечу на расстоянии по горизонтали, м, не менее:

от оси крайнего пути железных дорог общего пользования . 40

то же, промышленных дорог . 25

от подошвы земляного полотна автомобильных дорог . . 25

Высота вытяжной свечиот уровня земли должна быть не менее 5 м.

6.34*. Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под железными дорогами общей сети, должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 1,5 м от дна кювета, лотка или дренажа.

Читайте также:  Неизвестные существа в наших реках

Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должно приниматься не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводной канавы или дренажа.

При прокладке трубопровода без защитных футляров вышеуказанные глубины следует принимать до верхней образующей трубопровода.

Заглубление участков трубопровода под автомобильными дорогами на территории КС и НПС принимается в соответствии с требованиями СНиП II-89-80*.

6.35. Расстояние между параллельными трубопроводами на участках их переходов под железными и автомобильными дорогами следует назначать исходя из грунтовых условий и условий производства работ, но во всех случаях это расстояние должно быть не менее расстояний, принятых при подземной прокладке линейной части магистральных трубопроводов.

6.36. Пересечение трубопроводов с рельсовыми путями электрифицированного транспорта под стрелками и крестовинами, а также в местах присоединения к рельсам отсасывающих кабелей не допускается.

6.37. Минимальное расстояние по горизонтали в свету от подземного трубопровода в местах его перехода через железные дороги общей сети должно приниматься, м, до:

стрелок и крестовин железнодорожного пути и мест присоединения отсасывающих кабелей к рельсам электрифицированных железных дорог. 10

стрелок и крестовин железнодорожного пути при пучинистых грунтах . 20

труб, тоннелей и других искусственных сооружений на железных дорогах . 30

Источник

Балочные переходы трубопроводов

Применение балочных переходов трубопроводов эффективно при сооружении опор на пересечениях водных и других преград, при проведении работ с трубопроводами, на участках с заболоченными, обводненными, многолетнемерзлыми грунтами. Технология сооружения надземных переходов с использованием балочных переходов трубопроводов осуществляется с применением двух конструктивных схем: с компенсацией и без компенсации продольных деформаций.

Балочный переход трубопровода без компенсации деформаций бывает:

  • однопролётным;
  • двухпролётным наклонным;
  • в — трехпролётным (1 — опора; 2 — насыпь).

Укладку балочного перехода трубопровода без компенсации продольных деформаций осуществляют на промежуточных монолитных или свайных опорах, cостоящих из продольно-подвижных опорных частей, допускающих возможность перемещения трубопровода только вдоль оси.

Для проведения работ, связанных со сложной засыпкой концов открытого участка балочного перехода трубопровода используют грунт. На участках с мягкими грунтами под трубы осуществляют подкладку железобетонных плит. При отсутствии перемещений могут возникать продольные напряжения, возрастающие из-за увеличения температуры стенок труб и внутреннего давления в трубопроводе.

Сооружение таких балочных переходов трубопроводов осуществляется на пересечениях с горными реками, ущельями, оврагами и другими преградами.

Особенностью балочных переходов трубопроводов c компенсацией продольных деформаций является наличие специальных устройств (компенсаторов), устанавливаемых на оконечностях надземных участков трубопроводов, длина которых составляет от 200-т до 300-т метров. При увеличении длины дополнительно устанавливают компенсаторы через каждые 100-300 м.

При сооружении подобных балочных переходов трубопроводов пользуются опорами, состоящими из неподвижных, свободно-подвижных и продольно-подвижных опорных частей различной модификации (роликовых, катковых, скользящих и др.).

Опоры, установленные посередине между компенсаторами, состоят из неподвижных опорных частей, опоры, установленные недалеко от компенсаторов, состоят из свободно-подвижных частей, допускающих возможность поперечных и продольных перемещений, остальные компенсаторы состоят из продольно-подвижных частей. Для компенсации продольных деформаций пользуются также прокладкой балочных переходов трубопроводов c изгибом (изломом) в плане отдельных участков трубопровода. Для осуществления изгиба или излома пользуются криволинейными отводами или вставками-отводами, изготовленными в заводских условиях либо с помощью метода холодного гнутья на площадке, где сооружается трубопровод.

Pасстояние, соблюдаемое между опорами в системах балочных переходов трубопроводов с компенсацией, соответствует диаметру труб, числу пролетов, принятой схеме прокладки и природным условиям. На тех газопроводах, где диаметр труб составляет от 700-т до 1400-т миллиметров, принимается расстояние между опорами от 30-ти до 50-ти метров, а на нефтепродуктопроводах от 25-ти до 40-ка метров. Если необходимо учитывать резонансные колебания в ветровом потоке при работе с многопролётными балочными переходами c диаметром труб от 700-т до 1400-т мм, расстояние между опорами должно составлять от 25-ти до 40-ка м. Прокладку балочных переходов с компенсацией продольных деформаций осуществляют на участках, характеризующихся наличием обводнённых, заболоченных и вечномёрзлых грунтов.

Источник

ВВЕДЕНИЕ

Балочные переходы магистральных газопроводов, пересекающие естественные и искусственные препятствия, требуют повышенного внимания при эксплуатации и диагностировании газопроводов.

Вопросу повышения надежности надземной прокладки трубопроводов посвящены рекомендации ВНИИГАЗа / 1 /, в которых изложены расчетные методы определения основных параметров прокладки и даны примеры расчета.

Настоящая методика разработана в развитие вышеперечисленных материалов. В ней излагаются методы натурного обследования балочных переходов, включающие, помимо геодезической съемки кривой провиса трубопровода, анализ имеющихся результатов внутритрубной дефектоскопии, определение условий опирания пролета, замеры коррозионного утонения стенки трубы, учет влияния на прочность пролета движущихся снарядов — дефектоскопов. Кроме этого, дополнительно к геодезическому методу вводятся приборные замеры напряжений в отдельных сечениях пролета.

Расчет НДС переходов осуществляется по разработанной в НТЦ «Ресурс газопроводов» ВНИИГАЗа методике с учетом их фактического состояния, оцененного по результатам обследования.

Заключение о работоспособности составляется на основе расчетных данных и приборных замеров НДС с использованием рекомендаций по оценке работоспособности дефектных участков / 4 , 5 /.

В термин «оценка работоспособности» вложен смысл проверки соблюдения условий предельных состояний по фактическим параметрам балочных переходов, определяющим их текущее техническое состояние (уровни напряжений в металле трубопровода, коррозионное повреждение, наличие трещин и связанная с этим концентрация напряжений).

Методика предназначена для газотранспортных предприятий, занимающихся диагностированием технического состояния балочных переходов магистральных газопроводов, оценкой их текущей работоспособности и прогнозированием безопасного срока их эксплуатации.

Методика разработана на основе имеющейся нормативной и технической документации по проведению диагностирования линейной части магистральных газопроводов (МГ) и оценки ее работоспособности.

Методика разработана в НТЦ «Ресурс газопроводов» ВНИИГАЗа (д.т.н. проф. В.В. Харионовский, д.т.н. В.П. Черний, к.т.н. С.С. Фесенко, А.Н. Шилин) и фирмой «Подводгазэнергосервис» (А.Н. Хабибуллин, С.А. Герасимов) при участии ООО «Пермтрансгаз» (Р.Н. Хасанов, О.В. Чичелов).

Система нормативных документов в газовой промышленности
Ведомственный руководящий документ

Методика оценки работоспособности балочных переходов магистральных газопроводов
через малые реки, ручьи и другие препятствия

Дата введения 2000-12-01 1.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. При пересечении магистральными газопроводами естественных и искусственных препятствий применяются надземные системы прокладки, которые могут быть также образованы за счет смыва обваловки подземного участка трубопровода талыми водами и развитием оврагообразования.

1.2. Балочные переходы испытывают по сравнению с подземными участками дополнительное нагружение от переменного воздействия температуры наружного воздуха, ветрового воздействия и поперечной нагрузки от собственного веса трубы, транспортируемого газа и снежного покрова на трубе.

1.3. Особый вид нагружения балочный переход испытывает при перемещении по нему очистных устройств и снарядов — дефектоскопов.

1.4. Такое комбинированное воздействие выдвигает повышенные требования к обеспечению безопасной эксплуатации балочных переходов и необходимость проведения диагностирования с выполнением расчетных оценок прочности.

1.5. В настоящей методике рассматривается только статическое нагружение надземного участка газопровода от вышеперечисленных факторов. Динамическое воздействие от ветровой нагрузки и движущейся нагрузки при перемещении внутритрубных снарядов не исследуется. Динамический расчет надземного газопровода при воздействии ветрового потока представлен в работе / 1 /.

1.6. Оценка работоспособности балочных переходов проводится на основе анализа результатов натурного обследования и расчетных оценок прочности и долговечности с учетом их фактического состояния.

1.7. При обнаружении дефектов на балочном переходе проводится их классификация и замеры параметров. Оценка работоспособности таких участков дополняется расчетом на остаточную прочность и долговечность в соответствии с разработанными рекомендациями / 4 — 6 /.

1.8. В соответствии с настоящей методикой комплекс работ, включающий в себя натурное обследование и расчетный анализ балочных переходов, должен содержать следующие этапы:

— изучение проектной и исполнительной документации;

— анализ результатов внутритрубной дефектоскопии;

— определение условий опирания пролетов трубопроводов;

— определение состояния изоляционного покрытия, наличия и глубины коррозии металла труб;

— определение профиля оси перехода геодезическим методом;

— приборное измерение напряженного состояния пролета;

— расчет НДС пролета по результатам геодезической съемки;

— оценка работоспособности балочного перехода по результатам расчетного анализа и натурного обследования.

1.9. Порядок выполнения вышеперечисленных этапов обследования и расчета описывается ниже. В зависимости от поставленных задач комплекс обследований может расширяться выполнением дополнительных диагностических обследований либо сокращаться.

2. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ И ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

2.1. На данном этапе комплекса работ должны быть установлены следующие параметры объекта:

— категория участка трубопровода;

— диаметр трубопровода и толщина стенки;

— нормативные механические характеристики металла трубы;

— максимальные и минимальные значения температуры наружного воздуха данной местности;

— сезонная температура газа на данном пикете;

— граничные условия опирания пролета;

— температура стенок трубы при строительстве в период захлеста участка трубопровода.

Эти параметры являются базой для проведения последующих прочностных расчетов.

3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ВНУТРИТРУБНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

3.1. По отчетным материалам внутритрубной дефектоскопии проверяется наличие кольцевых трещин в стенке трубы, сварных и иных дефектов в металле. При проведении прочностного расчета должно быть учтено влияние каждого дефекта на несущую способность пролета.

3.2. В случае фиксирования внутритрубной дефектоскопией трещин в стенке трубы необходимо при наружном обследовании установить их размеры, расположение относительно сварных швов трубопровода и ориентацию по осям трубы.

Читайте также:  Длина реки десна московской области

3.3. Определение работоспособности перехода дополняется при этом оценкой надежности трубопровода, содержащего трещиноподобные дефекты и трещины. Критерии трещиностойкости и алгоритм расчета представлены в методических рекомендациях / 6 /.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ОПИРАНИЯ ПРОЛЕТОВ ТРУБОПРОВОДОВ

4.1 . Для каждого обследуемого пролета устанавливается тип опирания его концов:

железобетонные плиты или выход трубопровода на дневную поверхность из грунта. Этим определяются граничные условия в расчетной схеме. При этом необходимо установить, насколько плотно труба прилегает к опоре, имеется ли зазор между трубой и опорой. При наличии такого зазора требуется определить его величину и протяженность по оси трубы.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ, НАЛИЧИЯ И ГЛУБИНЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛА ТРУБ

5.1. Состояние изоляции перехода определяется визуально. В местах дефекта изоляции производится осмотр поверхности трубы на предмет установления коррозии. Особое внимание необходимо уделять осмотру состояния изоляционного покрытия и выявлению поверхностных дефектов трубы в местах контакта трубопровода с грунтом в опорных сечениях пролета. Опорные участки балочного перехода подвергаются коррозионному воздействию наиболее интенсивно.

5.2. Замеры коррозионного утонения стенки трубы проводятся по рекомендациям / 4 /.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ОСИ ПЕРЕХОДА ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

6.1. Определение фактического профиля оси балочного перехода (положение изогнутой оси в вертикальной плоскости) проводится с целью последующего расчета напряженно-деформированного состояния и оценки несущей способности пролета. Съемка профиля оси перехода производится геодезическим методом с использованием прибора типа нивелир.

Для этой цели на трубопроводе в местах замеров делаются отметки для установки рейки с постоянным шагом, равным примерно 2-4 наружным диаметрам трубы. Рейка при измерениях должна находиться строго на верхней образующей трубы. С помощью нивелира определяются относительные высотные отметки трубопровода с занесением данных в журнал.

6.2. Определение высотных отметок трубопровода необходимо проводить и на примыкающих к пролету подземных участках. Съемка подземных участков должна проводиться по обе стороны от пролета на расстоянии 30 — 50 м от опор. На этих участках определяются высотные отметки дневной поверхности. Для установления глубины заложения трубопровода используются трассоискатели.

7. ПРИБОРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

7.1. Помимо геодезического метода определения напряженного состояния балочного перехода проводятся приборные замеры напряжений в отдельных сечениях пролета.

7.2. Приборные замеры позволяют определять уровни напряжений в опорных сечениях трубопровода, вызванные воздействием примыкающих подземных участков газопровода, которые геодезическим методом не определяются.

7.3. Совместное использование геодезического метода и приборных замеров НДС позволяет получить более полную и достоверную информацию о напряженно-деформированном состоянии балочного перехода.

7.4. Измерительными сечениями при приборных измерениях являются: середина пролета и опорные сечения (на расстоянии 1 — 1,5 м от железобетонных плит, а при опирании на грунт — на расстоянии 0,5 — 1,5 м от места выхода трубы из грунта). Данные три сечения являются обязательными для измерения. При необходимости число проверяемых сечений на трубопроводе можно увеличить.

7.5. В качестве измерителя напряжений используется ультразвуковой прибор типа «Астрон», позволяющий определять продольные напряжения растяжения и сжатия в сечениях на изогнутых участках трубопроводов.

7.6. Технические данные прибора «Астрон», методика проведения измерений и обработки данных представлены в работе / 7 / .

7.7. Проведение измерений НДС можно осуществлять также другими аттестованными приборами (например, ЕВРОЗЕТ, СТРЕССКАН). Расположение проверяемых сечений на трубопроводе при этом не меняется.

8. РАСЧЕТ НДС БАЛОЧНОГО ПЕРЕХОДА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ И ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ

8.1. Балочные переходы рассчитываются как однопролетные бескомпенсаторные системы с учетом всех нормативных нагрузок и воздействий, действующих на них, а также масс пропускаемых снарядов-дефектоскопов. Кроме того, учитывается фактическая изогнутая ось участка балочного перехода, полученная в результате геодезической съемки.

8.2. Расчет напряженно-деформированного состояния балочных переходов проводится в соответствии с нормативной документацией / 3 / по разработанной в НТЦ «Ресурс газопроводов» ВНИИГАЗа компьютерной программе.

8.4. По результатам внутритрубной дефектоскопии и натурного обследования проводится анализ и классификация обнаруженных дефектов в трубопроводе перехода. При этом расчет напряженно-деформированного состояния и оценка несущей способности балочных переходов дополняются расчетом на остаточную прочность и долговечность по разработанным рекомендациям / 4 — 6 /.

8.5. На основе расчетных данных и приборных замеров, учитывая все параметры и факторы, выявленные натурным обследованием и расчетным анализом, составляется «Акт обследования технического состояния балочного перехода» с заключением о его работоспособности. В заключении о работоспособности должны быть представлены рекомендации по поддержанию переходов в исправном состоянии при дальнейшей эксплуатации, а также, при необходимости, предложены мероприятия по улучшению технического состояния балочных переходов.

9. ТЕХНИЧЕСКОЕ И ПРИБОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

9.1. Для получения всей необходимой информации о состоянии балочного перехода в процессе проведения обследований необходимо иметь следующие средства и приборы:

— ультразвуковой прибор «Астрон»;

— подвесное сиденье на канатах (для работы на потолочной части трубопровода на расположенных высоко над уровнем земли переходах).

10. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

10.1. Участники обследования перед производством работ должны пройти вводный инструктаж в эксплуатирующей организации по технике безопасности и производственной санитарии в соответствии с действующими правилами и инструкциями.

10.2. Организация, эксплуатирующая обследуемые балочные переходы, выделяет технические средства и осуществляет необходимые мероприятия для обеспечения выполнения работ.

10.3. Должностные лица организаций, эксплуатирующих обследуемые балочные переходы, а также инженерно-технические и руководящие работники организаций и предприятий, направившие своих сотрудников на обследование балочных переходов, виновные в нарушении правил техники безопасности, несут персональную ответственность за нарушение правил техники безопасности, независимо от того, привело или не привело это нарушение к аварии или несчастному случаю. Они также отвечают за нарушения, допущенные их подчиненными.

10.4. Участники обследования балочных переходов должны быть снабжены деревянной лестницей, обувью без металлических подков и выступающих гвоздей, исключающих образование искры, и монтажными поясами. Монтажные пояса должны использоваться при высоте балочного перехода над уровнем земли свыше двух метров, независимо от того, применяется или не применяется подвесное сиденье, а при работе над водой монтажные пояса должны использоваться всегда.

10.5. Перед проведением обследований створ газопровода очищается от растительности до 1,5 м по обе стороны от газопровода, с соблюдением Правил /8 /.

10.6. При видимых провисах газопровода перехода и неизвестных напряжениях в нем обследование должно проводиться особенно осторожно, не допуская дополнительного нагружения газопровода без необходимости.

10.7. При обнаружении на месте действующих коммуникаций утечек продукта и других дефектов они должны быть немедленно устранены силами и средствами эксплуатирующей организации до начала производства работ.

10.8. В случае повреждения газопровода или обнаружении утечки из него продукта в процессе производства работ, весь персонал и технические средства должны быть немедленно выведены из опасной зоны, а эксплуатирующая организация немедленно извещена о повреждении (утечке).

ЛИТЕРАТУРА

1 . Рекомендации по прочностным расчетам надземных газопроводов. М.:ВНИИГЗ, 1988.

2 . Методика обследования и расчета напряженно-деформированного состояния всплывших и балочных переходов газопроводов. Ухта, КомиНИПИстрой, 1992.

3 . СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы. М.: Стройиздат, 1997.

4 . Рекомендации по оценке работоспособности участков газопроводов с поверхностными повреждениями. М.: ВНИИГАЗ, 1996.

5 . Рекомендации по оценке работоспособности дефектных участков газопроводов М.: ВНИИГАЗ,1998.

7 . Определение текущего технического состояния и проведение диагностирования карстовых участков газопроводов п.»Пермтрансгаз». М.: Отчет по теме 118.12.02, ВНИИ-ГАЗ, 1996.

8 . Правила охраны магистральных трубопроводов. Москва, 1982.

Приложение
(обязательное)

к «Методике оценки работоспособности
балочных переходов через малые реки, ручьи
и другие препятствия»

обследования технического состояния балочного перехода

в том, что в период с___________по__________20__г. была

выполнена оценка работоспособности балочного перехода________________________

(наименование магистрального перехода)

Параметры объекта: (категория участка трубопровода; диаметр трубопровода и толщина стенки; механические характеристики металла трубы; среднегодовой температурный перепад данной местности; сезонная температура газа на данном пикете; длина пролета; температура трубы при строительстве в период захлеста участка трубопровода)_______________________________________________________________

1) наличие и местоположение трещин в стенке трубы, сварных швах или иных дефектов в металле (анализ результатов внутритрубной дефектоскопии), показать на схеме ________________________________________________________________

2) условия опирания пролетов трубопроводов — наличие и местоположение зазоров между трубой и опорой (показать на схеме), плотность прилегания трубы к опоре, тип опирания концов пролета _____________________________________________

3) состояние изоляционного покрытия, наличие, местоположение и глубина коррозии металла труб (в т.ч. и в местах (опирания) выхода трубопровода из грунта)________

4) геодезическая съемка профиля (выполнялась, не выполнялась), по результатам съемки указать в т. ч. и стрелу прогиба ______________________________________

6) приборные измерения напряжений (выполнялись, не выполнялись), по результатам измерений указать основные значения напряжений ____________________________

Заключение о работоспособности балочного перехода

· по условию прочности (для осевых напряжений);

· по условию деформативности (для фибровых напряжений в растянутой и сжатой зонах).

Приложения к акту

1. Исполнительная схема измерений балочного перехода (с отметками по пунктам 1 ), 2 ), 3 ) и 5 ) результатов обследования) — выполняется в произвольной форме

2. Профиль балочного перехода по данным геодезической съемки ( приложение №1 )

3. Эпюра продольных напряжений по данным приборных измерений
( приложение №2 )

4. Таблица расчетных и допускаемых значений продольных напряжений ( приложение №3 ).

Профиль балочного перехода по данным геодезической съемки.

Километраж ________ Пикетаж___

Дата «__ «__________20_____г.

Эпюра продольных напряжений по данным приборных измерений.

Источник