Р 537-84 Руководство по технологии укладки и заглубления трубопроводов через водохранилища и крупные реки

1.1. Настоящее Руководство разработано в развитие "Инструкции по строительству подводных переходов магистральных трубопроводов" *. Руководство распространяется на строительство переходов магистральных газопроводов и нефтепродуктопроводов через водохранилища и крупные реки с шириной по зеркалу воды (при меженных уровнях) более 750 м.

________________

* Документ не действует. Действуют ВСН 010-88, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.     

1.2. В зависимости от геологических, гидрологических и климатических условий в районе перехода, конструкции подводного трубопровода, используемых технических средств применяют различные технологические схемы укладки и заглубления подводных трубопроводов:

• с предварительной разработкой подводной траншеи на всю ширину водной преграды и последующей укладкой трубопровода;

• с предварительной разработкой участков подводной траншеи, последующей (по участкам) укладкой плетей трубопровода и стыковкой уложенных плетей в единую нитку;

• с разработкой подводной траншеи и непрерывной одновременной укладкой в нее подводного трубопровода;

• с укладкой трубопровода на дно водоема или в частично подготовленную траншею с последующим его дозаглублением до проектных отметок.

Третью и четвертую технологические схемы наиболее целесообразно применять при наличии специальных технических средств: трубоукладочных барж (третья схема) и трубозаглубительных установок (четвертая схема).

1.3. Сроки, технологическая последовательность и производительность технических средств для разработки подводных траншей и укладки трубопроводов должны быть взаимно увязаны, чтобы избежать производства указанных работ в неблагоприятных гидрологических условиях, а также простоев техники из-за отсутствия фронта работ.

1.4. Для сокращения объемов и повышения качества подводных земляных работ рекомендуется применять технологию ступенчатой разработки траншей земснарядами, характеризующуюся:

• ступенчатым уменьшением ширины траншеи по дну от середины водной преграды к берегам;

• поэтапной разработкой траншеи, исходя из условия минимальной ее заносимости, первоначально на прибрежных и островных, затем на более глубоководных участках русла;

• ступенчатым изменением отметок продольного профиля дна разрабатываемой траншеи.

2.1. Технология разработки подводных траншей на переходах через большие водные преграды зависит от геологических, гидрологических и климатических условий; объемов и сроков производства подводных земляных работ, проектных параметров траншеи. Рекомендуется совмещать работу нескольких земснарядов, различающихся по своим технологическим характеристикам: производительности, категории разрабатываемых грунтов, глубине грунтозабора, способу транспортирования грунта в отвал [1].

2.2. Разработке подводной траншеи предшествуют следующие подготовительные работы:

• составление проекта производства работ;

• разбивка в натуре границ разработки траншеи (по дну), установка створных знаков;

• установка вех и светящихся буев для обозначения мест подводных свалок;

• устройство навигационного ограждения судового хода для движения грунтоотвозных шаланд и вспомогательных судов к местам подводных свалок (при работе землечерпательных снарядов);

• установка реечных водомерных портов с привязкой нулей отсчета к постоянным реперам;

• водолазное обследование дна в полосе раскрытия траншеи, удаление топляков и затонувших предметов, препятствующих производству работ;

• доставка на объект горюче-смазочных материалов.

2.3. В проекте производства подводных земляных работ определяют возможные сроки разработки траншеи с учетом гидрологической обстановки и календарного графика строительства, оценивают производительность земснарядов, уточняют границы и последовательность их перемещений, рабочие параметры траншеи, способы оперативного контроля за технологическим процессом разработки траншеи.

2.4. Продолжительность периода возможного использования земснарядов определяется средними сроками прохождения весеннего ледохода и начала осенних ледовых образований, сведения о которых обычно содержатся в проекте перехода или могут быть получены в ближайшем районном управлении гидрометслужбы. До спада половодья рекомендуется выполнять засыпку урезных траншей, намыв площадок, разработку траншей в тяжелых грунтах.

2.5. В условиях короткой летне-осенней межени, характерной для рек Западной Сибири, следует прогнозировать возможные сроки начала и окончания разработки траншей земснарядами в зависимости от водности года.

Для прогнозирования используются графики хода уровней за характерные годы (маловодный, средний, многоводный), которые сравнивают с текущим графиком хода уровней. Графики строят по данным ближайшего к месту перехода водопоста с учетом срезки (разницы) уровней на указанном водопосту и в створе перехода. По величине подъема уровня на пике паводка текущего года можно судить о возможных сроках спада половодья, соответственно планируя основные сроки разработки траншей. В период половодья допускается разработка траншей преимущественно на участках русла со слабой заносимостью.

2.6. Выбор типа снаряда зависит от характера грунтов, глубин разработки, объемов и сроков выполнения работ, гидрометеорологических условий.

В табл.1 приводятся рекомендуемые типы земснарядов в зависимости от характера разрабатываемых грунтов.

Таблица 1

Примечание. + рекомендуется разрабатывать; - не рекомендуется разрабатывать; х - не рационально разрабатывать.

2.7. Разработку подводных траншей рекомендуется выполнять земкараваном, состоящим из: землесосного снаряда производительностью 700-1000 м грунта в час, из одночерпакового или многочерпакового снаряда производительностью 150-300 м грунта в час и вспомогательных судов. Объемы работ планируют земснарядам пропорционально их технической производительности, к которой вводится поправочный коэффициент на группу грунта , определяемый по табл.2.

Таблица 2

2.8. Границы участков и последовательность разработки траншеи земснарядами устанавливают, исходя из следующих предпосылок: земснаряды должны быть удалены друг от друга на расстояние, исключающее взаимные помехи при работе и перекладке якорей; заносимость траншеи должна быть минимальной; объемы работ рекомендуется распределять с учетом примерно одинаковой продолжительности работы земснарядов; разработка траншей не должна препятствовать судоходству.

2.9. С целью уменьшения объема заносимости траншей, разрабатываемых в песчаных грунтах при скоростях течения больше неразмывающих, рекомендуется следующая очередность работ: в первую очередь разрабатывают траншею на приурезных и примыкающих к ним участках русла с глубинами менее 1/3 максимальной глубины в створе, затем разрабатывают оставшийся участок траншеи (рис.1).

2.10. Земснаряды с меньшей глубиной грунтозабора устанавливают на прибрежных, приурезных и островных участках траншеи. Для определения границ работы земснарядов с различной глубиной грунтозабора на продольном профиле дна траншеи выделяют (см. рис.1):

• участки, которые можно разрабатывать до проектных отметок земснарядом с меньшей глубиной грунтозабора;

• участки, которые можно разрабатывать теми же земснарядами до промежуточной отметки;

• участки, которые можно разрабатывать только земснарядами с большей глубиной грунтозабора.

Границы участков уточняют, исходя из объемов работ, планируемых для земснарядов. Для этого определяют объемы и продолжительность работ на каждом из выделенных участков. Сбалансированность работ по срокам достигается за счет соответствующего распределения объемов на участках, которые частично или полностью можно разрабатывать земснарядами с различной глубиной грунтозабора.

При определении границ работы земснарядов необходимо по возможности стремиться к тому, чтобы изменение параметров траншеи (глубины и ширины) в пределах каждого участка было минимальным.

2.11. Разработку траншеи выполняют в соответствии с рабочим профилем, составленным на основе проектного профиля. Изменение отметок траншеи на рабочем профиле задают ступенчато по участкам (см. рис.1). В пределах каждого участка глубину разработки принимают одинаковой, но не менее проектной глубины. Участки разбивают по возможности и одинаковым шагом и перепадом отметок не более 0,5 м.

2.12. В границах работы каждого земснаряда в плане делают разбивку на карты соответственно изменению ширины траншеи по дну. При разработке траншеи на проектную глубину за одну проходку земснаряда ширину карт принимают равной проектной ширине траншеи по дну или несколько больше ее с учетом последующего обрушения откосов. В последнем случае ширину траншеи по дну увеличивают на ,

где - коэффициент заложения откоса по проекту;

- коэффициент заложения откоса, устанавливающийся в процессе разработки траншеи и зависящий от скорости ее разработки [2];

- проектная глубина траншеи.

2.13. При послойной разработке траншеи ширину карт для каждой проходки принимают равной ширине проектной траншеи на промежуточной отметке.

2.14. Технология разработки траншеи должна соответствовать типу грунторазрабатывающего механизма, условиям производства работ (характеристикам грунтов, параметрам траншеи, скорости течения), возможностям оперативного контроля рабочих перемещений механизма и параметров траншеи в процессе ее разработки.

При разработке траншеи применяют один из следующих способов перемещения земснаряда:

• траншейный способ - земснаряд перемещают вперед по створу с помощью становых тросов и удерживают от поперечного смещения папильонажными тросами;

• параллельный папильонаж - земснаряд перемещают с помощью папильонажных тросов параллельно створу в границах поперечного профиля траншеи с постепенной подачей вперед по мере ее разработки;

• веерный папильонаж - земснаряд перемещают в границах поперечного профиля траншеи с помощью передних папильонажных тросов при закрепленном положении кормы в створе.

2.15. Траншейный способ применяют на несвязных, легко осыпающихся песчаных грунтах, при ширине траншеи по дну не более 5 м и глубинах воды, достаточных для перемещения земснаряда и обслуживающих его судов. Ориентация снаряда осуществляется по осевым створам. В процессе перемещения земснаряда контролируют положения фиксированной точки судна (точки наблюдателя) в створе и азимут в направлении продольной оси судна, который должен совпадать с азимутом по линии створа.

2.16. Папильонажные способы применяют для разработки траншеи в песчаных грунтах, если ширина траншеи по дну превышает 5 м, а также в связных и малоосыпающихся грунтах. Применение параллельного папильонажа возможно, если глубины на бровках траншеи (при минимальном строительном уровне) превышают осадку земснаряда.

Для работы способом параллельного папильонажа выставляют осевой и два боковых створа, ограничивающих крайние положения перемещений земснаряда в пределах ширины разрабатываемой карты грунта. В процессе перемещений земснаряда контролируют азимут по направлению продольной оси судна, который должен совпадать с азимутом по линии створа, и крайние положения земснаряда.

2.17. Для работы способом веерного папильонажа выставляют осевой створ. В процессе перемещений земснаряда контролируют положение в створе фиксированной точки (на корме судна) и угол между продольной осью судна и створом, максимальное значение которого не должно превышать расчетного значения, определяемого из выражения

,                                                     (1)

где - ширина разрабатываемой карты грунта (равная ширине траншеи на рабочей отметке);

- длина грунторазрабатывающей рамы ниже уровня воды;

- глубина грунтозабора.

2.18. Для повышения точности установки земснаряда по осевому створу рекомендуется перекладывать становые якоря при хорошей видимости створных знаков.

2.19. При определении глубины грунтозабора в месте забоя необходимо знать точное местоположение (пикетаж) грунторазрабатывающего органа, которое не совпадает с местоположением фиксированной точки земснаряда, относительно которой производят измерения и привязку расстояний к проектному профилю. Отклонения фактических координат грунтозаборного устройства относительно точки измерения на палубе земснаряда могут быть учтены введением поправок , , определяемых из выражений:

;                   (2)

,               (3)

где - расстояние (по горизонтали) от точки наблюдателя до шарнирной опоры рамы;

- измеренная глубина погружения грунторазрабатывающего устройства от уровня воды;

- разность отметок оси шарнирной опоры рамы земснаряда и воды;

- угол разворота оси земснаряда относительно проектного створа;

- длина рамы земснаряда от шарнирной опоры до крайней точки грунтозаборного устройства.

Координату точки наблюдения определяют с помощью дальномера и указателя троса становой лебедки, глубину измеряют с помощью индикатора глубины или эхолота.

На некоторых земснарядах имеется система контроля заданного угла папильонирования .

2.20. В целях поддержания требуемых глубин подводной траншеи при укладке трубопровода рекомендуется одновременно с его протаскиванием осуществлять подчистку траншеи впереди идущим земснарядом.

В приложении 1 приведен пример технологической последовательности разработки траншеи при переходе через реку Обь.

Заглубление трубопроводов, уложенных на дно

2.21. Заглубление трубопровода после его укладки на дно допускается на участках рек и водоемов, сложенных легкими грунтами, разработка которых не требует предварительного рыхления механическим или взрывным способом. Укладке трубопровода предшествует планировка дна, обеспечивающая допустимые радиусы изгиба.

2.22. Для заглубления трубопроводов используют специальные трубозаглубительные снаряды, землесосные снаряды с гидрорыхлителями, грунтососы и гидромониторы.

2.23. Перед заглублением уложенного трубопровода выполняют его промеры эхолотом с обязательной фиксацией осевого створа перехода и двух контрольных боковых створов. Результаты промеров оформляют в виде совмещенного продольного профиля дна водоема и уложенного трубопровода, а также плана в полосе промеров с обозначением местоположения оси трубопровода.

2.24. На основе указанных материалов составляют проект заглубления трубопровода, в котором определяют: границы заглубления, допустимую величину уступа (высоту заглубления), количество проходок, способы контроля отметок дна траншеи и трубопровода, мероприятия, предупреждающие повреждения трубопровода в процессе его заглубления.

2.25. Трубопровод заглубляют за минимальное число проходок. Допустимую высоту уступа и длину пролета определяют расчетом в зависимости от характеристик трубопровода и рельефа дна (приложение 2). На начальном участке заглубления трубопровод должен иметь необходимый запас длины на изгиб по -образной кривой. Если профиль дна не позволяет создать такой запас, то заглубление необходимо начинать вблизи берега, чтобы конец трубопровода мог свободно перемещаться под действием продольных усилий, возникающих при изгибе трубопровода по -образной кривой.

2.26. Урезные и прибрежные участки подводной траншеи разрабатывают заблаговременно до укладки трубопровода. Сопряжение дна траншеи и водоема на этих участках выполняют по вогнуто-выпуклой кривой с допустимыми радиусами кривизны.

2.27. Если трубопровод не может быть заглублен за одну проходку по условиям расчета напряженно-деформированного состояния, то в случае интенсивного занесения траншеи рекомендуется выполнять последнюю проходку с максимально допустимым заглублением.

2.28. Земснаряды, используемые для заглубления трубопровода, перемещаются траншейным способом. Становые якоря укладывают на расстоянии не менее 5 м от трубопровода ниже по течению. Земснаряд разворачивают под небольшим углом к створу. Оперативный контроль за разработкой траншеи осуществляют путем эхолотирования с кормы земснаряда. Положение грунторазрабатывающего органа относительно трубопровода периодически проверяют с помощью водолазов. Перед подъемом грунтозаборной рамы земснаряд несколько смещают вниз по течению и разворачивают корпус на некоторый угол. При последующем спуске рамы необходимо контролировать положение грунтозаборного устройства в траншее относительно трубопровода.

3.1. Выбор технологической схемы при укладке способом протаскивания зависит от ширины водной преграды, массы и отрицательной плавучести трубопровода, используемых тяговых средств, сезона.

Основным тяговым средством для протаскивания трубопроводов является лебедка ЛП-151. В качестве дополнительных тяговых средств при необходимости создать усилие более 300 тс применяют лебедки ЛП-1, ЛП-1А.

3.2. При тяговом усилии более 150 тс протаскивание трубопровода с помощью лебедки ЛП-151 осуществляют плетями длиной не более 230 м (при использовании блока на оголовке трубопровода). После протаскивания очередной плети трос отсоединяют от мертвяковой опоры и закрепляют на вспомогательном тяговом средстве (лебедка, трактор). Сматывают трос с барабана основной лебедки и одновременно вытаскивают звено анкерного троса на берег. При этом тяговая ветвь троса перепускается через блок на длину, равную удвоенной длине протаскиваемой плети.

3.3. Для уменьшения длины троса и соответственно тягового усилия лебедку ЛП-151 устанавливают на барже. Трубопровод протаскивают с перестановкой баржи в процессе пристыковки очередной плети (рис.2). Количество перестановок зависит от длины плетей и способа запасовки тягового троса (без блока, с блоком). Расстояние от оголовка трубопровода до баржи при протаскивании должно быть не менее 50 м.

3.4. Для уменьшения тягового усилия и увеличения поперечной устойчивости трубопровода при протаскивании рекомендуется использовать понтоны повышенной грузоподъемности, группируемые по нескольку понтонов вместе (рис.3).

3.5. После протаскивания трубопровода понтоны отстрапливают в строго определенной последовательности во избежание провисов на вогнутых участках рельефа. В первую очередь снимают понтоны на вогнутом участке, наиболее удаленном от одного из берегов.

Укладка трубопроводов способом протаскивания с регулированием плавучести

3.6. Указанный способ применяют при укладке нефтепроводов диаметром более 1020 мм, протаскивание которых требует приложения тяговых усилий, превышающих номинальное усилие используемых тяговых средств, а также для укладки газопроводов с понтонами.

3.7. Укладку трубопровода осуществляют поэтапно способом протаскивания и способом свободного погружения с учетом продольного профиля дна и в зависимости от глубин на соответствующем участке перехода. На глубоководном участке трубопровод укладывают протаскиванием, на участке с меньшими глубинами - способом свободного погружения.

3.8. Технологическая последовательность укладки зависит от местоположения монтажной площадки и профиля дна траншеи, в соответствии с которыми применяют различные схемы:

• первая схема - когда монтажная площадка размещена со стороны мелководного участка водоема;

• вторая схема - когда монтажная площадка размещена со стороны глубоководного участка водоема;

• третья схема - когда глубоководный участок в середине водоема разделен мелководными участками, примыкающими у обоих берегов;

• четвертая схема - когда глубоководные участки размещены у обоих берегов и разделены мелководным (островным) участком для двухрукавного русла.

3.9. По первой схеме укладку трубопровода выполняют в такой технологической последовательности (рис.4, а):

• протаскивают трубопровод с одновременным заполнением его водой на расчетную длину , после чего прекращают подачу воды. Далее протаскивают трубопровод до противоположного берега. При этом концевой участок трубопровода (в мелководной зоне) всплывает. По окончании протаскивания возобновляют залив воды в трубопровод со стороны оголовка и укладывают плавающий участок.

3.10. По второй схеме укладку трубопровода выполняют в следующей технологической последовательности (рис.4, б): протаскивают трубопровод с одновременным заполнением его водой на расчетную длину , после чего прекращают подачу воды. В головную часть трубопровода подают воздух от компрессора до ее всплытия, затем продолжают протаскивание трубопровода до выхода оголовка на противоположный берег. На завершающем этапе заполняют водой (с помощью насоса) сначала концевой участок (со стороны монтажной площадки), а затем весь трубопровод. При этом плавающий участок погружается на дно. Концевой участок заполняют водой медленно (с ограниченным расходом воды), чтобы избежать образования воздушных пузырей. После заполнения водой концевого участка залив продолжают с максимальным расходом.

3.11. По третьей технологической схеме трубопровод укладывают в следующей последовательности (рис.4, в): протаскивают трубопровод с одновременным его заполнением водой на расчетную длину , после чего прекращают подачу воды. Протаскивают трубопровод на расчетную длину с постепенным всплытием концевого участка; закачивают воздух в головную часть трубопровода до его всплытия. Продолжают протаскивание трубопровода до выхода оголовка на противоположный берег. Заполняют трубопровод водой с концевого участка.

3.12. Длину участков трубопровода , , , заполняемых водой в процессе протаскивания, определяют расчетом [3] (из условия, чтобы напряжения в трубопроводе при его всплытии не превышали допустимых значений) и контролируют по соответствующим отметкам, нанесенным на наружную поверхность трубопровода.

Укладка трубопровода свободным погружением с натяжением и самонатяжением

3.13. Приложение растягивающего усилия к трубопроводу в процессе его погружения с поверхности воды позволяет существенно увеличить допустимую глубину укладки по сравнению со свободным погружением трубопровода без натяжения.

Для создания растягивающего усилия можно использовать тяговые лебедки и специальные натяжные устройства. При закреплении концов трубопровода к неподвижным береговым опорам растяжение трубопровода создают за счет его самонатяжения в процессе погружения. Самонатяжение трубопровода можно использовать для создания больших усилий при относительно малых перемещениях, что имеет место для трубопроводов диаметром 1020 мм и более.

3.14. Технология укладки трубопровода с самонатяжением включает следующие операции (рис.5):

• установку неподвижных опор на обоих берегах;

• монтаж плети трубопровода и вывод ее наплаву в створ укладки;

• закрепление трубопровода к береговым опорам: с одного конца - посредством короткого (практически нерастяжимого) троса, с другого конца - посредством упругого элемента с расчетными деформативными характеристиками (отрезок троса расчетной длины, гидроцилиндр);

• укладку трубопровода свободным погружением со стороны нерастяжимой связи до промежуточной глубины , при этом упругий элемент не работает;

• укладку трубопровода погружением с самонатяжением на глубинах, превышающих .

3.15. Глубину определяют расчетом [3]. Величину продольного растягивающего усилия , которое необходимо создать за счет самонатяжения трубопровода, определяют расчетом напряженно-деформированного состояния трубопровода при его погружении на максимальную глубину по методике, приведенной в приложении 4. Расчет технологических параметров укладки трубопровода с самонатяжением приводится в приложении 5.

3.16. Для стабилизации натяжения и повышения надежности укладки трубопровода можно использовать силовой гидроцилиндр, оттарированный на величину расчетного усилия, которое остается постоянным в пределах перемещения подвижного штока цилиндра.

При необходимости увеличения усилия натяжения можно использовать систему параллельно установленных гидроцилиндров. Если требуется увеличить длину перемещения (при постоянном усилии натяжения), то гидроцилиндры устанавливают последовательно.

Величину усилия натяжения трубопровода контролируют с помощью динамометра.

Укладка трубопровода из длинномерных плетей, изготовленных на централизованной базе

3.17. Плети трубопровода подготавливают на централизованной базе и транспортируют наплаву к месту строительства перехода. Плети должны соответствовать техническим условиям на их изготовление.

3.18. К месту строительства транспортируют одиночные плети или несколько плетей, скрепленных в плоты. Порядок буксировки согласовывается с Бассейновым управлением пути.

Плети транспортируют двумя буксирами-катерами. Усилие буксировки определяют расчетом (приложение 6).

3.19. Транспортируемые плети могут быть забалластированы полностью до проектной величины либо частично, с некоторым запасом плавучести, либо не иметь пригрузки.

В первом случае плавучесть плети обеспечивают закреплением понтонов. Запас плавучести для частично балластируемых плетей создают путем чередования пригруженных и непригруженных участков плети. Длину непригруженных участков по отношению к общей длине плети определяют из выражения

,                                                               (9)

где - заданный запас плавучести при транспортировке плети (в среднем на единицу длины);

- вес в воде забалластированных участков (на единицу длины);

- плавучесть незабалластированных участков (на единицу длины);

В табл.3 приведены значения относительной длины незабалластированных участков для трубопроводов диаметром 1020 мм и 1220 мм.

Таблица 3

3.20. Доставленные на переходах плети крепят вблизи берега вне судового хода, в местах, защищенных от господствующего направления ветров и действия волн, создаваемых проходящими судами.

3.21. Монтаж трубопровода из доставляемых на переход готовых плетей выполняют либо на береговой площадке, куда предварительно вытаскивают плети, либо наплаву с использованием плавсредств и специального оборудования. Укладку трубопровода соответственно осуществляют способом протаскивания с берега либо погружением с поверхности воды. Возможно также комбинирование обоих способов укладки. Вторая технологическая схема монтажа позволяет укладывать трубопровод по мере готовности подводной траншеи с минимальным разрывом во времени. Ее применение возможно при ограниченных скоростях течения и высоте волн; кроме того, доставляемые плети должны быть забалластированы до проектной величины.

3.22. При необходимости дополнительной балластировки плети вытаскивают на берег и выкладывают параллельно створу. Перед балластировкой производят визуальный осмотр состояния изоляции и футеровки, исправляют обнаруженные дефекты, а в случае необходимости сварочных работ производят повторное гидравлическое испытание в соответствии с указаниями СНиП III-42-80 (табл.17 для первого этапа).

3.23. При укладке плетей трубопроводов комбинированным способом работы выполняют в следующей технологической последовательности (рис.6): разрабатывают траншею на участке с глубинами, превышающими допустимые, для способа свободного погружения трубопровода. Протаскивают трубопровод на глубоководном участке либо с ближайшего берега, либо с мелководного участка. При протаскивании с берега головной участок плети разгружают понтонами и в процессе протаскивания заполняют водой. Всплытие головного участка для последующей пристыковки плетей осуществляют путем вытеснения воды. При протаскивании с мелководного участка трубопровод наращивают наплаву одновременно с разработкой глубоководного участка траншеи, а протаскивание выполняют по ее завершении. При этом концевой участок протаскиваемой плети остается наплаву для последующего наращивания.

3.24. После укладки трубопровода на глубоководном участке его наращивают длинномерными плетями со стыковкой наплаву по мере готовности траншеи.

3.25. Наращивание плетей на мелководном участке осуществляют следующим способом: выводят первую плеть с понтонами в створ перехода и опускают на дно путем залива воды в полость трубопровода. После опуска трубопровода понтоны снимают, оставляя их только на отрезке расчетной длины со стороны стыкуемой плети. Выводят вторую плеть в створ перехода. В оголовок первой плети подают сжатый воздух до его всплытия и выравнивания положения близко к горизонтальному.

Стыкуют обе плети в плавучей камере, на плавучей монтажной площадке или с борта баржи: закрепляют плети соосно, обрезают заглушки, вваривают катушку, просвечивают и изолируют стыки. После стыковки плеть заливают водой и погружают на дно во избежание длительного воздействия гидродинамических нагрузок. Снимают понтоны, за исключением концевого участка плети, который оставляют заполненным воздухом и лишь частично притапливают на безопасную по условиям судоходства и волнения глубину.

3.26. Последующее наращивание выполняют аналогично. Перед протаскиванием плети, смонтированной указанным образом, из нее вытесняют воду с помощью разделителя.

4.1. Трубы, предназначаемые для укладки с трубоукладочной баржи, должны отвечать следующим требованиям:

• иметь повышенные прочностные характеристики: временное сопротивление - 5200-5400 кгс/см, предел текучести - 3800-4000 кгс/см;

• должны быть испытаны на заводе на внутреннее давление согласно СНиП II-45-75*;

  ________________

  * На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.05.06-85, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

иметь изоляционное покрытие усиленного типа, преимущественно заводского изготовления, отвечающее требованиям СНиП II-45-75. Концы труб длиной 150 мм должны быть свободны от изоляции;

иметь сплошное кольцевое балластное покрытие (за исключением незаизолированных участков по концам), по возможности с большей плотностью.

4.2. Трубы балластируются в заводских условиях армированным бетоном (с использованием установки непрерывного набрызга или опалубки), а также непосредственно на переходе с использованием сборных кольцевых железобетонных грузов типа УТК [4].

4.3. Трубы, доставляемые на переход без утяжеляющего покрытия, должны иметь защитную обертку толщиной не менее 1 мм, предохраняющую изоляционное покрытие от механических повреждений при погрузочно-разгрузочных транспортных и монтажных работах.

4.4. Бетонное покрытие труб, предназначенных для укладки на глубоководных участках водоемов, не доступных для разработки траншеи, должно обладать повышенной прочностью. Трубы с утяжеляющим покрытием и утяжеляющие грузы должны иметь маркировку в соответствии с "Руководством" [4].

4.5. Утяжеляющие покрытия и грузы должны удовлетворять допускам по весу, линейным размерам и качеству изготовляемой поверхности, которые регламентируются техническими условиями и нормативными документами. Точность измерения параметров, контролируемых в процессе подготовки трубопровода к укладке, регламентируется "Руководством по метрологическому обеспечению строительства подводных переходов магистральных трубопроводов" Р 391-80*. М., ВНИИСТ, 1981 и "Инструкцией по метрологическому обеспечению контроля качества строительства магистральных трубопроводов" **, М., ВНИИСТ, 1982.

 ________________

* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

** Документ не действует. Действуют ВСН 012-88. - Примечание изготовителя базы данных.

4.6. Трубы с балластным покрытием доставляют на переход преимущественно водным транспортом, перегружают на береговую площадку и частично на трубоукладочную баржу с помощью плавучего крана. При перегрузке труб на берег кран швартуется к временному причалу, а при перегрузке на трубоукладочную баржу - непосредственно к барже с подветренного борта. На берегу трубы складируют с помощью трубоукладчиков. Разгрузку судов производят при силе ветра не более 4 баллов. На барже создают запас труб, необходимый для ее безостановочной работы, с учетом допустимой грузоподъемности баржи.

Состав комплекса трубоукладочных средств

4.7. В состав комплекса трубоукладочных средств входят:

• трубоукладочная баржа для укладки и стыковки трубопроводов;

• крановое судно для перегрузки труб с покрытием (или грузами) с транспортных барж на береговую площадку и на трубоукладочную баржу;

• судно-буксировщик для транспортировки трубоукладочной баржи на переход и перестановки якорей в процессе укладки трубопровода;

• водолазный бот для обслуживания водолазных работ при укладке трубопровода;

• пассажирское судно для смены рабочих вахт и обслуживания команды трубоукладочного судна;

• судно-заправщик для обеспечения трубоукладочной баржи и вспомогательных судов топливом, водой, смазочными материалами;

• катер БМК для оперативной доставки людей и мелких грузов на трубоукладочную баржу и вспомогательные суда.

4.8. Трубоукладочная баржа должна отвечать следующим требованиям:

максимальная осадка баржи в нерабочем положении должна допускать ее транспортировку по внутренним водным путям:

• габариты баржи не должны препятствовать ее пропуску по судоходным шлюзам в районе плавания;

• баржа должна быть приспособлена для стыковки трубопроводов;

• баржа может эксплуатироваться на внутренних водоемах и прибрежных участках морей с ограничениями по гидрометеорологическим условиям;

• грузоподъемность установленного на барже кранового оборудования, конструкция стингера и монтажной рампы, усилие натяжных устройств, мощность тяговой лебедки, удерживающая способность якорей, средства контроля должны обеспечивать безопасную укладку трубопровода на проектную глубину;

• конструкция стингера должна позволять укладывать трубопроводы с понтонами.

4.9. Для связи между судами используют телефонную и радиосвязь. Все суда должны иметь средства дальней радиосвязи. Дополнительно на всех судах и на береговом причале устанавливают радиотелефонную аппаратуру ближнего действия (типа УКВ).

Особенности проектных решений

4.10. При разработке проектов переходов многониточной системы трубопроводов через водохранилища с применением трубоукладочных комплексов необходимо рассмотреть:

• возможность прокладки на переходе трубопроводов того же диаметра, что и на линейной части;

• возможность и технико-экономическую целесообразность уменьшения расстояния между нитками (по сравнению с нормами СНиП II-45-75) и укладки нескольких трубопроводов в общую траншею с учетом конструктивных особенностей трубоукладочной баржи и гидрометеорологических условий на участке перехода;

• дополнительные требования к трубам и мероприятия по контролю их качества в процессе транспортировки, перегрузки и монтажа, гарантирующие надежность подводного трубопровода без предварительного (до укладки) испытания на внутреннее давление.

4.11. Отступления проектов от СНиП II-45-75 и СНиП III-42-80, обусловленные спецификой прокладки трубопроводов с трубоукладочной баржи, не учитываемой действующими нормами, подлежат согласованию с Госстроем, до пересмотра действующих норм.

4.12. Расстояние между трубопроводом, прокладываемым с баржи, и параллельной ниткой уложенного трубопровода определяется максимально возможным отклонением трубопровода от створа в процессе укладки. Это отклонение зависит от точности системы ориентации и конструктивных особенностей систем перемещения и удержания баржи в створе. В случае обоснованной возможности уменьшения расстояний между нитками менее 30 м (для газопроводов диаметром до 1020 мм) и менее 50 м (для газопроводов диаметром свыше 1000 мм) следует рассмотреть варианты разработки подводной траншеи, при которых исключается работа земснарядов рядом с уложенными подводными трубопроводами. С этой целью предусматривают поэтапную разработку подводной траншеи соответственно этапам укладки трубопровода для нескольких ниток сразу. Уменьшение расстояний между нитками целесообразно, если при этом объемы работ сокращаются не менее чем на 20%.

4.13. Производительность земснарядов при разработке подводной траншеи должна быть достаточной для обеспечения необходимого темпа укладки трубопровода с трубоукладочной баржи (приложение 7). Земляные работы выполняют с опережением по отношению к укладке и с технологическим заделом, исключающим взаимные помехи земснаряда и трубоукладочной баржи при работе и перекладке якорей. Величина технологического задела должна составлять не менее 500 м.

4.14. Засыпка трубопровода допускается только после его испытания по завершении укладки.

Расчеты технологических параметров укладки трубопровода с трубоукладочного судна

4.15. Основным критерием при расчете является допустимая кривизна трубопровода в верхней (при сходе с баржи) и нижней (вблизи дна) критических зонах изгиба:

,                                                         (10)

где - минимальный радиус кривизны трубопровода, см;

, - соответственно диаметр (в см) и площадь поперечного сечения трубы, см;

- допускаемые монтажные напряжения в трубопроводе, кгс/см;

- максимальная величина продольного растягивающего усилия в трубопроводе, кгс.

Минимальный радиус кривизны стингера, ограничивающего изгиб трубопровода в верхней зоне, должен быть не менее величины из выражения (10).

4.16. Кривизна трубопровода в нижней зоне зависит от конструкции и длины стингера, глубин водоема, поперечных и продольных нагрузок на провисающем участке.

Технологические и расчетные схемы укладки трубопровода с баржи показаны на рис.7, 8.

4.17. Параметры трубопровода: угол и высота в точке схода со стингера, длина пролета, реакции в опорных сечениях изменяются в процессе укладки и достигают предельных значений в зоне наибольших глубин и на примыкающем к ней участке с обратным уклоном два.

Расчет параметров трубопровода выполняют на основе следующих исходных данных, которые в каждом конкретном случае считают заданными:

- наружный диаметр;

- толщина стенки трубы;

- наружный диаметр трубопровода с покрытием;

- масса снаряженного трубопровода;

- выталкивающая сила воды;

- отрицательная плавучесть трубопровода;

- допустимые монтажные напряжения;

- момент инерции сечения трубы;

- момент сопротивления;

- площадь поперечного сечения трубы;

- угол наклона монтажной рампы;

- радиус кривизны стингера;

- длина стингера;

- плавучесть стингера (при шарнирном закреплении);

- номинальное усилие натяжных устройств.

4.18. Статический расчет трубопровода при укладке с трубоукладочной баржи (применительно к прямолинейному стингеру) выполняют, исходя из следующих предпосылок (см.рис.7). Прямолинейный стингер имеет шарнирное закрепление в верхней части и регулируемую плавучесть, позволяющие изменять угол наклона стингера в зависимости от глубины укладки трубопровода. Прилегание трубопровода к стингеру на участке схода контролируют системой датчиков. Стингер сопрягается с наклонной монтажной рамкой по допустимому радиусу . В трубопроводе создают натяжение, величина которого ограничена номинальным усилием натяжных устройств.

Напряжение в трубопроводе регулируют путем изменения отрицательной плавучести трубопровода, усилия натяжения и угла наклона стингера. Расчет выполняют в следующей последовательности:

определяют величину продольного растягивающего усилия , которое можно создать в месте касания трубопроводом дна при максимальной глубине укладки и номинальном усилии натяжения :

,                                                         (11)

где - выталкивающая сила, действующая на единицу длины трубопровода.

По формуле (10) определяют минимальный допустимый радиус изгиба трубопровода;

определяют безразмерное соотношение , по таблице 7 приложения 8 находят параметры , , , ;

определяют расчетные параметры трубопровода на провисающем участке:

;                                                                (12)

     
;                                                             (13)

     
;                                                     (14)

определяют предельные значения параметров стингера:

;                                                      (15)

     
;                             (16)

     
.                                                  (17)

Безмерные параметры вычисляют по формулам:

;                                                     (18)

     
;                                                   (19)

     
;                                           (20)

     
.                                                         (21)

Фактические параметры стингера: угол поворота , длина , плавучесть должны быть не менее предельных значений, рассчитанных по формулам (14), (15), (17).

Продольное растягивающее усилие, которое необходимо создать в точке касания трубопроводом дна , и угол схода трубопровода со стингера связаны с максимально возможной глубиной укладки следующей зависимостью:

.                                       (22)

Относительную длину участка прилегания трубопровода к стигнеру (минимальную длину стингера) определяют из выражения

.                                         (23)

Относительная высота точки отрыва трубопровода от стингера:

; ,                                  (24)

Относительная длина пролета

; .                                              (25)

При заданном значении угла параметр определяют по табл.7 приложения 8 из выражения

;                                      (26)

соответственно

.                                                       (27)

В частном случае, когда продольное усилие в точке касания трубопроводом дна равно нулю, параметры укладки находят из выражений:

;                                                        (28)

     
;                                                           (29)

     
.                                                       (30)

Пример расчета технологических параметров укладки трубопровода с прямолинейного стингера дан в приложении 9.

4.19. Статический расчет подводного трубопровода, укладываемого с жесткого криволинейного стингера, выполняют по программе, составленной на языке Фортран 11, 12. Расчетом определяют форму упругой линии, изгибающие моменты и напряжения в сечениях трубопровода для заданной глубины укладки в зависимости от параметров стингера и натяжных устройств. При этом программа находит такую форму упругой линии, при которой напряжения в сечениях трубопровода, будут меньше допустимого значения.

Опускаемый с помощью стингера трубопровод принимает форму -образной кривой (рис.9). В верхней своей части он опирается на стингер, в нижней части между точкой схода со стингера и точкой касания дна находится в провисающем состоянии. Угол наклона касательной и изогнутой оси находится в пределах , где - угол наклона монтажной рампы. В точке касания трубопровода с дном этот угол равен углу наклона дна .

4.20. При определении параметров укладки трубопровода с баржи необходимо учитывать возможность случайных отклонений фактической величины отрицательной плавучести трубопровода от расчетного значения в большую сторону, что может привести к увеличению фактических напряжений на нижнем участке -образной кривой.

Коэффициенты относительного увеличения отрицательной плавучести трубопровода определяют из выражения:

                                                    (31)

где - относительная величина нормативного допуска на массу трубопровода;

- относительная величина нормативного допуска на водоизмещение трубопровода;

- расчетная величина массы единицы длины трубопровода, подготовленного к укладке;

- расчетная величина водоизмещения единицы длины трубопровода, подготовленного к укладке;

- расчетная величина отрицательной плавучести трубопровода, подготовленного к укладке.

Из двух значений коэффициентов принимают наибольший.

Понтоны устанавливают из расчета отрицательной плавучести трубопровода, равной

,                                                            (32)

где - отрицательная плавучесть трубопровода, учитываемая при расчете его напряженно-деформируемого состояния.

Минимальная расчетная величина отрицательной плавучести должна превосходить абсолютную величину нормативного допуска.

4.21. Возможность укладки трубопровода с криволинейного стингера можно оценить с помощью формул (33)-(39), соответствующих частному случаю расчетной схемы при условии равенства нулю величины продольного усилия в точке касания трубопровода с дном:

;                                                (33)

     
;                                                  (34)

     
;                                               (35)

     
;                                            (36)

     
;                                                         (37)

     
 ;                                                               (38)

     
.                                                               (39)

Расчетные значения , сопоставляют с заданными. При условии, что фактическая длина стингера не менее расчетной, можно считать допустимым укладку трубопровода на расчетную глубину с усилием натяжения при отрицательной плавучести трубопровода .

Пример оценки технологических параметров укладки приведен в приложении 10.

Технология укладки трубопроводов с трубоукладочного судна

4.22. Укладке трубопровода с трубоукладочной баржи должны предшествовать следующие работы:

• промеры дна по створу перехода;

• водолазное обследование дна водоема на участке бестраншейной укладки;

• разработка подводной траншеи в границах, обеспечивающих необходимый фронт работ для укладки трубопровода;

• установка береговой опоры с блоком, изготовление оголовка трубопровода, подготовка оборудования и оснастки, необходимых для выполнения работ на первом этапе укладки;

• установка светящихся створных знаков и ограничительных буев;

• устройство временного причала для вспомогательных судов;

• устройство площадки для складирования труб;

• доставка на переход и подготовка к укладке партии труб на первый этап укладки.

4.23. Прокладку трубопровода с трубоукладочной баржи осуществляют в несколько последовательных этапов (рис.10):

• укладывают трубопровод на одном из прибрежных участков путем протаскивания наращиваемой на барже плети;

• укладывают трубопровод на основном глубоководном участке с перемещением баржи;

• укладывают трубопровод на другом прибрежном участке по аналогии с первым этапом;

• стыкуют основной и прибрежный участки в единую нитку.

4.24. Прокладку параллельных ниток трубопроводов выполняют с соблюдением следующих требований:

• уложенную нитку трубопровода обозначают буями через 250 м;

• по трассе прокладываемой нитки устанавливают поплавки и выставляют створные знаки;

• якоря трубоукладочной баржи укладывают на расстоянии не менее 100 м от проложенных ниток. Границы зоны укладки якорей обозначают вехами на берегу;

• в процессе укладки контролируют расстояние между параллельными нитками путем эхолотирования по поперечникам между двумя контрольными створами, обозначаемыми на эхолограммах в момент их прохождения.

4.25. Укладку трубопровода с трубоукладочной баржи выполняют в соответствии с проектом производства работ, в котором определяют:

• границы последовательных этапов разработки траншеи, укладки трубопроводов и их стыковки;

• технологические параметры укладки трубопровода на каждом этапе и по участкам трассы: угол наклона стингера, усилие натяжения, отрицательную плавучесть трубопровода, расстояние между понтонами и другие;

• технологическую последовательность работ на каждом этапе укладки;

• методы контроля и порядок приема трубопровода.

4.26. Работы на барже выполняют круглосуточно и организуют по вахтовому методу.

4.27. Укладку трубопровода выполняют в следующей технологической последовательности.

Трубоукладочную баржу устанавливают в створе перехода на минимальном удалении от берега, регламентируемом осадкой баржи. Конец троса со спусковой лебедки баржи подают на берег, заводят через заанкеренный блок, вытягивают на баржу и закрепляют на оголовке первой трубы, уложенной на монтажной рампе. После этого приступают к монтажу трубопровода, вытягивая его на берег с помощью спусковой лебедки. Шаг подвижки трубопровода соответствует длине стыкуемой трубы или секции. После выхода оголовка трубопровода на берег тяговый трос отсоединяют и сматывают на барабан спусковой лебедки. Дальнейшую укладку трубопровода осуществляют путем циклического перемещения баржи. В намеченном месте, удобном для последующей стыковки, трубопровод опускают на дно, предварительно заглушив его конец. Разворачивают трубоукладочную баржу и осуществляют укладку прибрежного мелководного участка с помощью спусковой лебедки, как указано выше. На заключительном этапе выполняют стыковку прибрежного участка с уложенной ниткой трубопровода. Концы трубопровода поднимают с борта трубоукладочной баржи имеющимися на ней грузоподъемными средствами, центруют, сваривают, проверяют качество сварки, изолируют и опускают на дно.

4.28. Во избежание недопустимых сжимающих напряжений в трубопроводе и значительного его изгиба в плане перед спуском состыкованного участка создают предварительное натяжение трубопровода с помощью спусковой лебедки. Усилие натяжения должно быть достаточным для перемещения всего прибрежного участка и вытягивания слабины, равной разности длин криволинейного -образного участка (при стыковке) и его горизонтальной проекции.

4.29. Конструкция трубоукладочного судна может предусматривать монтаж одиночных труб или двух-трехзвенных секций. В первом случае сварочные работы выполняют поточно-расчлененным способом на трех сварочных пунктах. На первом пункте с помощью центратора производят сборку, прихватку стыка, а при монтаже труб 1220 мм - сварку первого слоя шва; на втором и третьем пунктах выполняют сварку остальных слоев шва.

При сборке трехзвенных секций все операции по сварке стыка выполняют расчлененным способом на одном пункте.

4.30. Производительность трубоукладочной баржи определяется затратами времени на 1 цикл работ, складывающимися из времени наиболее продолжительной операции на одном из постов и времени на перестановку баржи.

В приложении 7 приведены данные о времени выполнения отдельных видов работ и производительности трубоукладочной баржи при монтаже трубопровода 1020 мм20 мм из одиночных труб и трехзвенных секций. К наиболее продолжительным операциям, peгламентирующим производительность баржи, относятся сварка и контроль стыка.

4.31. Для уменьшения напряжений в трубопроводе при укладке на максимальных глубинах его оснащают понтонами, которые устанавливают в кормовой части судна. Понтоны должны иметь устройства автоматической отстроповки. По мере продвижения баржи участок трубопровода, уложенный на дно, освобождают от понтонов. Понтоны отстрапливают сериями на участках трубопровода длиной 200-400 м, доставляют на баржу, и подготавливают к последующей установке. На концевые участки стыкуемых плетей понтоны не навешивают.

5.1. При разработке подводных траншей и укладке подводных трубопроводов в вопросах техники безопасности следует руководствоваться:

СНиП III-4-80* "Техника безопасности в строительстве". М., Госстройиздат, 1980;

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 12-03-2001, СНиП 12-04-2002. - Примечание изготовителя базы данных.

"Правилами техники безопасности при строительстве магистральных трубопроводов Миннефтегазстроя". М., Недра, 1970;

"Правилами техники безопасности при производстве подводно-технических работ на реках и водохранилищах"*, Минречфлот РСФСР. М., Транспорт, 1965;

________________

* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

"Едиными правилами охраны труда на водолазных работах"*. М., Транспорт, 1965.

________________

* На территории Российской Федерации действуют Межотраслевые правила по охране труда при проведении водолазных работ. - Примечание изготовителя базы данных.

5.2. При эксплуатации электроустановок электросетей и кабелей следует руководствоваться "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей"*. М., Энергоиздат, 1968.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют Межотраслевые Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00). - Примечание изготовителя базы данных.

5.3. При перемещении грузов кранами следует руководствоваться "Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов"*. М., Металлургия, 1976.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ПБ 10-382-00. - Примечание изготовителя базы данных.  

5.4. Плавучие технические средства, используемые при разработке подводных траншей и укладке трубопроводов, должны отвечать требованиям Речного регистра РСФСР и быть укомплектованы штатным снаряжением и спасательными средствами.

Перед началом подводно-технических и монтажных работ весь производственный персонал должен пройти инструктаж по технике безопасности с учетом конкретных условий строительства (независимо от сроков ранее проводимых инструктажей).

5.5. При транспортировке плетей трубопровода наплаву следует руководствоваться Правилами пропуска судов, составов и плотов через судоходные шлюзы* и Правилами плавания по внутренним судоходным путям. Не допускается причаливание лодок к плети и нахождение на ней людей.

________________

* На территории Российской Федерациидокумент не действует. Действуют Правила пропуска судов и составов через шлюзы внутренних водных путей Российской Федерации. - Примечание изготовителя базы данных.   

5.6. При монтаже плетей трубопровода и их перемещении необходимо соблюдать следующие требования: перед началом работ необходимо проверить состояние стальных полотенец, канатов, блоков и тормозных устройств кранов-трубоукладчиков.

В процессе работ следует строго соблюдать схему расстановки механизмов, не следует превышать величины допустимых нагрузок, выноса стрел и высоты подъема трубопровода каждым краном-трубоукладчиком. В случае выхода из строя одного из кранов-трубоукладчиков необходимо немедленно опускать трубопровод на грунт.

5.7. При протаскивании трубопровода по дну водной преграды необходимо:

• надежно прикрепить лебедку к мертвяковой опоре, рассчитанной на максимальное усилие;

• использовать систему дистанционного управления лебедкой;

• проверить надежность тягового троса, в случае необходимости испытать его на разрывное усилие;

• вывести весь персонал на безопасное расстояние от тяговых и якорных канатов, устанавливаемое проектом производства работ, но не менее 20 м;

• следить за показаниями динамометра лебедки, не допуская перегрузки троса свыше расчетной величины;

• обеспечить синхронную работу тяговых средств на противоположных берегах с помощью радиотелефонной связи.

5.8. Укладка трубопровода в темное время суток допускается только при достаточном освещении района работ прожекторами и обеспечении соответствующей сигнализацией.

5.9. Во избежание аварии при укладке трубопровода необходимо выполнить технологические расчеты с учетом несущей способности трубопровода, действующих на него нагрузок, грузоподъемности используемых технических средств.

5.10. При погрузке и разгрузке транспортных судов, доставляющих на переход трубы, необходимо руководствоваться правилами по грузоподъемным устройствам судов.

5.11. В процессе эксплуатации судов земкаравана необходимо проверять состояние блоков, тросов, скоб и других приспособлений, используемых в процессе работы, и своевременно устранять их неисправности. Рабочие места во время ремонта должны иметь хорошее освещение.

Между плавучими средствами и берегом должна быть установлена надежная связь (радио, рупоры, сигналы сиреной).

5.12. При выполнении водолазных работ в процессе укладки и заглубления подводных трубопроводов необходимо руководствоваться требованиями техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.012-77* "Работы водолазные. Общие требования безопасности", ГОСТ 12.2.035-78* "Водолазное снаряжение и средства обеспечения водолазных спусков и работ".

________________

* На территории Российской Федерации действуют Межотраслевые правила по охране труда при проведении водолазных работ. - Примечание изготовителя базы данных.    

5.13. Разработку подводных траншей и укладку трубопроводов следует выполнять строго в соответствии с проектом производства и календарным графиком работ.

5.14. Монтаж трубопровода на трубоукладочной барже и его укладка допускаются при гидрологических и метеорологических условиях, определяемых правилами эксплуатации баржи. При высоте волн, скоростях течения и ветра, превышающих допустимые значения, необходимо приостановить монтажные работы, установить заглушку на конце монтируемой плети, опустить трубопровод на дно и вывести баржу в ближайшее место отстоя.

5.15. Сварочное и специальное электрооборудование, используемое на барже и плавсредствах при монтаже трубопровода, должно иметь зануление.

5.16. Понтоны, используемые при укладке трубопроводов, должны иметь устройства автоматической отстроповки. Отстроповку допускается выполнять после вывода судов и плавучих технических средств из зоны всплытия понтонов.

Рис.1. Схема разработки подводной траншеи двумя земснарядами: I - первый этап работ; II - второй этап работ; 1 - профиль дна реки; 2 - проектный профиль траншеи; 3 - ступенчатый рабочий профиль траншеи

Основой для прогнозирования возможных сроков начала и окончания работ служат графики хода уровней в створе перехода (рис.2 приложения 1).

Рис.2. Графики хода уровней воды: 1 - многоводный год; 2 - средний по водности год; 3 - маловодный год; 4 - продолжительность ледового периода; 5 - строительный уровень воды

Суммарную суточную выработку и часовую производительность земснарядов (при двухсменной работе) определяем исходя из указанного проектного объема и возможной продолжительности работ (табл.1 приложения 1).

Таблица 1

Примечание. Производительность определяем с учетом коэффициента использования земснарядов по времени (0,7).

По условиям зависимости принимаем следующую последовательность работ: в первую очередь разрабатывают траншею на мелководном участке от ГК 16 до правого берега ГК 4, во вторую очередь - на глубоководном участке ГК 16 - левый берег.

Определяем участки траншеи, которые могут быть разработаны до проектных отметок земснарядом с глубиной грунтозабора 12 м: урез левого берега от ГК 23; островной участок ГК 15-9.

Определяем объем работ на этих участках (130 тыс. м)

Исходя из одинаковой производительности земснарядов, планируем им равный объем работ - 190 тыс. м.

Определяем участок траншеи, который можно разрабатывать до промежуточной отметки: ГК 23-21-70. Объем работ в 60 тыс. м на этом участке планируем земснаряду с глубиной грунтозабора 12 м.

Границы и очередность работы земснарядов показаны на схеме (см. рис.1 приложения 1). Направление движения земснарядов при разработке траншеи принято одинаковым - в сторону берега, что исключает взаимные помехи при перекладке якорей.

Ориентация земснарядов - визуальная, по береговым створам. Траншею разрабатывают в соответствии со ступенчатым рабочим профилем, заменяющим проектный профиль. В табл.2 приложения 1 приведена разбивка по участкам в границах первого этапа работ.

Таблица 2

Участок от ГК 5-50 до берега разбит на отрезки длиной до 10 м с шагом изменения глубин 0,7 м.

Траншею разрабатывают способом веерного папильонажа на полную глубину. При ширине траншеи по дну 11 м, длине грунторазрабатывающей рамы 30 м и глубинах от 3 до 14 м угол поворота земснаряда относительно линии створа на рассмотренном выше участке составляет:

• при 14 м; 8°30';

• при 3 м; 9°30'.

Расстояние от земснаряда (в фиксированной точке) до опорной точки на берегу измеряют по дальномеру. Пикетаж в точке грунтозабора уточняют введением поправок к измеренным по дальномеру расстояниям. Поправки определяют из выражения (2). Например, при 30 м, 20 м, 1 м, 9° значения поправок составят для максимального и минимального значений глубины на рассмотренном участке:

• при 14 м; -6 м;

• при 3 м; -10 м.

Для определения истинного местоположения (пикета) грунтозаборного устройства вычитают из измеренного по дальномеру расстояния значение поправки с ее знаком и составляют дополнительную таблицу (табл.3 приложения 1) с указанием для каждого участка контрольного расстояния по дальномеру.

Таблица 3

Аналогичные поправки вносят для всех участков ступенчатого профиля.

Рис.3. Расчетная схема трубопровода как балки на трех опорах

Расчетные параметры определяют по формулам, полученным на основе решения приближенного дифференциального уравнения изогнутой оси трубопровода [6]:

;                                                    (40)

     
;                             (41)

     
,                                      (42)

где - модуль упругости (для стали 2,1·10 кгс/см);

- момент инерции поперечного сечения трубы, см;

- отрицательная плавучесть трубопровода, кгс/см;

- масса трубы (без изоляции и пригрузки) на единицу длины, кг/см;

- момент сопротивления, см.

Расчетная схема трубопровода как балки на упругом основании показана на рис.4 приложения 2.

Рис.4. Расчетная схема трубопровода как балки на упругом основании

Расчетные зависимости получены путем совместного решения дифференциальных уравнений изогнутой оси трубопровода для провисающего участка и верхнего участка опирания на грунт, рассматриваемого как полубесконечная балка на винклеровском основании [6]:

;                                              (43)

     
;                              (44)

     
;                                 (45)

     
;                                 (46)

     
;                                             (47)

     
;                                (48)

     
,                        (49)

где - коэффициент поперечного сопротивления грунта, кгс/см;

- наружный диаметр трубопровода с балластом, см;

- угол взаимного поворота опорных сечений трубопровода, рад.

В частном случае при 0 0 расчетные параметры определяют из выражений:

;                                (50)

     
;                                       (51)

     
;                                              (52)

     
,

где определяют по графику функции (рис.5 приложения 2)

.                    (53)

Рис.5. Графики ,

Значения функции определяют по графику рис.5 приложения 2.

При 0 расчет выполняют последовательным приближением:

при известных значениях параметров, входящих в правую часть выражения (53), по графику рис.5 приложения 2 определяют значение в первом приближении (при 0, 0) и соответствующее ему значение из выражения (54):

;                                          (54)

     
;                                     (55)

определяют параметр из выражения

.                                     (56)

По табл.4 приложения 2 при полученном ранее значении определяют уточненное значение . Если расхождение значений 0,05, то дальнейшего уточнения не требуется.

Таблица 4

Значения параметра для различных

Далее определяют параметр из выражения

.                                                       (57)

Определяют и соответствующее .

Находят

,                                                    (58)

где определяют из выражения (46).

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

1. Определить допустимую высоту забоя траншеи при заглублении трубопровода 1020x20 мм с отрицательной плавучестью 1,50 кгс/см и допустимыми напряжениями 2300 кгс/см, 7,85·10 см. Определить соответствующую длину пролета.

Определяем допустимый радиус изгиба и параметр

м;

.

По формулам (40) и (41) находим:

• 0,01166; 5,4 м;

• 0,285; 133 м.

2. Определить те же параметры при коэффициенте постели 1 кгс/см, если диаметр трубопровода с балластным покрытием 120 см.

Определяем ....*.

______________

* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.

По графику рис.5 приложения 2 находим 18,4, 135.

По формулам (50)-(52) находим

; 3,9 м

; 126 м.

3. Определить те же параметры при углах поворота опорных сечений +2° и -2°, ±0,0349.

По формуле (54) находим:

.

Определяем значение из выражения (56):

.

По табл.4 приложения 2 находим:

• при 500 16,3; при 400,  15,3. Экстраполяцией находим при 467, 16;

• при -500, 200,5; при -450, 19,9. Экстраполяцией находим при -467 20,1.

Уточняем значение и при 4,95

при +2, 438, 15,7;

при -2, -485, 20,3.

Дальнейшего уточнения не требуется.

Определяем параметр из выражения (57)

при 2°

;

при -2°

.

Определяем

при 2°,    0,238,    111 м;

при -2°, 0,297, 139 м.

По формуле (46) находим

при 2°    2,72; при -2,    0,482;

соответствующие значения:

• при 2°    ;

• при -2°    .

Допустимый перепад отметок в верхнем и нижнем опорных сечениях 5,18 м при 2°; 2,2 м при -2°.

Рис.6. Расчетная схема трубопровода при укладке способом свободного погружения:

а - положение трубопровода; б - распределение усилий на провисающем участке; в - распределение усилий в элементе трубопровода

Точка касания с дном представляется шарнирно-неподвижной опорой, последний неутопленный понтон подвижным шарниром. Под действием приложенных нагрузок в шарнирно-неподвижной опоре возникает реакция, показанная на рис.6 приложения 4 ее составляющими и .

Форму упругой линии трубопровода в провисающей части определяют по следующим дифференциальным уравнениям:

;                                             (60)

     
;                                           (61)

     
;                            (62)

     
;                                                      (63)

     
;                                                      (64)

     
,                                                        (65)

где и - горизонтальная и вертикальная составляющие сил, действующих в сечении;

- изгибающий момент;

- сила Архимеда на единицу длины ;

- удельный вес воды;

- диаметр трубопровода с учетом утяжеляющего бетонного слоя.

Система дифференциальных уравнений (60)-(65) должна удовлетворять граничным условиям в точке опирания на последний неутопленный понтон (в точке 0) и в точке касания с дном (точке ). Однако сама область не определена и положение точки неизвестно. Поставленная задача формулируется как задача Коши для системы нелинейных уравнений (60)-(65) при начальных условиях в точке 0 (0):

                                                             (66)

На нижнем конце трубопровода в точке граничными условиями являются:

                                                          (67)

Считаем, что на больших глубинах упругость основания не влияет на величину реакции дна.

Неизвестными на верхней опоре являются поперечная сила и момент . Решаем задачу следующим образом.

Считаем, что для понтона в его предельном состоянии (перед потоплением) действительна следующая формула:

.                                                     (68)

Определяя момент на верхней опоре по формуле

(07),                                            (69)

решаем задачу Коши при начальных условиях (66), (68), (69).

Здесь значения [] определяют исходя из условия, чтобы максимальные напряжения в сечениях трубопровода не превышали допускаемых:

,                                                   (70)

где - допустимое напряжение.

Поскольку обетонирование трубы незначительно увеличивает ее жесткость, при определении площади поперечного сечения , момента сопротивления и момента инерции в расчет принимаются параметры, характеризующие металлическую трубу.

Задача Коши решается для ряда значений момента , определяемого формулой (69). То решение, которое удовлетворяет с заданной точностью граничным условиям в точке , 0, и будет решением поставленной задачи об изгибе трубопровода.

Интегрирование уравнений (60)-(65) при начальных условиях (66), (68), (69) выполняется методом конечных разностей по следующим рекурентным формулам для узлов сетки (1, 2, ..., ), где - шаг сетки:

;                                              (71)

     
;                                        (72)

     
;                                   (73)

     
;           (74)

     
;                                         (75)

     
.                                           (76)

Путь решения разностной задачи следующий: вычислив по формуле (68) и задавшись по формуле (69) значением , выполняем процесс (71)-(76) до тех пор, пока не будет удовлетворено граничное условие в нижней точке для угла .

При этом задается также положение уровня залива воды в трубопроводе (оно может задаваться как глубиной залива и сравниваться с координатой , т.е. в виде коэффициента , так и в виде координаты по переменной , т.е. . Соответственно в формулах (71)-(76) подставляется значение либо . Следует иметь в виду, что при достижении узлов сетки, совпадающих с понтонами, сила пересчитывается с учетом грузоподъемности понтона В.

После этого проверяется второе граничное условие (0). Если оно не выполнено, меняется и решается задача при другом граничном условии . При некотором значении удовлетворяются оба граничных условия в точке , что свидетельствует о решении задачи.

Напряжения в любой точке не должны превышать допустимые, т.е. должно соблюдаться условие

,                                                   (77)

где

.                                            (78)

Программа SPT позволяет находить форму упругой линии, изгибающие моменты, напряжения и усилия в сечениях трубы в зависимости от натяжения и параметров трубопровода.

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ

Исходные данные

GP - грузоподъемность понтонов, кг;

F1 - угол наклона дна, рад;

ТЕТA(1) - начальный угол наклона трубопровода, рад;

X(1), Y(1) - начало декартовой системы координат, м;

УН - предполагаемая глубина укладки, м;

Е - модуль упругости материала трубы, кгс/м;

ЕР - точность удовлетворения граничного условия для момента в точке касания дна;

RU - начальное натяжение , кгс;

R0 - плотность воды , кг/м;

HP - расстояние между понтонами, м;

HL - шаг сетки разностной схемы при решении задачи Коши МКР, м;

DS - допустимое напряжение [], кгс/м;

Р1 - число ;

D1 - внешний диаметр трубы, м;

D2 - внутренний диаметр трубы, м;

D3 - внешний диаметр трубы с учетом обетонирования, м;

ВМ - отрицательная плавучесть трубопровода, кгс/м.

Информация, выводимая на печать

Исходные данные

D1, D2, D3 - диаметры , и ;

Р - отрицательная плавучесть ;

Е1 - изгибная жесткость ;

В - грузоподъемность понтонов ;

S - пролет между понтонами ;

HW - уровень залива воды ;

F1 - угол наклона дна ;

Начальные условия

ТЕТA - угол наклона ;

x; у - координаты , ;

T - горизонтальная составляющая ;

V - вертикальная составляющая ;

М - изгибающий момент ;

САРРА - коэффициент ;

Решение

"УЗЕЛ" - номер узла ;

X - абсцисса ;

У - ордината ;

Т - горизонтальная составляющая усилия ;

V - вертикальная составляющая усилия ;

N - продольное усилие ;

Q - перерезывающая сила ;

М - изгибающий момент ;

SIGMA - нормальное напряжение .

Примечания.

1. 1. Уровень залива воды определяется в подпрограмме SUBROUTINE FS (величина) следующим образом:

   =С YH.

2. 2. При значении TD шаг разностной схемы уменьшается в CDR раз. Величина ТD вычисляется внутри подпрограммы SUBROUTINE FS по формуле TD=CDT*1,7453E-2 (если CDT=1, то ТD=0,1°, CDT=2, то TD=0,2° и т.д.).

3. 3. Значения величин С, СDR и CDT задаются в подпрограмме SUBROUTINE FS.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Определить возможную глубину укладки и выполнить статический расчет трубопровода.

Исходные данные

1,02 м; 5000 кг;

0,98 м;28 м;

1,20 м; 150 кгс/м;

1280,4 кгс/м; 50000 кгс;

2034,0 кгс/м; 0;

2,1·10 кгс/м; 0;

3·10 кгс/м; 2 м;

0,8.

Точность решения

±0,5°

±0,005 [].

Решением задачи получены: конфигурация упругого изгиба трубопровода, эпюры напряжений, изгибающих моментов и усилий в трубопроводе. На рис.7 приложения 4 представлены конфигурация упругого изгиба и эпюра напряжений в трубопроводе, скачки напряжений соответствуют местам крепления понтонов. Максимальное напряжение на верхнем участке упругого изгиба 0,91·10 кгс/м, на нижнем участке 2,3·10 кгс/м, т.е. меньше допустимого при глубине укладки 33 м.

Рис.7. Конфигурация трубопровода и эпюра напряжений () при укладке свободным погружением

Для определения предельно допустимой глубины укладки необходимо произвести ее расчет для ряда значений , соответствующих различным уровням залива воды в трубопроводе и определяющих при всех остальных заданных параметрах глубину его укладки. По результатам расчетов строятся графики зависимости . Предельно допустимая глубина укладки соответствует значению . На рис.8 приложения 4 представлены графики зависимости для различных значений натяжения и расстояния между понтонами : 1 - 50 тс, 20 м; 2 - 50 тс, 24 м; 3 - 0, 28 м; 4 - 25 тс, 28 м; 5 - 50 тс, 28 м; 6 - 75 тс, 28 м; 7 - 100 тс, 28 м.

Рис.8. Графики зависимости максимальных напряжений в нижней части упругого изгиба трубопровода от глубины укладки при различных значениях запаса плавучести (кгс/м) и усилия натяжения (тс):

1 - 100, 50; 2 - 58, 50; 3 - 29, 0; 4 - 29, 25; 5 - 29, 50; 6 - 29, 75; 7 - 29, 100

Пользуясь такими графиками, можно определить величины натяжения и плавучести трубопровода, необходимые для его укладки на различные глубины водоема.

Рис.9. Графики зависимости при различном запасе плавучести плети (кгс/м): 1 - 29; 2 - 58; 3 - 100

На рис.9 представлены графики зависимости допустимой глубины укладки от натяжения при 3·10 кгс/м для различных значений избыточной плавучести плети : 1 - 28,6 кгс/м (28 м); 2 - 58 кгс/м (24 м); 3 - 1000 кгс/м (20 м). Как видно из графиков рис.9, допустимая глубина укладки обетонированного трубопровода увеличивается с увеличением натяжения и с уменьшением запаса плавучести плети. Оптимальный режим укладки трубопровода можно обеспечить, регулируя величину натяжения в зависимости от глубины дна водоема в соответствии с графиками рис.9.

1. Полное гидродинамическое сопротивление воды движению буксируемых плетей трубопровода в отсутствии волнения определяется по формуле

,                   (85)

где - полное сопротивление плетей, кгс;

- плотность жидкости (102 кгс/м);

- скорость движения плетей с учетом течения, м/с;

при встречном течении , при попутном течении , где - скорость буксировки относительно берега; - скорость течения;

- коэффициент трения плети, где - число Рейнольдса; - длина плети, м; - коэффициент кинематической вязкости, м·с; - надбавка на шероховатость поверхности плети; для коротких плетей рекомендуется принимать: для гладких трубопроводов без бетонного или других шероховатых покрытий 2,0x10; для плетей с бетонным покрытием 3,0х10; для футерованных плетей 4,0х10;

- смоченная поверхность плетей с учетом понтонов, м;

- смоченная поверхность изолированной плети, м;

- количество буксируемых плетей в плоту;

- коэффициент остаточного сопротивления плети трубопровода, определяемый в зависимости от мощности буксира и длины тягового троса ; для буксира мощностью 300 л.с. (при полных оборотах движителя) 1,6 при 50 м; 1,4 при 100 м; 1,3 при 150 м; для буксира мощностью 150 л.с. 1,4 при 50 м; 1,3 при 100 м;

- суммарная площадь погруженных в воду поперечных сечений трубопроводов, м;

- площадь погруженного в воду поперечного сечения отдельной плети, м;

0,32 - коэффициент остаточного сопротивления понтонов;

- суммарная площадь погруженных в воду поперечных сечений понтонов, м;

- площадь погруженного в воду поперечного сечения отдельного понтона, м;

- число понтонов на плетях;

- коэффициент, учитывающий влияние на сопротивление числа понтонов на плети; при значении 530 определяется по формуле ; при значении ; при значении ;

- поправочный коэффициент на нестандартное расстояние между понтонами (стандартным отношением принято 8, где - расстояние между понтонами; - диаметр понтона), определяемый по формуле:

,

- определяется в зависимости от формы понтона [5]; для парных цилиндрических понтонов 1,0, для одиночных цилиндрических понтонов 0,8.

Пример расчета буксировочного сопротивления плетей трубопровода.

Плот из 4 футерованных плетей трубопровода длиной 200 м диаметром 1,22 м буксируется без понтонов буксиром 300 л.с. на тяговом тросе длиной 50 м со скоростью 2 м/с при встречном течении, скорость которого равна 1 м/с.

Исходные данные: 102 кгс/м; 3 м/с; 4·10; 1280 м; 1,6; ; =1,6 м.

кгс.

На рис.10 приложения 6 представлены графики зависимости сопротивления воды движению плота из 4 футерованных плетей (параметры плетей указаны выше) от скорости буксировки при различной длине буксирного троса (50 и 150 м). На том же рисунке дана зависимость силы тяги на гаке буксира N 45 проекта 1427 мощностью 300 л.с. от скорости его движения при полных оборотах движителя (зависимость получена по результатам замеров силы тяги на гаке динамометром). Как видно из рис.10, сила тяги на гаке буксира N 45 при скорости движения 10,8 км/ч равна 1300 кгс, и буксировка плота с такой скоростью невозможна. Максимальная скорость буксировки плота данным буксиром составляет при длине буксирного троса 50 м - 7,7 км/ч, при 150 м - 8,2 км/ч. Аналогичным образом можно определить максимальную скорость буксировки плота из различного количества плетей, а также допустимое количество буксируемых плетей при заданной минимальной скорости буксировки. Так, например, при скорости движения по реке не менее 5 км/ч и скорости течения 2 км/ч буксир N 45 может буксировать не более 6 плетей при движении против течения (см.рис.10 приложения 6).

2. При наличии встречного или бокового волнения в процессе буксировки буксировочное сопротивление определяется в соответствии с Рекомендациями [5].

3. При буксировке плети трубопровода непосредственно по грунту к гидродинамическому сопротивлению, вычисляемому по формуле (85), добавляется сопротивление трения трубопровода о грунт, которое вычисляется по формуле

,                                                         (86)

где - масса цепей гайдропов или трубопровода в воде;

- коэффициент трения гайдропов или трубопровода по грунту, определяемый по табл.5;

1,5-2,0 - коэффициент трогания с места, представляющий собой отношение усилия, необходимого для сдвига неподвижной плети, к усилию для ее равномерного движения (при движении плети 1).

Таблица 5

Наименование работ	Варианты укладки трубопровода
	I вариант - наращиванием труб длиной 12 м				II вариант - наращиванием секций труб длиной 36 м
	3 сварочных пункта на 4 поста		2 сварочных пункта на 4 поста		1 сварочный пункт на 4 поста
	Трубы
	1020х12	1020х20	1020х12	1020х20	1020х12	1020х20
1	2	3	4	5	6	7
1. Сварка одного неповоротного стыка. Трудоемкость, чел.-ч (по ЕНИР, сборник 22, табл.3.16)	3,6	6,8	3,6	6,8	3,6	6,8
2. Затраты времени на сварку одного неповоротного стыка при 4 сварщиках на каждом пункте сварки, мин	48	102	48	102	48	102
3. Затраты времени на сварку одного стыка при работе на нескольких пунктах сварки, мин	16	34	24	51	48	102
4. Потребность времени на стыковку-центровку труб, мин	5	5	5	5	5	25
5. Потребность времени на перестановку баржи во время укладки трубопровода, мин	10	10	10	10	20	20
6. Потребность времени на просвечивание сварного стыка, мин	5	5	5	5	5	5
7. Проявление и сушка пленки, заключение о качестве стыка, мин	-	-	-	-	25	25
8. Потребность времени на очистку, изоляцию и обетонирование стыка, мин	-	-	-	-	25	25
9. Затраты времени на 1 цикл работ по сварке стыка, изоляции, обетонированию его и укладке трубопровода	36	54	44	70	148	205
10. Количество свариваемых стыков трубопровода за сутки (в 3 смены)	40	26	32,7	20,6	9,7	7
11. Протяженность трубопровода, укладываемого за 1 сут (производительность баржи), м	480	312	392	246	349	250

0,3	0,01127	0,00033	0,0022	0,1489	0,27	0,496
0,6	0,0433	0,0052	0,0173	0,2913	0,262	0,485
0,7	0,0583	0,0095	0,0272	0,3364	0,259	0,48
0,8	0,075	0,06161	0,040	0,4799	0,255	0,475
0,9	0,0934	0,025	0,056	0,4219	0,251	0,469
1,0	0,1132	0,038	0,076	0,4621	0,246	0,462
1,2	0,1565	0,0756	0,126	0,5370	0,236	0,447
1,4	0,2033	0,1338	0,1912	0,6044	0,225	0,432
1,6	0,2522	0,2176	0,272	0,6640	0,214	0,415
1,8	0,3022	0,331	0,367	0,7163	0,203	0,398
2,0	0,352	0,477	0,477	0,7616	0,1915	0,381
2,25	0,4124	0,711	0,632	0,809	0,177	0,360
2,5	0,4704	1,004	0,803	0,8483	0,164	0,339
3,0	0,5749	1,785	1,19	0,9051	0,139	0,302
4,0	0,7342	4,145	2,07	0,965	0,100	0,241
5,0	0,8369	7,575	3,03	0,986	0,073	0,197
6,0	0,9007	12,0	4,0	0,986	0,054	0,166
7,0	0,9397	17,5	5,0	0,998	0,054	0,166
8,0	0,9634	25	6,0	0,999	0,032	0,142
9,0	0,9778	32	7,0	1,0	0,026	0,125
10,0	0,983	40	8,0	1,0	0,010	0,100

	18	19	20	21	22
	0,079	0,089	0,099	0,11	0,122
, м	20,8	23,4	26,1	29	32,2
	0,487	0,516	0,546	0,576	0,606
, м	128,1	135,7	143,6	151,5	159,4
	0,256	0,229	0,204	0,184	0,166
	0,8	1,33	1,8	2,12	2,5
, тс	1,79	4,4	7,3	9,1	11,3
, м	111	97	84,5	73	61
, тс	5,7	5,6	5,3	5,2	5,05
, кгс/м	207	222	235	257	285

Расчетные параметры	Угол схода трубопровода со стингера , град.
	14	16
, м	22,6	29,8
, м	181	208
, м	72	37
	0,45	1,8
, тс	1,8	21,3
, тс	12,9	12,1
, кгс/м	527	854

1. Программой предусмотрен автоматический поиск точки схода трубы со стингера для данного натяга, при котором расчетная глубина укладки удовлетворяет условию |Y(LKNS)-УН|PD и максимальные напряжения, возникающие в трубопроводе, не превышают допустимое значение: SIMASDS. За начальную принимается максимальная длина стингера (100 м).

В процессе счета возможны следующие ситуации:

1. а) точка схода трубы со стингера совпадает с его начальной длиной (100 м), а расчетная глубина укладки удовлетворяет условию Y(LK,NS)>УН+РD, тогда точка схода поднимается выше;

2. б) расчетная глубина укладки Y(LK,NS)<УН-PD,

3. тогда исходное натяжение получает приращение DH, т.е. N=N+DN;

4. в) |Y(LK,NS)-YH|PD, но SIMAX>DS, тогда, как и в случае б), натяг увеличивается на величину DN.

2. Значения величин СDT и HD задаются внутри подпрограммы SUBROUTINE PTC.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Выполнить статический расчет трубопровода, укладываемого с трубоукладочной баржи на дно моря глубиной 67 м.

Исходные данные

67 м,

1,02 м, 7°

0,98 м, 0°

1,20 м,

1280,4 кгс/м;

2,1·10 кгс/м, 100000 кгс,

3·10 кгс/м,

390 м, 1,0 м,

150 кгс/м, 2,0 м.

Точность решения:

±0,5°;

±0,005.

Решение задачи получены: конфигурации упругого изгиба трубопровода, эпюры напряжений, изгибающих моментов, усилий в трубопроводе, уложенном на глубину 67 м. Определена длина стингера 80 м (19°), при которой максимальное напряжение на нижнем участке провисающего трубопровода равно допустимому напряжению . На рис.11 приложения 11 представлены конфигурации упругой линии и эпюра напряжений трубопровода.

1. Инструкция по строительству подводных переходов магистральных трубопроводов. *. М., 1980.

________________

* Документ не действует. Действуют ВСН 010-88. - Примечание изготовителя базы данных.

2. Стариков А.С. Технология работы речных земснарядов. М., Транспорт, 1969.

3. Руководство по технологии укладки подводных трубопроводов способом свободного погружения с приложением растягивающего усилия. Р 315-78. М., ВНИИСТ, 1979.

4. Руководство по укладке подводных трубопроводов с железобетонными покрытиями и грузами. Р 420-81. М., ВНИИСТ, 1982.

5. Рекомендации по проектированию и строительству морских подводных нефтегазопроводов. Р 412-81*. М., ВНИИСТ, 1981.

________________

* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

6. Рекомендации по строительству подводных переходов через реки, сложенные легкоразмываемыми грунтами. Р 96-71*. М., ВНИИСТ, 1972.

________________

* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.