Расчет устойчивости морских подводных трубопроводов при воздействии волн и течений

ех – коэффициенты удельной нагрузки от волн, ех = 0,1 (по рисунку 2.1), т. к. соотношения

и ;

Рисунок 2.1 — Графики значений коэффициентов удельной нагрузки от волн иx(а) и еx(б)

дXU – коэффициент инерционной компоненты удельной горизонтальной нагрузки

волн, дXU = 1 (по рисунку2.2),

т. к. и ;

дXC – коэффициент скоростной компоненты удельной горизонтальной нагрузки от волн,

дXC = 0,05 (по рисунку2.2), т. к.

и ;

Рисунок 2.2 — Графики значений коэффициентов сочетания инерционного дхи (графики 1) и скоростного дхс (графики 2) компонентов удельной горизонтальной нагрузки от волн

PXC – скоростная компонента горизонтальной составляющей нагрузки от волн, кгс/м,

(2.22)

ц – угол между лучом набегающей волны и нормалью к трассе трубопровода, ц = 45°C;

PXT – вертикальная составляющая силы давления от течения, кг/м,

(2.23)

где CX – коэффициент лобового сопротивления при обтекании цилиндра равномерным установившимся потоком жидкости (устанавливается по графику, приведенному на рисунке 2.3), CX = 1,2;

Рисунок 2.3 — Рекомендуемые значения коэффициента лобового сопротивления Сх при обтекании трубопровода равномерным установившемся потоком жидкости

V – скорость донных течений на возвышении Du от дна, м/с,

V = 0,5 м/с;

g – ускорение силы тяжести, м/с2,g = 9,81 м/с2;

в – угол между нормалью к оси трубопровода и направлением придонного течения, в = 0;

(PZ)расч – расчетное значение вертикальной подъемной силы от воздействия волн и течений, кг/м,

где Ксн – коэффициент снижения волновой нагрузки, Ксн = 0,6;

PZ – вертикальная проекции нагрузки от волн, действующих на 1 м длины, кг/м,

(2.24

где PXC – скоростная компонента горизонтальной составляющей нагрузки от волн, кгс/м, PXC = 136,8 кг/м;

дXC – коэффициент скоростной компоненты удельной горизонтальной нагрузки от волн, дXC = 0,05;

ц – угол между лучом набегающей волны и нормалью к трассе трубопровода, ц = 45°C;

PZT – вертикальная составляющая силы давления от течения, кг/м,

(2.25

где Cz – коэффициент подъемной силы (устанавливается по графику, приведенному на рисунке 2.4), Cz = 0,8

гв – объемная масса морской воды, кг/м3, гв = 1030 кг/м3;

Dб – диаметр обетонированного подводного трубопровода, м,

Dб = 1,268 м;

V – скорость донных течений на возвышении Du от дна, м/с,

V = 0,5 м/с;

g – ускорение силы тяжести, м/с2,g = 9,81 м/с2;

в – угол между нормалью к оси трубопровода и направлением придонного течения, в = 0;

Рисунок 2.5 — Рекомендуемые значения коэффициента подъемной силы Cz

Таким образом пригруз трубопровода равен 202,2 кг/м.

Если определенный по формуле (2.19) допустимый вес трубопровода в воде оказывается большим, чем фактический вес запроектированного трубопровода, то трубопровод необходимо забалластировать грузами, надежно прикрепленными к нему через определенные расстояния, или сплошным бетонным утяжеляющим покрытием. Величину балластировки 1 м свободно лежащего на дне трубопровода принимают:

. (2.26

При использовании сплошного утяжеляющего покрытия или при балластировке отдельными грузами, расстояние между которыми в свету меньше полуторной протяженности груза, расчет сил волновых воздействий и давления от течения производится повторно, если ожидается значительное увеличение этих нагрузок с учетом увеличенного соответственно наружного диаметра трубопровода.

Прибрежный участок

Границей между мелководным и прибрежным участками по трассе трубопровода следует принимать глубину моря, равную полуторной высоте волны в данном створе; последнюю следует определять по наблюдениям или рассчитывать согласно Техническим условиям СН 288-64 (Указания по проектированию гидротехнических сооружений, подверженных волновым воздействиям. М. Госстройиздат, 1965) с учетом деформации волн, выходящих с глубокой воды на мелководье.

Информация по теме:

Расчет вентилятора
Вентилятор необходим для создания направленного воздушного потока, отводящего теплоту от радиатора. Привод вентилятора осуществляется от коленчатого вала клиноременной передачей. Тип вентилятора определим по условному коэффициенту быстроходности: Согласно [с.147;1] тип вентилятора – осевой одноступ ...

Устранение несоконусности лопастей несущего винта
Устранение несоконусности лопастей несущего винта при вращении выполняют в том случае, когда не все лопасти описывают одинаковый конус после установки одинаковых установочных углов в процессе предварительной регулировки корпусов осевых шарниров (см. приложение 5). Соконусным называется такое движен ...

Метод организации производства на объекте проектирования
Методы организации производства представляют собой совокупность способов, приемов и правил рационального сочетания основных элементов производственного процесса в пространстве и во времени на стадиях функционирования, проектирования и совершенствования организации производства. Для организации проц ...