ВСН 2-136-81

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИИ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Всесоюзный научно-исследовательским институт по строительству магистральных трубопроводов

ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ УТЯЖЕЛЯЮЩИХ ГРУЗОВ И АНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРОТИВ ВСПЛЫТИЯ ВСН 2 136-81

МОСКВА 1982

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов

•ВНИИСТ-

ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ УТЯЖЕЛЯЮЩИХ ГРУЗОВ И АНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРОТИВ ВСПЛЫТИЯ ВСН 2-136 81

Миннефтегазстрой

МОСКВА19ВЕ

УДК 621.643.624.138.002.73

Настоящая Инструкция разработана: на основе проведения сравнительных испытании различных конструкций утяжеляющих желе зобе тонных грузов и анкерных устройств, применяемых для балластиоовки и закрепления магистральных трубопроводов на проектных отметках в условиях обводненной и заболоченной местности.

При составлении Инстоукции был обобщен опыт работ строительно-монтахных организаций Миннефтегаз -стооя по соооужению махистоальных трубопроводов в заболоченных районах Западной Сибири и Крайнего Севера.

В разоабстке Инструкции принимали участие:

Васильев Н.Й., Ткачев В.Г., Поляков В.К., Решетников А.Д., Аянбиндер А.Б., Матросов А.И.. Михайленко И.Е., Гадало-ва Н.В., Горохова Г.A. (ВНИИСТ); Сумароков В.С., Хелуд-ков И.И. (Юхнингипрогаэ); Суворов Л.И., Иванов Ю.Н., Амелин Г.С. (Гипроспецгав); шукаев В.А. (Севертрубопровод-строй).

Замечания и предложения по Инструкции направлять по адресу: 103038, Москва, Окружной проезд, 19, ВНИИСТ, ЛЭИ.

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (ВНИИСТ), 1982

I. сшз подовгаия

1.1.    Настоящая Инструкция предназначается для выбора и применения различных типов утяжеляющих грузов и анкерных устройств для балластировки и закрепления на проектных отметках магистральных трубопроводов, прокладываемых в условиях обводненной и заболоченной местности, с целью обеспечения их устойчивого положения.

1.2.    Для балластировки и закрепления трубопроводов следует применять только те конструкции железобетонных грузов и анкерных устройств, на которые имеются акты приемки и протсь колы проверочных испытаний, утвержденные руководством Миянеф-тегазстроя.

1.3.    При выборе конструкции железобетонного груза или анкерного устройства необходимо учитывать природно-климатические и гидрогеологические условия строительства, методы производства строительно-монтажных работ, надежность и стоимость конструкции.

1.4.    При выборе конструкций и выполнении работ по балласта гювкб и закреплению магистральных трубопроводов утяжеляющими железобетонными грузами и анкерными устройствами необходимо руководствоваться следуюиими нормативными документами:

а)    СНиП 13-42-80 "Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ". М., Стройиздат, 198и;

б)    СНиП П-45-75 "Магистральные трубопроводы. Нормы про -оптирования". М., Стройиздат, 1975;

Разтаботана лаборетоией поойзводетьеиных экспериментов ВНИИСТа и отделом магистральных газопроводов Гипроспецгаза

Утверждена Шнне^тегазстроем 5 декабря 1931 г.

Срок введения I января 1962 г.

е) "Инструкцией по применении^ винтовых анкерных устройств лля закрепления трубопровсдов^,,[^|^|2|^®-₅.).М., ВНИИСТ, 1978;

г) Технологическими картами по монтажу утякеляших желе-лезобетонных грузов, разработанными Оргнефтегазстроем.

2. ОСНСВШБ РАСЧВГНлК ПОЛШШЯ

2.1. В соответствии с формулой (27) CHall 0-45-75 проверку против всплытия трубопроводов, прокладывавшх на болотах, обводненных и заболоченных участках, следует производить по расчетным нагруакам. и воздействиям из условия

В **«Кв-9ш + Ъ,г+6„„-?т,~?_МаЬ ⁽¹⁾

где Б - необходимая величина пригрузки (вес балласта под водой) или расчетного усилия анкерного устройства, приходящаяся на трубопровод длиной X м, кг с/м.;

К у. — коэффициент безопасности по мате pi аду, принимаемый равным:

X - для анкерных устройств;

1,05 - для железобетонных грузов;

1,07 - при сплошном сбетонировашш в опалубке;

1,1 - при сплошном обетонировании методом торкретирования.

При балластировке плотным (не разжиженным) грунтом:

1,2 - дал газопроводов диаметром до IC2C т;

Х,4 - для газопроводов диаметром Х020 ми и более;

К_кл - коэффициент надежности при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимается равным 1,05 для болот, водоемов пои отсут -ствил течения воды, пойм рек л периодически заливаемых участков I^-ной обеспеченности;

О - расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод (с учетом изоляции и Футеровки), определяемая по формуле ^5), кге/м;

4

^_тр- расчетный вес трубопровода (с учете?/, изоляции и Футеровки) на воздухе, кге/м; расчетная величина пригрузки (вес балласта под водой), необходимая для изгиба трубопровода по заданной кривой дна траншеи, определяемая из условия прилегания трубопровода ко дну траншея, кге/м,

9    у? V г 32 ЕЗ

(для выпуклых кривых) ; (для вогнутых кривых) .

(2)

(3)

В формулах (2) и (3):

J - момент инерция сечения трубы на рассматриваемом участке, с.6 уз - угол поворота оси трубопровода, рад; р - радиус упругого изгиба оса трубопровода, см;

5^_с- расчетная величина пригрузки (вес балласта под водой), необходимая для предотвращения подъема трубопровода на криволинейных участках в вертикальной плоскости под воздействием внутреннего давления и изменения температур» стенок труб, кге/м:

^ляс

9

(4)

где S - эквивалентное продольное осевое усилие, определяемое по формуле (26) СНиП В-45-75;

О_лоп - расчетный вес продукта на воздухе, дополните ль -ных обустройств в воде, а таив обледенения в воде при транспоргирсвие продуйте с отрицательной температурой, кге/м.

2.2. Выталкивающая онла воды, приходящаяся на единицу длины полностью погруженного в воде труб опрев ода при отсутствии течения воды, определяется по формуле

(5)

где Д_н - наружный диаметр трубы с учетом изоляционного по-крытия и футеровки, м; г_в - объевший вес воды с учетом растворенных в ней солей, кгс/м³

Примечание. Пои проектировании трубопроводов на участках, сложенных грунтами, могущими перейти в жидко-пластическое состояние, пои опоеделенил выталкивающей силы следует вместо объемного веса води принимать объемный вес разжиженного грунта, определяемый по данным инженерных изысканий.

2.3.    Расчетный вес трубопровода (с учетом изоляции и футеровки) на воздухе определяется по (*ю спуде

где Д_н - наружный диаметр трубопровода, м;

$    - толщ на стенки трубопровода, м;

Циз - вес изоляционного покр-тия, кгс/м;

Цфут- ^вес «*утерешенного поксотая, кгс/м.

2.4.    Расчетный вес продукта на воздухе (кгс/v.) определяется следующим образом.

кля газопроводов:

Чг„‘^ПРЛ1 .    (V)

для не иге проводов!

где П - коэффициент аерегоузки, принимаешй по табл. 12 СНиП U-45-V5;

Р - нормативное давление газа, к^гс/см^;

Д_вн- внутренний диаметр трубопровода, к; г_н - объемный вес транспортируемой не^/ти или нефтепродукта, кгс/м³.

2.4. Вес одиночного железобетонного груза в воде опое-деляется по формуле

^бгр‘РгГ^>

где P_j - вес железобетонного груэа на воздухе, кгс; у - объем железобетонного груза, м³;

Y - объемный вес жидко?, соеды погружения трубопровода, кгс/м³.

2.5.    Расчетное усилие винтового анкерного устройства определяется з соответствии со СНиП П-С5-75 с учетом прочностных и деформационных свойств грунтов.

2.6.    Расчетное удерживающее усилие гарпунных анкеров в зависимости от грунтов приведено в табл.1.

Таблица I

2.7. Расчетное удерживающее усилие для анкеров (раскры -Бающегося типа АР-401 и винтовых) определяют по формуле

где 2 - число анкеров в одном анкерном устройстве;

К_Гр- коэ'*4йцивнт однородности грунта, принимаемый равным 0,6 (дои определении Б_АНц по результатам испытаний принимается равным 0,7);

Нмк- максимальная (критическая) нагрузка на один анкер,

7

определяемая по формуле (II) или до результатам испытаний, кгс;

ГТ1_МК- коэффициент условий работы, аринямаешй равным 0,5 при Я * 2 и 0,4 при Я > 2.

2.8. Максимальная (критическая) нагрузка на один анкер (раскрывающегося типа и винтового) определяется по формуле

N_M^(AC*Bfh)F ₉    (И)

где А й В - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения в рабочей воне, принимается по табд.2;

Таблица 2

Т - средневзвешенный объемный вес грунтов, залегающих от дна траншеи до отметки заложения лопастей анкера, то/м³; tl - глубина заложения лопастей от дна траншеи, м;

F - площадь лопастей анкера, м^.

8

2.9. Расстояния между анкерными устройствами необходимо определять из двух условий:

несущей способности анкера

где Банк - расчетное усилие на анкерное устройство, кгс;

Б - необходимая величина расчетного усилия анкерного устройства, преходящаяся на трубопровод длиной I м и определяемая по формуле (I);

обеспечения устойчивости. При этом при определении критической силы необходимо учитывать начальный изгиб трубопровода.

Расстояние между анкерными устройствами, определенное из двух условий, принимается меньшее.

2.10. Расстояние между железобетонными грузами определяют по (формуле

2.11.    Трубопровод, закрепляемый на проектных отметках анкерными устройствами и железобетонными грузами, проверяют на прочность, деформацию и облогю устойчивость в соответствии с требованиями СНиП П-45-75.

2.12.    При установке анкерных устройств необходимо осуществлять контрольное выдергивание анкеров в соответствии с

(12)

(13)

где Б_гр - величина пригрузки, действующая на трубопровод

против его всплытия от одиночного груза и определяемая по <»юрмуле (9), кгс.

положениями "Инструкции ройств для закрепления ВНИИСТ, 1978.

8

3. ОБЛАСТИ ПКМБКВНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЖлЛвЗСБЕТОНШХ ГРУЗОВ И АНККРКШ УСТРОИТЬ

3.1.    Выбор конструкций железобетонных грузов или анкерных устройств для балластировки и закрепления трубопроводов

на проектных отметках обусловливается следующими основными факт ораш:

схемой прокладки трубопровода;

мощностью торфяной залежи;

прочностными и деформационными свойствами подстилающих гонгов;

расположением участка трубопровода в плане и в профиле (наличием горизонтальных и вертикальных кривых);

методом и сезоном производства строительно-монтажных работ.

Конструкции железобетонных грузов и анкерных устройств приведены в приложениях I и 2.

3.2.    Седловидный железобетонный груз следует применять только для балластировки прямолинейных участков трубопроводов, уложенных на проектные отметки, на переходах через обводнен -ныв и заболочешше участки при мощности торфяной залежи не более глубины траншей.

3 производстве следует отдать предпочтение грузу типа УБ(,более простому в технологии изготовления (по сравнению с седловидным.) и обеспечивающему устойчивое положение на трубопроводе.

3.3.    Груз типа УСС (утяжелитель седловидный самозакреп -ляющийся) следует применять для балластировки трубопроводов на поворотах в горизонтальной плоскости, выполненных путем упругого изгиба и на подземных компенсаторах, где необходим значительный мот'еит против опрокидывания при поперечных перемещениях трубопровода, а также на переходах через малые водные преграды.

3.*. Груз типа СУГ следует применять для балластировки трубопроводов диаметром до 1020 мм включительно на переходах через болота, обводненные участки и малые водотоки.

3.5. Груз конструкции УШ (утяжелитель бетонный клиновидный) следует поименять для балластировки трубопроводов на пе-

ре ходах через болота различных типов с мощностью торфяной залежи, не превашающзй глубину траншеи, на обводненных и заболоченных участках, а так^е на переходах через малые водные преграды.

3.6.    Груз марки УБО (утяжелитель бетонный охватывают?) следует применять для балластировки трубопроводов на:

переходах через болота различных типов и малые водотоки;

вогнутых и выпуклых кривых и прямолинейных участках,прилегающих к ним;

углах поворота в горизонтальной плоскости;

участках выхода трубопровода на поверхность.

3.7.    Использовать анкерные устройства для закрепления трубопроводов на болотах следует только б том случае, если мощность тор*а не превышает величины

Н « 7 +Д

"тор?    и ТР >

где Д_тр - диаметр трубопровода, м,

и подстилающие минеральные грунты обеспечивают надежную работу анкеров.

3.3.    На участках, словенцах пучлнистыми грунтами и на участках, где возможны продольные перемещения трубопровода, анкерные устройства до разработки и. внедрения специальных компенсационных приспособлений не применяются.

3.3.    Гарпунные анкера типов АЗ-1, АВ-П и АВ-Ш следует применять для закрепления трубопроводов диаметром до 720 мм включительно согласно табл.З.

Таблица 3

Диаметр трубопровода [    Тип анкера

До 426 мм    Цилиндрический АЗ-1

От 426 до 530 мм    С ершом из прутьев АВ-П

От 530 до 820 мм    С поворотной лопастью АВ-Ш

3.10. Устройство анкерное ВАУ-I и анкер раскрывающегося типа АР-401 следует применять для закрепления трубопроводов диаметром до 1420 мм включительно на переходах через болота, обводненные участки и малые водотоки.

II

З.П. При сооружении трубопроводов в зимний период анкера следует устанавливать d грунт немедленно после разработки траншеи, в этом случав работы по закреплению трубопроводов анкерами должны быть синхронно увязаны с производством основных видов строительно-монтажных работ.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Седло- ВКИПИтрансгаз    16

видный

ЮС ВНИИСТ, Апсадямов-ский комбинат СК

и М

СУГ Тоест Денгазспец- 16 строй

У5\ Трест Самотлортоу- 16 бопровсдстрсй.ГТ/

С'днне е газ с троя

УБС iJHJIET    28

Конструкции железобетонных грузов

Железобетонный прямоугольный паралле-лепипед,на одной из граней которого выполнена цяликд'мче-ская выемка

3 стойках седловидного груза выполнены проект, в которых шарнирно вмонтированы прижимные элементы

Две половинки седловидного груза соединены цшинд заческам шарниром

Седловидный груз с выемкой,обвеявчи- _п ьающей контакт •£ груза с трубопро- £ БОДОМ по двум ли- °

НИ ЯМ

S

Два железобетон- ® кых блока со око- м сами,соединенные («жду собой металла чески;, и поясам

*

п.п

С хеш конструкций анкерных устройств

Тил устройства

Разработчик

конструкция

Расход металла на I kom+J плект,кг

Несущая

способ

ность

АЗ-1

АЗ-П

АВ-Ш

Гипротк*лен-не(*тегаз, Главсибтру-бопроводет рой

ЗАУ ВНИИСТ

80-120    4    тс

100 Ю ТС

АР-601 МИНХ и ГП, Главсибтру-бопоов одет рой, Тюменский филиал СКВ ГСМ

1000

30 тс

Конструкции анкерных устройств

СОДЕРЖАНИЕ

1.    Общие положения .......................... 3

2.    Основные расчетные положения ............. 4

3.    Области применения различных конструк

ций железобетонных грузов и анкерных устройств ................................ 10

Приложения.................................. 13

ИНСТРУКЦИЯ

по выбору и применению различных типов утяжеляювдх грузов и анкерных устройств для закрепления магистральных трубопроводов против всплытия

„ЛИ fcBfcfiL-

МднвеЗ/тегаястрой

Редактор А.И.Зарецкая    Корректор    С.D.Михайлова

Технический редактор Т*В.Берешева

Л-76686    Подписано    в    печать    12/Ш    1982г.    Формат    60x84/16

Печ.л. 1,0 Уч.-изд.л. 0,8    Бум.л. и,5

Тираж 1000 зкз._Цена    8 коп._Заказ 14_

Ротапринт ВНИИСТа