Опора трубопровода

Техническое решение относится к области строительства, а именно к конструкциям опор для трубопроводов, в частности для трубопроводов теплоснабжения, горячего водоснабжения, технологических трубопроводов, которые являются социально ответственными и потенциально техногенно опасными сооружениями. Опоры трубопроводов являются особенно важными конструкционными узлами, предназначенными не только для поддержания конструкции, но и для восприятия возникающих и периодически изменяющихся продольных и поперечных нагрузок, вызываемых изменениями температуры транспортируемой среды. Чем больше диаметр трубопровода, тем больше опорная масса, амплитуды нагрузок, продольные и поперечные перемещения трубы относительно опоры.
Наиболее близкой из известных является опора трубопровода, содержащая фундаментный блок, трубопроводную и фундаментную опорные части с узлами продольной и поперечной температурных подвижек с поверхностями скольжения, узлы температурных подвижек дополнительно содержат каждый взаимоприлегающие по плоским или профильным поверхностям с возможностью относительного проскальзывания верхнюю проставку, закрепленную на обращенной к трубопроводу опорной части, и нижнюю проставку, закрепленную на обращенной к фундаменту опорной части, выполненные из антифрикционного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярной массой более 2 миллионов углеродных единиц с добавлением от 2 до 5 процентов либо двуокиси титана, либо дисульфида молибдена, либо от 5 до 8 процентов углерода, при этом обе или по крайней мере нижняя проставка снабжены соросборными канавками на поверхности скольжения, расположенными под углом от 30 до 60 градусов по отношению к направлению подвижки, например, пересекающимися при встречном исполнении (RU 2537425 С2, 10.01.2015).
Основным недостатком известных конструкций является нестабильность функционирования узлов температурных подвижек - их сильная зависимость от состояния поверхностей трения - засоренности и примерзания деталей, чему способствует попадание абразивного материала, например песка и влаги в соросборные канавки в случае накопления и невозможности их своевременной очистки. Особенно это сказывается в подземных конструкциях, размещенных в каналах, закрытых бетонными плитами, при технологически допущенном отсутствии контроля и периодического обслуживания (до аварийного случая). После очередной подвижки, трубопровод покоится, удерживаемый силами трения. Со временем в нем нарастает напряжение температурной деформации и происходит срыв и очередное рывковое перемещение трубопровода и подвижных деталей опор. Опоры подвергаются не только продольным и вертикальным, но и поперечным - ударным нагрузкам, которые пропорциональны силам трения в узлах.
Задачей настоящего технического решения является создание опоры трубопровода, предотвращающей указанное динамическое воздействие на опору или трубопровод при подвижках трубопровода.
Технический результат заключается в снижении динамических нагрузок на опору и трубу при подвижках трубы относительно опоры.
Достигается это тем, что опора трубопровода, содержит бетонный блок, имеющий ложемент по форме дуги поверхности трубопровода, не превышающей центральный угол 180°, на нижней поверхности блока выполнено ступенчатое углубление, в большей ступени которого размещена бетонная опорная подушка, между которой и опорной поверхностью бетонная блока размещена полимерная антифрикционная вставка, закрепленная к поверхности бетонного блока и имеющая поперечный паз, в котором с зазором по высоте размещен ответный выступ полимерной антифрикционной накладки, закрепленной к бетонной опорной подушке и контактирующей с полимерной антифрикционной вставкой, причем длина бетонной опорной подушки и ответного выступа полимерной антифрикционной накладки не менее длины поперечного паза бетонного блока. Опора может быть снабжена полимерной антифрикционной накладкой по форме ложемента и размещенной на ней демпфирующей разрезной цилиндрической оболочкой из полимерного материала, внутренний диаметр соответствует наружному диаметру трубы, а длина превышает ширину ложемента бетонного блока вдоль оси трубы. Бетонный блок, может быть армирован каркасом, усиленным Л-образными симметрично расположенными относительно его продольной оси элементами, что позволяет воспринимать значительные, в том числе и с тангенциальными составляющими, нагрузки при подвижке.
Существенность признаков технического решения определяется их направленностью на технический результат. Ложемент по форме дуги с центральным углом не более 180° (предпочтительно - от 120°) обеспечивает устойчивое размещение трубы на полимерной антифрикционной накладке с возможностью продольного скольжения, что уменьшает динамические нагрузки. Ступенчатое углубление на нижней поверхности бетонного блока ограничивает смещение, уменьшая при этом динамические нагрузки за счет того, что в большей его ступени размещена бетонная опорная подушка, между которой и опорной поверхностью бетонного блока размещена полимерная антифрикционная вставка, закрепленная к поверхности бетонного блока и имеющая поперечный паз, в котором с зазором по высоте размещен ответный выступ полимерной антифрикционной накладки, закрепленной к бетонной опорной подушке и контактирующей с полимерной антифрикционной вставкой.
Длина бетонной опорной подушки, а также параметры паза и выступа - ответный выступ полимерной антифрикционной накладки не менее длины поперечного паза армированного бетонного блока, обеспечивая тем самым снижение динамических нагрузок в широком диапазоне величин возможных температурных подвижек трубопровода без выхода выступа за пределы поперечного паза.
Техническое решение иллюстрируется:
- На Фиг. 1 показана опора в продольном вертикальном разрезе по трубопроводу.
- На Фиг. 2 показана схема армирования бетонного блока.
- На Фиг. 3 вид по А на фиг. 1.
- На Фото. 4 представлен макет опоры в сборе.
- На Фиг. 5 показана поперечное сечение бетонного блока опоры.
- На Фиг. 6 показано сечение по узлу поперечной подвижки.
Опора трубопровода, содержит бетонный блок 1. В бетонном блоке 1 высотой Н, шириной S и длиной L образован ложемент из полимерной антифрикционной накладки 2 шириной D по форме дуги поверхности трубопровода, не превышающей центральный угол 180°. В бетонном блоке 1 со стороны его нижней поверхности выполнено ступенчатое углубление (фиг. 6), в большей ступени которого размещена бетонная опорная подушка 3, между которой и опорной поверхностью бетонного блока размещена полимерная антифрикционная вставка 4, которая закреплена к поверхности бетонного блока 1 и имеющая поперечный паз, в котором с зазором по высоте размещен ответный выступ 5 полимерной антифрикционной накладки 6, закрепленной к бетонной опорной подушке 3 и контактирующей с полимерной антифрикционной вставкой 4. Длина бетонной опорной подушки 3 и ответного выступа 5 полимерной антифрикционной накладки не менее ширины S армированного бетонного блока и образованного в нем поперечного паза. Опора может быть снабжена полимерной антифрикционной накладкой 2 по форме ложемента и размещенной на ней демпфирующей разрезной цилиндрической оболочкой 8 из полимерного материала, внутренний диаметр соответствует наружному диаметру трубы, а ее длина превышает длину ложемента бетонного блока вдоль оси трубы. Бетонный блок может быть армирован каркасом (фиг. 2), усиленным Л-образными симметрично расположенными относительно его продольной оси элементами 9. Крепление бетонной опорной подушки может быть осуществлено анкерами 10. Положение трубы ограничивается хомутами 11, закрепленными к бетонному блоку 1 болтовым соединением 12. Бетонная опорная подушка может иметь боковые монтажные болты 13.
Работает опора трубопровода следующим образом.
После очередной подвижки трубопровод покоится, удерживаемый силами трения до нарастания напряжения, вызванного температурной деформацией и, при преодолении сил трения, происходит перемещение трубопровода и подвижных деталей опоры. Наличие и конструктивное выполнение бетонного блока 1 со ступенчатым углублением и размещением бетонной опорной подушки 3 в большей ступени углубления, а также наличие полимерной антифрикционной вставки 4, закрепленной к поверхности бетонного блока 1 и имеющей поперечный паз, в котором с зазором по высоте размещен ответный выступ 5 полимерной антифрикционной накладки 6 - позволяет значительно снизить динамические нагрузки при перемещении трубы. Для этого необходимо, чтобы длина бетонной опорной подушки 3 и ответного выступа 5 полимерной антифрикционной накладки была равна или превышала ширину S армированного бетонного блока и образованного в нем поперечного паза.
Такое техническое решение обеспечивает снижение динамических нагрузок, в том числе и тангенциальных, на опору и трубу при подвижках трубы относительно опоры.