ОДНОПРОЛЕТНЫЙ ПЕРЕХОД ТРУБОПРОВОДА НАД ЕСТЕСТВЕННЫМИ ПРЕГРАДАМИ
SINGLE-SPAN PIPELINE CROSSING OVER NATURAL OBSTACLES

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для сооружения переходов трубопроводов над естественными преградами (реками, оврагами).
При прокладке трубопроводов на некоторых участках переходов через естественные преграды по условиям строительства требуется применение надводного (надземного) однопролетного конструктивного исполнения таких переходов, при котором расстояние между опорными частями трубопровода создает изгибные напряжения трубопровода, превышающие максимально допустимые значения (см. СП 36.13330.2012 «Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*», п. 12.5).
При рассмотрении технической литературы, относящейся к надводным (надземным) переходам трубопровода через естественные преграды, выявлены технические решения, содержащие однопролетное конструктивное исполнение таких переходов.
Известен трубопроводный переход, содержащий балансирно-пространственные опоры, образованные из стрежневых равнобедренных треугольников, вершины которых соединены верхним поясом и содержат дополнительные продольно-подвижные опоры трубопровода (свидетельство на изобретение SU 1288426, кл. F16L 1/00, опубл. 07.02.1987 г.).
Недостатками данного устройства являются:
сложность применения опор на переходах через естественные преграды, имеющие высокие и крутые склоны берегов (оврагов);
недостаточные возможности для компенсации боковых ветровых нагрузок на межопорную часть трубопровода.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является однопролетный консольно-анкерный переход, содержащий береговые опоры, анкера и два кожуха, консольно уложенных на опоры, при этом длина внутренних консолей кожухов относительно опоры превышает длину внешних консолей, концы которых закреплены анкерами (патент на изобретение RU 2191946, кл. F16L 1/024, опубл. 27.10.2002 г.).
Недостатками данного устройства являются:
отсутствие возможности применения на переходах, имеющих ширину, при которой создаются изгибные напряжения трубопровода (с учетом изгибных напряжений кожухов), превышающие максимально допустимые значения;
недостаточные возможности для компенсации боковых ветровых нагрузок на межпролетную часть трубопровода.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в разработке технического решения, обеспечивающего устранение указанных недостатков путем применения однопролетного надводного (надземного) перехода трубопровода через естественные преграды, имеющие высокие и крутые склоны берегов (оврагов), ширину, при которой создаются изгибные напряжения трубопровода, превышающие максимально допустимые значения, с возможностью компенсации боковых ветровых нагрузок на межопорную часть трубопровода.
Технический результат изобретения заключается в увеличении длины перекрываемого пролета при сложном профиле естественной преграды, повышении поперечной устойчивости межопорной части трубопровода.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в однопролетном переходе трубопровода над естественными преградами, содержащем береговые опоры и анкера, согласно изобретению береговые опоры выполнены из опорных и распорных несущих элементов, попарно соединенных в их верхней части, и установлены на наклонные опорные плиты, размещенные в верхней части склона естественной преграды и неподвижно соединенные с ответными анкерными плитами, равноудаленно размещенными по обе стороны от оси трубопровода и закрепленными на горизонтальной поверхности, примыкающей к бровке склона естественной преграды, трубопровод размещен в боковых ложементах, прикрепленных к распорным несущим элементам, и в центральном ложементе, соединенном с помощью подвесок с пилонами, неподвижно установленными в верхней части каждой из береговых опор, при этом береговые опоры и подвески образуют с осью трубопровода углы, достаточные для компенсирования боковых ветровых нагрузок на трубопровод.
Изобретение поясняется фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 изображен однопролетный переход трубопровода над естественными преградами, общий вид.
На фиг. 2 изображен однопролетный переход трубопровода над естественными преградами, вид сверху.
На фиг. 1 и 2 применены следующие обозначения:
1 - трубопровод;
2 - опорный несущий элемент;
3 - наклонная опорная плита;
4 - анкерная плита;
5 - межплитный соединительный элемент;
6 - анкер;
7 - распорный несущий элемент;
8 - боковой ложемент;
9 - подвеска бокового ложемента;
10 - центральный ложемент;
11 - подвеска центрального ложемента;
12 - пилон;
13 - опорный элемент пилона.
Однопролетный переход трубопровода над естественными преградами работает следующим образом.
В верхней части склона естественной преграды по обе стороны от оси трубопровода 1, равноудаленно от нее, на горизонтальную поверхность, примыкающую к бровке склона естественной преграды, устанавливают анкерные плиты 4 и закрепляют их при помощи анкеров 6. К торцовой поверхности каждой анкерной плиты 4, обращенной в сторону естественной преграды, неподвижно присоединяют наклонную опорную плиту 3, на которой предварительно закрепляют береговую опору, состоящую из опорного несущего элемента 2 и распорного несущего элемента 7, которые в их верхней части неподвижно соединяют между собой. Положение наклонной опорной плиты 3 и анкерной плиты 4 относительно друг друга фиксируют при помощи межплитных соединительных элементов 5, жестко закрепляемых на боковых торцевых поверхностях этих плит. При этом опорный несущий элемент 2 закрепляют на наклонной опорной плите 3 под углом 90±10° к ней со стороны боковой торцевой поверхности наклонной опорной плиты 3. Соединение распорного несущего элемента 7 с наклонной опорной плитой со стороны ее боковой торцевой поверхности выполняют по углом 50-60°, а с опорным несущим элементом 2 - под углом 30-40°.
Для обеспечения компенсирования боковых ветровых нагрузок на трубопровод 1 на участке, проходящем под береговой опорой, опорный несущий элемент 2 и распорный несущий элемент 7 устанавливают на наклонной опорной плите 3 под углом 50-60° со стороны ее верхней или нижней боковой торцевой поверхности, образуя с осью трубопровода 1 в горизонтальной проекции угол 30-40°.
Верхние части каждой пары опорного несущего элемента 2 и распорного несущего элемента 7 жестко соединяют друг с другом. К каждому из распорных несущих элементов 7 прикрепляют боковой ложемент 8 при помощи подвесок бокового ложемента 9. В верхней части береговой опоры перпендикулярно оси трубопровода 1 устанавливают пилон 12 и фиксируют его положение при помощи опорных элементов пилона 13, которые жестко прикрепляют под углами 60° к опорному несущему элементу 2 и пилону 12. Пилон 12 выполняют длиной, равной длине подвески центрального ложемента 11. Длину подвески центрального ложемента 11 определяют из условия:
0,2 в < а ≤ 0,6 в,
где а - длина подвески центрального ложемента 11, м;
в - расстояние между точкой крепления подвески центрального ложемента 11 к центральному ложементу 10 и точкой крепления подвески бокового ложемента 9 к боковому ложементу 8, м.
При этом для обеспечения компенсирования боковых ветровых нагрузок на трубопровод 1 в средней части однопролетного перехода подвески центрального ложемента 11 образуют с осью трубопровода 1 в горизонтальной проекции угол 30-40°.
В такой же последовательности выполняют однопролетный переход на противоположной стороне естественной преграды.
Центральный ложемент 10 при помощи подвесок центрального ложемента 11 прикрепляют к торцевым частям пилона 12.
Трубопровод 1 путем протаскивания или проталкивания размещают в боковых ложементах 8 и центральном ложементе 10.
В результате реализации предложенного технического решения обеспечивается увеличение длины перекрываемого пролета при сложном профиле естественной преграды и повышение поперечной устойчивости межопорной части трубопровода.