рубли
Главная >Статьи

СП 66.13330.2011 Проектирование и строительство напорных сетей водоснабжения и водоотведения

  • СП 66.13330.2011​
    СВОД ПРАВИЛ
    ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО НАПОРНЫХ СЕТЕЙ
    ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
    ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБ ИЗ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ
    Designing, building of pressure head networks of water supply
    and water removal with application of high-strength pipes
    from pigiron with spherical graphite
    ​
    Дата введения 2011-05-20
    ​
    Предисловие
    Сведения о своде правил
    1 ИСПОЛНИТЕЛИ: ООО "Гарант", ОАО "МосводоканалНИИпроект"), МГУП "Мосводоканал", ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный Сокол", ГУП "НИИмосстрой". Изменение N 1 к СП 66.13330.2011 - ОАО "МосводоканалНИИпроект"
    2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
    3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики. Изменение N 1 к СП 66.13330.2011 подготовлено к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
    4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. N 821 и введен в действие с 20 мая 2011 г. В СП 66.13330.2011 "Проектирование и строительство напорных сетей водоснабжения и водоотведения с применением высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом" внесено и утверждено изменение N 1 приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 8 апреля 2015 г. N 259/пр и введено в действие - с 30 апреля 2015 г.
    5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
    6 ВЗАМЕН СП 40-106-2002 и СП 40-109-2006
    В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
    Пункты, таблицы, приложения, в которые внесены изменения, отмечены в настоящем своде правил звездочкой.
    ВНЕСЕНО Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 7 ноября 2016 г. N 775/пр c 08.05.2017
    Введение*
    Свод правил разработан в соответствии с требованиями Федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384 ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".
    В настоящем своде правил применено изобретение, защищенное Патентом Российской Федерации N 24702056 от 10 января 2013 г. на изобретение "Соединение трубопроводов". Патентообладатель - ООО "Липецкая трубная компания "Свободный Сокол".
    Свод правил разработан ООО "Гарант" (руководитель разработки - канд. техн. наук, ст. науч. сотр. А.Д.Алиференков), при участии: МГУП "Мосводоканал" (генеральный директор, канд. техн. наук С.В.Храменков), ОАО "МосводоканалНИИпроект" (заместитель директора, д-р техн. наук О.Г.Примин), ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный Сокол" (гл. инж. Б.Н.Лизунов, нач. техн. отд. А.В.Минченков), ГУП "НИИмосстрой" (зам. директора, д-р техн. наук В.Ф.Коровяков) и др.
    Изменение N 1 к своду правил выполнено ОАО "МосводоканалНИИпроект" (руководители разработки: канд. техн. наук А.Д.Алиференков, д-р техн. наук О.Г.Примин, д-р техн. наук Е.И.Пупырев), ООО "Липецкая трубная компания "Свободный Сокол" (инж. И.Н.Ефремов, инж. Б.Н.Лизунов, инж. А.В.Минченков), ОАО "НИИМосстрой" (д-р техн. наук В.Ф.Коровяков)".
    Изменение N 2 к настоящему своду правил выполнено АО "МосводоканалНИИпроект" (руководитель разработки - канд. техн. наук А.Д.Алиференков, исполнители - д-р техн. наук О.Г.Примин, инж. М.А.Шаль) при участии ООО "Липецкая трубная компания "Свободный Сокол" (инж. И.В.Ефремов, инж. Б.Н.Лизунов, инж. А.В.Минченков). (Измененная редакция, Изм. N 2).
    1 Область применения
    1.1 Настоящий свод правил распространяется на напорные трубопроводы холодного водоснабжения, водоотведения и мелиоративных систем и устанавливает правила проектирования и строительства:
    • трубопроводов открытой прокладки;
    • надземных трубопроводов;
    • трубопроводов, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).
    1.2 Свод правил не распространяется на проектирование и строительство горячего водоснабжения, а также систем промышленной канализации.

    2 Нормативные ссылки
    В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:
    СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"
    СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах"
    СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений"
    СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты"
    СП 28.13330.2011 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии"
    СП 31.13330.2011 "СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"
    СП 33.13330.2011 "СНиП 2.04.12-86 Расчет на прочность стальных трубопроводов"
    СП 34.13330.2011 "СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги"
    СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы"
    СП 36.13330.2011 "СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы"
    СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения
    СП 45.13330.2012 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты"
    СНиП 3.05.04-85 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации
    СП 48.13330.2011 "СНиП 12-01-2004 Организация строительства"
    СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство
    СП 63.13330.2011 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"
    ГОСТ Р ИСО 2531-2008 Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугуна с шаровидным графитом для водо- и газоснабжения. Технические условия
    ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения
    ГОСТ 9.602-2005 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии
    ГОСТ 10692-80 Трубы стальные, чугунные и соединительные части к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
    ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на Pᵧ от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²). Конструкция и размеры
    ГОСТ 19804-2012 Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия
    ГОСТ 23899-79 Колонны железобетонные под параболические лотки. Технические условия
    ГОСТ 23972-80 Фундаменты железобетонные для параболических лотков. Технические условия
    ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация
    Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. (Измененная редакция, Изм. N 2).
    3 Термины и определения
    В настоящем своде правил применены термины и определения в соответствии с ГОСТ Р ИСО 2531.
    4 Общие требования
    4.1 В соответствии с требованиями СП 31.13330 расчет подземных и надземных трубопроводов следует производить на совместное воздействие внешних нагрузок и внутреннего давления.
    4.2 Расчет подземных трубопроводов необходимо производить на прочность, жесткость и устойчивость труб с раструбными соединениями диаметрами 80-1000 мм для различных условий строительства и эксплуатации.
    4.3 Расчет на прочность надземных трубопроводов диаметрами 80-500 мм с соединениями "RJ" проводится на одновременное воздействие внешних нагрузок, внутреннего давления и осевых нагрузок от внутреннего давления.
    4.4 Расчет на прочность подземных трубопроводов диаметрами 80-300 мм, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ), проводится на комбинированные нагрузки (внешние от грунта, транспорта и внутреннее давление воды) и осевые нагрузки от протягивания трубопровода в горизонтальную скважину.
    4.5 Расчет подземных и надземных трубопроводов основан на способе сравнения несущей способности труб с действующими расчетными нагрузками, с введением коэффициентов запаса прочности.
    4.6 Расчетное напряжение на растяжение принято равным 300 МПа, временная прочность при растяжении равна 420 МПа. Расчет производится при работе материала трубы только в упругой стадии (Rₚ = 300 МПа). Суммарное напряжение в опасном сечении трубы (лоток) при любых сочетаниях внешних нагрузок и внутреннего давления не должно превышать Rₚ = 300 МПа, доверительная вероятность p* ≥ 0,997 при статических и малоцикловых нагрузках при 300 МПа.
    4.7 Расчет высокопрочных чугунных напорных трубопроводов производится по принятой в отечественной практике методике расчета как защемленного с двух концов прямолинейного участка трубопровода.
    4.8 Выполнение всех приведенных выше указаний и положений позволит обеспечить безаварийную работу трубопроводов из ВЧШГ в течение 100 лет.
    5 Проектирование и строительство подземных трубопроводов открытой прокладки сетей водоснабжения и водоотведения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметрами 80-1000 мм

    5.1 Определение нагрузок, действующих на подземный трубопровод
    5.1.1 В качестве постоянных и временных нагрузок, действующих на подземный трубопровод, следует принимать:
    • внутреннее давление транспортируемой воды;
    • давление грунтовой засыпки;
    • давление подвижных транспортных средств, передающееся на трубопровод через грунт;
    • собственную массу трубопровода;
    • давление при образовании вакуума и овализации труб;
    • массу транспортируемой воды;
    • внешнее гидростатическое давление грунтовых вод.
    5.1.2 Внутреннее давление воды в трубопроводе устанавливается на основании гидравлического расчета в соответствии с требованиями СП 31.13330.
    5.1.3 Расчетное внутреннее давление надлежит принимать равным наибольшему возможному по условиям будущей эксплуатации давлению в водопроводе на различных участках по длине (при наиболее невыгодном режиме работы) без учета повышения давления при гидравлическом ударе или с повышением давления при гидравлическом ударе с учетом действия противоударной арматуры, если это действие в сочетании с другими нагрузками окажет на трубопровод худшее воздействие.
    5.1.4 При расчете водопроводов на повышение давления при гидравлическом ударе (определенное с учетом противоударной арматуры или образования вакуума) внешнюю нагрузку следует принимать не более нагрузки от транспорта А-14 или гусеничной нагрузки НГ-60.
    5.1.5 При определении величины вакуума рекомендуется учитывать действие предусматриваемых на водопроводе противовакуумных устройств, предотвращающих превышение давления воды, необходимого для функционирования предохранительной и регулирующей арматуры, и возможного превышения давления воды из-за недопустимой неточности срабатывания предохранительной и регулирующей арматуры.
    5.1.6 За внутреннее давление воды при гидравлическом ударе принимается максимальное внутреннее давление, возникающее при нестационарном режиме движения воды.
    5.1.7 Давление воды при гидравлическом ударе определяется с учетом максимального использования устройств, защищающих трубопровод от удара.
    5.2 Гидравлический расчет трубопроводов
    Гидравлический расчет напорных трубопроводов из высокопрочных чугунных труб следует проводить с учетом требований СП 31.13330 и настоящего подраздела СП.
    5.2.1 Величина напора Hтр, необходимая для транспортирования воды (сточных вод), определяется по формуле
    Hтр = il + ∑hм.с, (5.1)​

    где i - удельные потери напора по длине при температуре воды t, °С (потери напора на единицу длины трубопровода), м/м;
    hм.с - потери напора в стыковых соединениях и в местных сопротивлениях, м (следует определять с учетом данных по местным сопротивлениям чугунных соединительных частей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом конкретного завода-изготовителя).​

    Примечание - Допускается ∑hм.с принимать равной 10-20% потерь по длине ∑il.
    5.2.2 Потери напора на единицу длины трубопровода i без учета гидравлического сопротивления соединений следует определять по формуле
    iT = λV²/2qd, (5.2)*​

    где λ - коэффициент гидравлического сопротивления;
    V - средняя по сечению скорость движения воды (сточной воды), м/с;
    g* - ускорение силы тяжести, м/с²;
    d - расчетный диаметр труб, м.​
    ________________
    * Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу.
    Для труб без внутреннего покрытия
    Dв = (d - 2δc) (5.3)​

    и для труб с внутренним покрытием толщиной δп
    D"в = [d - 2(δc + δп)], (5.4)​

    где d, δc и δп - соответственно наружный диаметр, толщина стенки трубы и толщина внутреннего покрытия, мм.
    5.2.3 Коэффициент гидравлического сопротивления λ следует определять по формуле
    √λ = 0,5[b/2 + 1,312(2 - b) lg(3,7Dв/Kэ)] / lg(3,7Dв/Kэ); (5.5)
    V = 1,27Q / D²в, (5.6)​

    где Q - расход воды (стоков), м³/с;
    b - число подобия режимов течения воды (сточных вод)​

    b = 1 + lgReф/lgReкв, (5.7)​

    (при b> 2 следует принимать b = 2);
    Kэ - коэффициент гидравлической абсолютной шероховатости, мм (таблица 5.1).​

    Таблица 5.1​
    Значения коэффициента Kэ для труб из ВЧШГ
    66133302011-001.jpg
    ​
    Reф - число Рейнольдса фактическое​

    Reф = VDв/ν; (5.8)
    Reкв = 500Dв/Kэ, (5.9)​

    где ν - коэффициент кинематической вязкости, м²/с, воды (таблица 5.2) и сточных вод (таблица 5.3).​

    Таблица 5.2​
    Значения коэффициента кинематической вязкости чистой воды
    66133302011-002.jpg
    ​
    Таблица 5.3​
    Значение коэффициента кинематической вязкости сточных вод
    66133302011-003.jpg
    ​
    5.2.4 Приближенные значения удельных потерь напора на единицу длины трубопровода из высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом могут быть приняты с учетом качества их внутренней поверхности по номограммам (рисунки 5.1-5.4).
    66133302011-004.jpg
    Рисунок 5.1 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов
    напорных трубопроводов диаметрами 100-300 мм из высокопрочных труб из чугуна
    с шаровидным графитом класса К-9 с внутренним цементно-песчаным покрытием
    66133302011-005.jpg
    Рисунок 5.2 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов напорных
    трубопроводов диаметрами 350-1000 мм из высокопрочных труб из чугуна с
    шаровидным графитом класса К-9 с внутренним цементно-песчаным покрытием
    66133302011-006.jpg
    Рисунок 5.3 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов
    напорных трубопроводов из высокопрочных труб из чугуна с
    шаровидным графитом класса К-9 без покрытия
    66133302011-007.jpg
    Dᵧ - диаметр условного прохода; q - расчетный расход воды;
    V - средняя скорость движения воды (сточной воды); i - гидравлический уклон
    Рисунок 5.4 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов
    напорных трубопроводов из высокопрочных труб из чугуна
    с шаровидным графитом класса К-9 с полимерным покрытием​

    5.3 Внешние постоянные и временные нагрузки
    5.3.1 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от давления грунта засыпки при укладке трубопроводов определяется по формулам:
    • укладка в траншее
    Qт = nγHBKтрψ, (5.10)​
    • укладка в насыпи
    Qн = nγHDнKн. (5.11)​

    За расчетное принимается меньшее значение Q.
    Если в формуле (5.10) произведение BKтрψ окажется больше, чем произведение DнKн в формуле (5.11), определенные для одних и тех же грунтов основания и способов опирания трубопровода, то и при укладке труб в траншее вместо формулы (5.10) следует пользоваться формулой (5.11).
    Коэффициенты перегрузок n для внешних постоянных и временных нагрузок принимаются по таблице 5.4.
    Таблица 5.4​
    Коэффициент перегрузок
    66133302011-008.jpg
    ​
    Схемы укладки подземного трубопровода указаны на рисунке 5.5.
    66133302011-009.jpg​

    5.3.2 Грунты засыпки условно подразделяются на шесть категорий. Нормативные значения удельного веса γ и модуля деформации Eгр грунтов засыпки приведены в таблице 5.5.
    Таблица 5.5​
    Нормативные значения удельного веса γ и модуля деформации Eгр грунтов
    66133302011-010.jpg
    ​
    5.3.3 Ширина траншеи B определяется проектом и зависит от размеров рабочих органов землеройной техники.
    В соответствии с СП 45.13330 наименьшая ширина траншеи по дну должна составлять Dн +600 мм.
    5.3.4 Ширина траншеи B на уровне верха трубы (см. рисунок 5.5):
    1. для траншей с вертикальными стенками B = B₁;
    2. для траншей с наклонными стенками B = B₁ + 2Dнm₃,₀, где m - коэффициент откоса.
    5.3.5 Коэффициент Kтр, учитывающий действие сил трения между засыпкой и стенками трубы, в зависимости от категории грунтов и отношения H/D принимается по таблице 5.6.
    Таблица 5.6​
    Значения коэффициента Kтр
    66133302011-011.jpg
    ​
    5.3.6 Коэффициент ψ, учитывающий разгрузку трубы от бокового давления грунта засыпки, определяется по формуле
    ψ = 1 / [1 + 2Pгр(B - Dн)/PлχDн], (5.12)​

    где Pл - параметр, характеризующий жесткость трубопровода, состоящего из отдельных раструбных труб, определяемый по формуле
    Pл = 2E(h/(D - h))³, (5.13)​

    здесь E - модуль упругости Юнга, для ВЧШГ - 1,7·10⁵ МПа;
    χ - коэффициент выступания трубы; при опирании на плоское грунтовое основание χ = 0,98; при опирании трубы на спрофилированное основание с углом охвата трубы основанием, равным 60°, 90° или 120°, принимается соответственно равным 0,93, 0,95 и 0,75;
    Pгр - жесткость грунта.​

    Ширина траншеи Bcp на глубине H/2 от поверхности для траншей:
    1. с вертикальными стенками Bcp = B = B₁;
    2. с наклонными стенками Bcp = B₁ + 2(Dн + H/2)m₃,₀.
    5.3.7 Значения модуля деформации грунта засыпки Eгр при отсутствии данных инженерно-геологических исследований следует принимать по таблице 5.5.
    Величины грунтовых нагрузок, действующих на подземный трубопровод, зависят от уплотнения грунта между стенками трубы и траншеи. Для достижения нормальной степени уплотнения трамбование грунта засыпки выполняется послойно толщиной слоя не более 20 см. Для достижения повышенной степени уплотнения грунта засыпки толщина трамбуемых слоев засыпки назначается из условия обеспечения объемного веса скелета грунта засыпки не менее, кН/м³:
    • 1,5 - при засыпке песчаными грунтами и супесями;
    • 1,6 - при засыпке суглинками и глинами.
    5.3.8 Коэффициент выступания χ, т.е. часть вертикального наружного диаметра в долях единицы, находящаяся выше плоскости основания траншеи, определяется по формуле
    χ = 0,5(1 + cos α), (5.14)​

    где α - угол охвата трубы.
    Угол охвата трубы основанием 2α может составлять при укладке:
    1. на плоское основание с подбивкой пазух - 30°;
    2. на профилированное основание - 60°; 90°; 120°.
    Расчетная схема нагружения трубы от действия грунтовых нагрузок приведена в таблице 5.7.
    5.3.9 Коэффициент концентрации давления грунта засыпки Kн при укладке труб на ненарушенный грунт в насыпи определяется по формуле
    Kн = 3(Pл + Pгр) / 2(Рл + 2Ргр), (5.15)​

    где Рл - жесткость трубопровода по М.Леви, МПа;
    Pгр - жесткость грунта засыпки, МПа; Pгр = 1,25Eгр;
    Eгр - модуль упругости грунта засыпки, МПа.​

    Таблица 5.7​
    Значения коэффициентов M̅ и N̅ для различных нагрузок,
    действующих на трубопровод круглого сечения, опертый на нижнюю образующую
    66133302011-012.jpg
    ​
    5.3.10 Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта определяется по формулам:
    • Qг = nγχлHDнKтрλгр - укладка в траншее; (5.16)
    • Qгв = nγ(H + Dн/2)Dнλн - укладка в насыпи. (5.17)
    За расчетную принимается формула траншеи или насыпи в зависимости от того, которая из формул являлась расчетной при определении Qг.
    5.3.11 Коэффициенты бокового давления λгр и λн следует принимать по таблице 5.8.
    Таблица 5.8​
    Коэффициенты бокового давления грунта
    66133302011-013.jpg
    ​
    5.3.12 Нормативные временные нагрузки от подвижных транспортных средств для трубопроводов закрытых водопроводных систем рекомендуется принимать по схеме А-14 или НГ-60 общим весом 588 кН (60 тс) в соответствии с ГОСТ Р 52748 и СП 35.13330.
    В расчетах при соответствующем обосновании исходя из конкретных условий эксплуатации трубопровода допускается использовать нагрузки по схеме НК-80.
    Равномерно распределенное давление qт, кН/м², от наземного транспорта, передаваемое на трубопровод через грунт, принимается в зависимости от диаметров труб и глубины заложения трубопровода для схем НГ-60, А-14 соответственно по таблицам 5.10, 5.11.
    Примечание - Для расчета труб при других значениях транспортных нагрузок величину qтр целесообразно определять с помощью формулы Буссинеска [1, с.60-63]
    qт = 0,478QH³/(H² + r²)⁵⁄², (5.18)​

    где Q - сосредоточенная сила;
    H - глубина рассматриваемой точки от поверхности;
    r - горизонтальная проекция между точкой приложения силы и точкой, в которой определяется напряжение q.​

    5.3.13 Равнодействующую нормативной вертикальной нагрузки на трубопровод от транспорта рекомендуется определять по формуле
    Qнв = nqтDнμтКн, (5.19)​

    где Кн - коэффициент концентрации давления грунта засыпки, определяемый по формуле (5.15);
    μт - динамический коэффициент подвижной нагрузки, зависит от глубины заложения трубопровода H (таблица 5.9).​

    Таблица 5.9​
    Значения динамического коэффициента подвижной нагрузки
    66133302011-014.jpg
    ​
    5.3.14 Нормативные временные нагрузки от подвижных транспортных средств следует также принимать:
    • для трубопроводов различного назначения всех диаметров, прокладываемых под автомобильными дорогами, - нагрузку от колонн автомобилей или от колесного транспорта НК-80 в зависимости от того, какая из этих нагрузок оказывает большее силовое воздействие на трубопровод;
    • для подземных трубопроводов, прокладываемых в местах, где возможно нерегулярное движение автомобильного транспорта, - нагрузку от единичных автомобилей А-14 или от гусеничного транспорта НГ-60 в зависимости от того, какая из этих нагрузок вызывает большее воздействие на трубопровод;
    • для трубопроводов, прокладываемых в местах, где движение автомобильного транспорта невозможно, - равномерно распределенную нагрузку с интенсивностью 4 кН/м².
    Величину нормативной временной нагрузки от подвижных транспортных средств допускается увеличивать или уменьшать при соответствующем обосновании исходя из конкретных условий рассматриваемого трубопровода.
    5.3.15 Приведенную глубину заложения трубопровода рекомендуется определять по формуле
    Hпр = H + (1 - ∛(Eпокр/Егр))hпокр, (5.20)​

    где H - глубина заложения трубопровода, считая до верха покрытия, м;
    hпокр - толщина слоя покрытия (дорожной одежды), м;
    Eпокр - общий модуль упругости (деформации) покрытия, МПа, зависит от его конструкции и свойств материала покрытия.​

    Для покрытий, состоящих из нескольких разнородных слоев, характеризуемых собственными модулями упругости (деформации) Ei, общий модуль упругости Eпокр (деформации) покрытия определяется по формуле
    Eпокр = ∑ᵢ₌ₙhᵢ∛Eᵢ / ∑ᵢ₌ₙhᵢ, (5.21)*​

    где hᵢ - толщина слоев покрытия в количестве от 1 до n;
    Eᵢ - модули упругости (деформации) соответствующих i-x от 1 до n слоев покрытия;
    n - число слоев в покрытии.​

    Таблица 5.10​
    Равномерно распределенное давление q от гусеничной нагрузки
    НГ-60 при наружном диаметре трубопровода Dн
    66133302011-015.jpg
    ​
    Таблица 5.11​
    Равномерно распределенное давление q от транспортной нагрузки
    А-14 при наружном диаметре трубопровода Dн
    66133302011-016.jpg
    ​
    5.3.16 Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от давления наземного транспорта определяется по формуле
    Q₂ᵣ = nqDнγн. (5.22)​

    5.3.17 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубы определяется по формуле
    Q₃ = nπγтhDcp10⁻³. (5.23)​

    5.3.18 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от веса наполнителя (воды) определяется по формуле
    Q₁ = n(π/l)γнhD²в10⁻³, (5.24)​

    где γн = 9,8 кН/м³ - удельный вес пресной воды;
    Dв = Dн - 2h.​

    5.3.19 Величину возможного вакуума на расчетном участке трубопровода при отсутствии конкретных данных рекомендуется принимать Рвак = 0,1 МПа.
    5.3.20 Внешнее гидростатическое давление грунтовых вод Рг.в на трубопровод, МПа, определяется по формуле
    Рг.в = γвНг.в, (5.25)​

    где γв - плотность воды с учетом растворенных в ней солей, Н/м³;
    Нг.в - высота столба грунтовой воды над верхом трубопровода, м.
    ​
    5.4 Расчет изгибающих моментов от воздействия внешних нагрузок
    5.4.1 Максимальный изгибающий момент от действия грунтовой и транспортной нагрузок в лотке трубы определяется по формуле
    M = M"в + M""в + Mг. (5.26)​

    5.4.2 Расчетные изгибающие моменты при опирании трубы на грунтовое основание определяются как алгебраическая сумма моментов от внешней вертикальной нагрузки и опорных моментов.
    5.4.3 Опорные моменты при опирании трубы на грунтовое плоское основание и профилированное основание определяются с помощью расчетных коэффициентов, приведенных в таблице 5.12 для плотных и слабых грунтов, см. [1], [4].
    Таблица 5.12​
    Значения коэффициентов M̅ и N̅ для опорных реакций
    трубопровода на грунтовом основании
    66133302011-017.jpg
    ​
    5.4.4 Расчетный опорный момент от действия внешней вертикальной нагрузки при укладке трубы на плотное грунтовое основание определяется с использованием коэффициентов, приведенных в таблице 5.12, по схеме а.
    5.4.5 При укладке трубы на слабые грунты расчетный опорный момент определяется также с использованием коэффициентов, приведенных в таблице 5.12, по схеме б.
    5.4.6 Расчетный изгибающий момент от действия грунтовой и транспортной нагрузок при укладке на плоское основание, кН·м, равен
    M"в = 0,235(Q₁ + Q)rcp10⁻³. (5.27)​

    5.4.7 При укладке на профилированное основание с углом охвата трубы основанием изгибающий момент M"в равен:
    66133302011-018.jpg​

    5.4.8 Расчетный изгибающий момент от действия веса воды и собственного веса трубопровода при укладке на плоское основание, кН·м, равен
    M""в = 0,18(Q₃ + Q₁)rcp10⁻³. (5.29)​

    5.4.9 При укладке на профилированное основание:
    66133302011-019.jpg
    ​
    5.4.10 Расчетный изгибающий момент от действия горизонтальных нагрузок, кН·м, определяется по формуле
    Mг = -0,125(Q₁г + Q₂г)rcp10⁻³. (5.31)​

    5.4.11 Внешние приведенные нагрузки, эквивалентные действующим изгибающим моментам, определяются по формуле
    Qcp = M/0,318rcp. (5.32)​

    5.5 Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок
    5.5.1 Расчет производится на следующие сочетания основных нагрузок:
    1. при действии на трубопровод давления грунта засыпки, передвижных транспортных средств, собственного веса трубы, внешнего гидростатического давления, веса транспортируемой воды;
    2. при действии грунта засыпки, атмосферного давления при образовании в трубопроводе вакуума, собственного веса трубопровода, веса воды.
    5.5.2 Условие прочности соблюдается, если
    Qпр ≤ Qэкв. (5.33)​

    5.5.3 Несущая способность засыпанного трубопровода при внешнем нагружении Q⁰пр зависит от поддерживающего действия (отпора) грунта засыпки, влияние которого в расчетах учитывается коэффициентом ξ.
    5.5.4 Коэффициент ξ определяется по формулам:
    • при первом варианте сочетания нагрузок
    ξ = 1 / (1 + Pгр/(Pл + 0,413Рг)); (5.34)​
    • при втором варианте сочетания нагрузок
    ξₐ = 1 / [(1 + Pгр - Pₐ)/(Pл + 0,413Рг)], (5.35)​

    где Pₐ - атмосферное давление при образовании в трубопроводе вакуума, принимаемое равным 0,1 МПа.
    5.5.5 Предельная раздавливающая внешняя нагрузка Q⁰пр, действующая на подземный трубопровод, определяется исходя из условий, что при эквивалентном двухлинейном нагружении приведенными силами изгибающий момент равен
    M = ξQ⁰прr/π = 0,318ξQ⁰прr. (5.36)​

    5.5.6 Нормальные напряжения, возникающие в опасном сечении (лотке), равны
    mR = M/W = 0,318ξQ⁰прr6/h² = 0,95ξQ⁰прDн / h². (5.37)​

    Тогда
    Q⁰пр = mRh²/0,95ξDн, (5.38)​

    где R - расчетная прочность, равная 300 МПа;
    m - коэффициент условий работы материала труб, равный единице при доверительной вероятности p* ≥ 0,999;
    ξ - коэффициент упругого отпора грунта, определяемый расчетом.​

    5.6 Расчет на устойчивость круговой формы поперечного сечения

    5.6.1 Определение необходимой несущей способности труб из условия устойчивости круговой формы поперечного сечения следует проводить по формуле с учетом состояния напорного трубопровода
    qкр ≥ 2(Qпр/D + Pвак + Qг.в), (5.39)*​

    где qкр - предельная величина внешнего равномерного давления, МПа, которую труба из ВЧШГ способна выдержать без потери устойчивости круговой формы поперечного сечения;
    Qпр - расчетная внешняя приведенная нагрузка, кН/м;
    Pвак - величина возможного вакуума на расчетном участке трубопровода, МПа; при отсутствии конкретных данных следует принимать равной 0,1 МПа;
    Pг.в* - внешнее гидростатическое давление грунтовых вод на трубопровод, МПа, определяется по формуле (5.25).​
    ________________
    * Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу.
    5.7 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении
    5.7.1 При расчете на жесткость исходным служит условие, чтобы относительное уменьшение вертикального диаметра ƒ/D не превышало, %:
    a) 5 - для труб с антикоррозионным полимерным внутренним покрытием;
    б) 4 - для труб с цементно-полимерным покрытием;
    в) 3 - для труб с цементно-песчаным внутренним покрытием.​

    5.7.2 Эти условия выражаются неравенствами:
    ƒₐ = ƒ̅(Qпр/4Рл)ξ ≤ 0,05Dн; (5.40)
    ƒб = ƒ̅(Qпр/4Рл)ξ ≤ 0,04Dн; (5.41)
    ƒв = ƒ̅(Qпр/4Рл)ξ ≤ 0,03Dн, (5.42)​

    где ξ - коэффициент, учитывающий влияние отпора грунта;
    ƒ̅ - коэффициент, зависящий от схемы распределения нагрузок и опорной реакции, с учетом активного влияния бокового давления грунта. При угле опирания 2α = 30° ƒ̅ = 1,23; 2α = 90° ƒ̅ = 0,974. Для практических расчетов величину ƒ̅ можно принимать равной 1,0. Более точные значения коэффициента ƒ̅ можно получить в таблице 9.17 [4].​

    5.7.3 Критическая величина внешнего давления определяется по формулам:
    • при Pгр ≥ Рл/4
    qкр = 2√(РлPгр); (5.43)​
    • при Pгр < Рл/4
    qкр = Рл, (5.44)​

    где Рл - жесткость трубы, МПа, по М.Леви;
    Ргр - жесткость грунта, определяемая по формуле​

    Ргр = 0,125Егр, (5.45)​

    здесь Егр - модуль деформации грунта засыпки, МПа.​

    5.8 Расчет на прочность труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления
    5.8.1 При совместном воздействии внешних приведенных нагрузок Q и внутреннего гидравлического давления зависимость между ними является прямолинейной. При работе материала трубы в упругой стадии напряжения от этих нагрузок суммируются, см. [1], [8], [9].
    В общем случае эта зависимость выражается формулой
    Рпр = P⁰(1 - Qпр/Q⁰), (5.46)​

    где Рпр - величина внутреннего давления при Qпр, МПа;
    P⁰ - несущая способность трубы на внутреннее гидростатическое давление, МПа;
    Q⁰ - несущая способность трубы на внешнюю приведенную нагрузку от грунта и транспорта, кН/м;
    Qпр - величина приведенной внешней нагрузки, кН/м​

    Qпр = Q⁰(1 - Q/Q⁰). (5.47)​

    5.8.2 Значения P⁰ определяются по формуле
    P⁰ = Rₚh/r₀, (5.48)​

    где Rₚ - расчетная прочность, равная 300 МПа;
    r₀ - внутренний радиус трубы, см;
    h - толщина стенки трубы, см.​

    5.8.3 Значения Q⁰ определяются по формуле
    Q⁰ = 0,524Rₚh²b/rc, (5.49)​

    где b - условная длина трубы, равная 1 м;
    rc - радиус срединной поверхности трубы, см.​

    5.8.4 Значения P⁰ и Q⁰ для труб диаметрами 80-1000 мм классов К-9 и К-10 для незасыпанного трубопровода приведены в таблице 5.13.
    Таблица 5.13​
    Несущая способность незасыпанного трубопровода
    на внешнюю нагрузку Q⁰ и внутреннее давление P⁰
    66133302011-020.jpg
    ​

    5.8.5 График прочности незасыпанного трубопровода при комбинированной нагрузке, представляющий собой прямую линию в координатах Q⁰P⁰, приведен на рисунке 5.6.
    66133302011-021.jpg
    Рисунок 5.6 - Графики прочности труб диаметром 600 мм классов К-9 и К-10​

    5.8.6 Графики являются линиями равной прочности при любых сочетаниях нагрузок, когда суммарные напряжения в стенках трубы не превышают Rₚ = 300 МПа от воздействия внешних нагрузок и внутреннего давления при любых сочетаниях. Пояснения по использованию графика (рисунок 5.6) приведены в примере расчета в разделе 5.10.
    5.8.7 Коэффициент запаса прочности трубопровода на внешние нагрузки K₀ может быть получен из соотношения Q⁰Qпр = K₀.
    Коэффициент запаса прочности K₀ = σвр/σₚ = 420 МПа/300 МПа = 1,4 принят в дальнейших расчетах условно равным единице. При упругой работе материала трубы соотношение σвр/σₚ справедливо также для нагрузок, вызывающих эти напряжения.
    5.9 Расчет на прочность труб при действии на трубопровод внутреннего давления при отсутствии внешней нагрузки
    5.9.1 Расчетное внутреннее давление в трубопроводе P, МПа, определяется по формуле
    P = m₀ 2hRₚ/(Dн - 2h), (5.50)​

    где Rₚ - расчетное сопротивление чугуна, МПа; Rₚ = 300 МПа;
    m₀ - коэффициент условия работы, равный 1,0;
    h - толщина стенки трубы, см;
    Dн - наружный диаметр трубы, см.​

    5.9.2 Номинальная толщина стенки труб h, см, определяется по эмпирической формуле
    h = k(0,5 + 0,001Dᵧ), (5.51)​

    где k - безразмерный коэффициент, используемый для обозначения класса труб; принимается равным 8, 9, 10, 11, 12 и т.д.;
    Dᵧ - условный проход трубы, см.​

    5.9.3 Допустимое внутреннее давление в трубопроводе на условия временной прочности раструбной трубы определяется по данным таблицы 5.14.
    5.9.4 Допустимая максимальная величина внутреннего гидравлического давления трубопровода для фланцевых соединений определяется из таблицы 5.15 исходя из принципа равнопрочности труб, стыковых соединений и фитингов.
    5.9.5 Испытательное давление подземных трубопроводов в соответствии со СНиП 3.05.04подразделяется на предварительное Pи и приемочное Рг.
    5.9.6 Предварительное испытательное давление определяется в соответствии со СНиП 3.05.04как внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,25.
    5.9.7 Приемочное испытательное давление равно Рг = Ри + 0,5 МПа.
    Таблица 5.14​
    Допустимое внутреннее гидравлическое давление в трубопроводе
    с раструбными соединениями "TYTON" и "RJ", МПа, для труб класса К-9
    66133302011-022.jpg
    ​
    Таблица 5.15​
    Допустимое внутреннее гидравлическое давление для фланцевых соединений, МПа
    66133302011-023.jpg
    ​
    5.10 Класс прочности труб из ВЧШГ
    5.10.1 Выбор класса прочности труб на первой стадии расчета осуществляется методом сопоставления несущей способности труб на воздействие внешней нагрузки Q и внутреннего давления P незасыпанного трубопровода.
    5.10.2 Несущая способность P⁰ и максимально допустимое внутреннее давление Pₘₐₓ, МПа (P⁰ = Pₘₐₓ), при незасыпанном трубопроводе определяются из таблицы 5.13, а допустимое внутреннее давление засыпки грунта в зависимости от внешней грунтовой и транспортной нагрузок определяется расчетом.
    5.10.3 Основным критерием оценки выбора класса труб на первой стадии расчета является коэффициент запаса прочности K₀, который не должен быть менее единицы при сравнении несущей способности трубы на внешнюю приведенную нагрузку и допустимого внутреннего давления с заданным рабочим давлением. Коэффициент запаса прочности K₀ определяется в соответствии с 5.8.7.
    5.10.4 Принятый класс прочности труб на первой стадии должен быть рассчитан на прочность, устойчивость, деформативность, критическую величину внешнего давления при расчетных значениях Qэкв.
    5.10.5 В случае если выбранный класс прочности труб при вычисленных приведенных нагрузках не удовлетворяет критерию прочности при укладке трубы на плоское грунтовое основание, то следует предусмотреть применение более высокого класса прочности.
    5.10.6 Если применение другого класса труб при укладке на плоское основание является экономически нецелесообразным, следует рассматривать расчет труб на прочность при укладке на спрофилированное основание с углом охвата трубы 2α = 60°; 90°; 120°.
    5.10.7 Сопоставление несущей способности трубопровода Q⁰ и P⁰ с действующими внешними приведенными нагрузками и внутренним давлением рекомендуется также производить, используя прямолинейный график равной прочности труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления (рисунок 5.6).
    Пример расчета на прочность трубопровода из ВЧШГ диаметром 600 мм
    Требуется провести расчет на прочность, устойчивость и жесткость трубопровода из ВЧШГ диаметром 600 мм для следующих условий:
    • трубы класса К-9 по ГОСТ Р ИСО 2531;
    • наружный диаметр 635 мм;
    • толщина стенки трубы 9,9 мм;
    • укладка в траншее с наклонными стенками, заложение откоса m₃,₀ = 0,5 на плоское основание;
    • группа грунта Г-III (суглинки);
    • удельный вес грунта γ = 17,7 кН/м³;
    • модуль деформации грунта Eгр = 2,2 МПа;
    • уплотнение грунта - нормальное;
    • глубина заложения - 2 м;
    • транспортная нагрузка НГ-60 (одна машина);
    • внешняя гидростатическая нагрузка отсутствует;
    • расчетное внутреннее гидростатическое давление равно 1,6 МПа;
    • расчетное сопротивление материала трубы на растяжение Rₚ = 300 МПа, при доверительной вероятности p* ≥ 0,997.
    Определение нагрузок от давления грунта засыпки.
    Ширина траншеи по верху:
    B₁ = Dн + 0,8 = 1,43 м;
    B = B₁ + 2(Dнm₃,₀) = 1,43 + 2(0,63 · 0,5) = 2,06 м;
    Bcp = B₁ + 2(Dн + H/2)m₃,₀ = 1,43 + 2(0,63 + 2/2)0,5 = 3,05 м.​

    Коэффициент Kтр = 0,9 при H/Bcp = 2/3,05 = 0,65 (см. таблицу 5.6).
    Параметр, характеризующий жесткость грунта засыпки
    Pгр = 0,125Eгр = 0,125 · 2,2 = 0,275 МПа.​

    Параметр, характеризующий жесткость трубопровода
    Pл = 2E(h/(Dн - h))³ = 2 · 1,7 · 10⁵(9,9/(635 - 9,9))³ = 1,34 МПа,​

    где E - модуль Юнга для ВЧШГ; E = 1,7 · 10⁵ Па.
    Коэффициент χ = 0,98.
    Коэффициент ψ равен
    ψ = 1/[1 + 2Pгр(B - Dн)/PлχDн] = 1/[1 + 2 · 0,275(2,06 - 0,63)/1,34 · 0,98 · 0,63] = 0,512.​

    Коэффициент концентрации давления грунта засыпки
    Kн = 3(Рл - Ргр)/2(Рл + 2Ргр) = 3(1,34 - 0,275)/2(1,34 + 2 · 0,275) = 1,29.​

    Определение произведений BKтрψ и DнKн:
    BKтрψ = 2,06 · 0,9 · 0,512 = 0,95;
    DнKн = 0,63 · 1,29 = 0,81.​

    Так как DнKн < BKтрψ, то определение вертикальной нагрузки от давления грунта засыпки производится по формуле
    Qвгр = nγHχDнKн = 1,15 · 17,7 · 2 · 0,63 · 1,29 = 33,08 кН/м.​

    Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта засыпки
    Qггр = nγ(H + Dн/2)Dнλн = 0,9 · 17,7(2 + 0,63/2)0,63 · 0,05 = 4,65 кН/м.​

    Определение нагрузки от давления наземного транспорта
    Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от давления наземного транспорта
    Qвтр = nqтрDн μн Kн = 1,0 · 18,7 · 0,63 · 1,0 · 1,29 = 15,07 кН/м.​

    Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от давления наземного транспорта
    Qгтр = nqтрχDнλн = 1,0 · 18,7 · 2 · 0,98 · 0,63 · 0,2 = 2,30 кН/м.​

    Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубопровода
    Q₁ = nπγтрh(Dн - h) = 1,1 · 3,14 · 72,6 · 0,0099(0,63 - 0,0099) = 1,54 кН/м.​

    Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от веса транспортируемой воды
    Q₂ = n 0,25π γтр D₀²b = 1 · 0,25 · 3,14 · 9,8 · 0,612² · 1 = 2,89 кН/м.​

    Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок:
    M"в = 0,235(Qвгр + Qвтр)rср = 0,235(33,08 + 15,07)0,317 = 3,58 кН/м;
    M""в = 0,18(Q₁ + Q₂)rср = 0,18(1,54 + 2,89)0,317 = 0,25 кН/м;
    Mг = -0,125(Qггр + Qгтр)rср = -0,125(4,65 + 2,30)0,317 = -0,28 кН/м;
    M = M"в + M""в + Mг = 3,8 + 0,25 - 0,28 = 3,55 кН/м.​

    Определение расчетной линейной приведенной эквивалентной нагрузки
    Q⁰пр = M/0,318rср = 3,55/0,318·0,317 = 35,2 кН/м.​

    Определение коэффициента, учитывающего влияние отпора грунта
    ξ = 1/[1 + Pгр/(Рл + 0,143Pгр)] = 1/[1 + 0,275/(1,44 + 0,143 · 0,275)] = 0,834.​

    Определение предельной раздавливающей нагрузки трубы, уложенной в грунте
    Q⁰г = mRh²/0,95ξₐDн = 300 · 9,9²/0,95 · 0,834 · 630 = 58,9 кН/м.​

    Для труб класса К-9 Q⁰г = 47,0 кН/м.
    Коэффициенты запаса прочности:
    K"₀ = 58,9/35,2 = 1,7; K""₀ = 47,0/35,2 = 1,33.​

    Условие прочности соблюдается.
    Расчет на прочность при действии грунтовых нагрузок, веса трубопровода, воды и образования в трубопроводе вакуума
    Суммарный момент от действия этих нагрузок M = 2,28 + 0,25 - 0,18 = 2,35 кН·м, тогда расчетная приведенная нагрузка Qпр равна 25,4 кН·м. Расчетная приведенная нагрузка от всех действующих сил (см. расчет выше) равна 35,2.
    Определение коэффициента, учитывающего влияние отпора грунта при образовании в трубопроводе вакуума
    ξₐ = 1/[1 + (Pгр - Pв)/(Pл + 0,143Pгр)] = 1/[1 + (0,275 - 0,1)/(1,34 + 0,143 · 0,275)] = 0,79,​

    где Pв - величина вакуума в трубопроводе.
    Определение предельной допустимой раздавливающей внешней нагрузки при образовании в трубопроводе вакуума
    Qпр = mRh²/ξDн = 1,0 · 300 · 9,9²/0,79 · 0,63 = 61,18 кН/м.​

    Условие прочности соблюдается: 61,1832,5 кН/м, коэффициент запаса прочности K = 61,18/25,4 = 2,4.
    Расчеты показали, что трубы из ВЧШГ класса К-9 диаметром 635 мм удовлетворяют требованиям надежной работы подземного напорного трубопровода при образовании вакуума.
    5.11 Расчет на устойчивость при воздействии на трубопровод внешних нагрузок
    5.11.1 Критическое внешнее равномерное давление определяется следующим образом.
    Из условия Pгр ≤ Pл/4 получаем, что Pгр = 0,275 МПа < 0,335 МПа, тогда qгр = Pл = 1,34 МПа.
    5.11.2 Определяем равномерно распределенное давление от действующей нагрузки с учетом q₁ и без учета q₂ воздействия транспортных нагрузок:
    1. при действии на трубопровод внешних нагрузок:
      q₁ = Qэкв/Dн = 35,2/63,5 = 0,55 МПа K₀ = 1,34/0,55 = 2,43;
      q₂ = Qэкв/Dн = 25,4/63,5 = 0,40 МПа K₀ = 1,34/0,40 = 3,35;
    2. при образовании в трубопроводе вакуума:
      q₁ = Qэкв/Dн + Pв = 0,55 + 0,1 = 0,65 МПа K₀ = 2,06;
      q₂ = Qэкв/Dн + Pв = 0,4 + 0,1 = 0,5 МПа K₀ = 2,68.
    Условиям устойчивости трубопровод удовлетворяет.
    5.12 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой
    5.12.1 Расчет допустимого прогиба для труб с цементно-песчаным покрытием в земле выполняется по условию
    ƒ = ξQпр/4Pл ≤ 0,03 · 635 = 19,05 мм,​

    где ƒ = 35,2 · 0,79 / 4 · 1,34 = 6,6 мм; Pл = 1,34 МПа; Qпр = 35,2 кН/м; ξ = 0,79.
    Коэффициент запаса прочности K₀ равен 19,05/6,6 = 2,88.
    Жесткость трубопровода достаточна при заданных условиях внешней приведенной нагрузки.
    5.12.2 Расчеты показали, что при заданных параметрах внешней нагрузки трубы диаметром 600 мм класса К-9 полностью удовлетворяют требованиям по прочности, устойчивости и жесткости от воздействия внешних нагрузок.
    5.12.3 Расчет трубопровода на комбинированную нагрузку производится для двух случаев:
    • незасыпанного трубопровода;
    • засыпанного трубопровода.
    5.12.4 Значения допустимого внутреннего давления Pдоп для труб класса К-9, определяемого по формуле (5.48), равны:
    1. P"доп = P⁰(1 - Qпр/Q⁰) = 9,7(1 - 35,2/47,0) = 2,42 МПа;
    2. P""доп = P⁰(1 - Qпр/Q⁰) = 9,7(1 - 35,2/58,79) = 3,97 МПа.
    Pдоп для труб диаметром 600 мм по данным таблицы 5.14 равно 3,6 МПа, заданное рабочее давление равно 1,6 МПа. Коэффициенты запаса прочности на внутреннее давление равны
    K"₀ = 2,45/1,6 = 1,5 и K""₀ = 3,97/1,6 = 2,6.​

    Коэффициенты запаса прочности при заданном рабочем давлении Pраб = 1,6 МПа будут соответственно равны 2,01 и 2,90.
    5.12.5 Значения испытательного давления Ри трубопровода, определяемые по СНиП 3.05.01, будут равны
    Ри = 1,25Рраб = 1,25·1.6 = 2,0 МПа.​

    Значение Ри назначается расчетом для конкретного трубопровода.
    5.12.6 Для расчетов рекомендуется использовать также график несущей способности труб незасыпанного трубопровода, приведенного на рисунке 5.6, который позволяет определить значения внешней приведенной нагрузки от заданных величин внутреннего давления и наоборот.
    5.12.7 Предварительное испытательное давление в трубопроводе с рабочим давлением 1,6 МПа в соответствии с таблицей 5.14 должно быть равно 2,0 МПа, приемочное давление Рг = Ри + 0,5 = 2,5 МПа.
    Величина допустимого давления из условия прочности в трубопроводе при Qпр = 35,2 кН/м для трубы класса К-9 равна 2,5 МПа (по графику 5.6); Ри = 4,5; Рг = 5,0 МПа.
    5.12.8 Расчеты показали, что труба класса К-9 диаметром 600 мм удовлетворяет всем прочностным требованиям, предъявляемым к незасыпанному и засыпанному трубопроводам, при рабочем давлении 1,6 МПа.
    5.12.9 Методика расчета, изложенная в разделе 5, позволяет выбрать оптимальное рабочее и испытательное давление в зависимости от внешних нагрузок для всех диаметров и классов труб, приведенных в приложении А.
    5.12.10 Конструкции труб и соединительных частей, приведенные в приложении Б, соответствуют основным требованиям ГОСТ Р ИСО 2531.
    5.13 Параметры, влияющие на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ

    5.13.1 Согласно ГОСТ Р ИСО 2531 на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ влияют следующие параметры и обстоятельства: удельное электрическое сопротивление грунтов; рН; наличие грунтовых вод на уровне трубы; наличие коррозионных элементов из-за связи с наружными металлическими конструкциями; заражение почвы сточными водами или отходами; воздействие блуждающих токов.
    5.13.2 Критериями опасности коррозии труб из ВЧШГ могут служить:
    • величина удельного электрического сопротивления грунта p меньше 30 Ом·м;
    • величина рН меньше 6;
    • загрязнение городскими и производственными сточными водами, а также органическими веществами, поступившими с промышленными выбросами;
    • наличие коррозионных элементов из-за связи с наружными металлическими конструкциями, способствующими появлению макропар.
    5.13.3 Важнейшим из перечисленных в 5.13.1 критериев опасности коррозии труб из ВЧШГ является величина удельного электросопротивления грунта. Фактически она определяет все другие факторы, способствующие коррозии.
    5.13.4 Методика определения удельного электрического сопротивления грунта p принимается в соответствии с ГОСТ 9.602.
    5.13.5 Критерием опасного влияния блуждающего постоянного тока на трубопровод из ВЧШГ является наличие изменяющегося по знаку и значению смещения потенциала сооружения по отношению к его стационарному потенциалу (знакопеременная зона) или наличие только положительного смещения потенциала, как правило, изменяющегося по значению (анодная зона).
    5.13.6 Методика определения опасного влияния блуждающего постоянного тока принимается в соответствии с ГОСТ 9.602 и РД 153-39.4-091 [10].
    5.13.7 Критерием опасного влияния переменного тока промышленной частоты (блуждающего или индуцированного) на трубопроводы из ВЧШГ является смещение среднего значения потенциала трубопровода в отрицательную сторону не менее чем на 10 мВ по отношению к стационарному потенциалу или наличие переменного тока плотностью более 1 мА/см² (10 А/м²) на вспомогательном электроде.
    5.13.8 Методика определения опасного влияния переменного тока принимается в соответствии с ГОСТ 9.602 и РД 153-39.4-091 [10].
    5.13.9 Опасное влияние постоянного блуждающего и переменного токов следует оценивать для трубопроводов из ВЧШГ только в том случае, когда соединения труб обеспечивают непрерывную электрическую связь по металлу (сварные или фланцевые соединения). При раструбном соединении труб из ВЧШГ через изолирующие уплотнительные резиновые кольца или прокладки, устанавливаемые на расстоянии не более чем через 6 м, непрерывность цепи по металлу нарушается и опасность действия блуждающих токов значительно уменьшается, что создает условия, исключающие необходимость применения специальных мер по защите трубопроводов от влияния блуждающих токов.
    5.14 Защитные покрытия для труб из ВЧШГ и требования к ним
    5.14.1 Для защиты от коррозии подземных трубопроводов из ВЧШГ в зависимости от условий эксплуатации (коррозионной агрессивности грунтов и наличия блуждающих токов) используются:
    • защитные покрытия (как изоляционные, так и протекторного типа);
    • электрохимическая защита;
    • специальная постель под трубопровод и засыпка грунтом, как правило, песком в целях снижения коррозионной агрессивности грунта.
    5.14.2 Согласно ГОСТ Р ИСО 2531 в зависимости от внешних условий эксплуатации трубопроводов из ВЧШГ и с учетом действующих национальных стандартов могут использоваться защитные наружные покрытия из следующих материалов:
    • металлический цинк с защитным слоем;
    • обогащенная цинком (цинконаполненная) краска с защитным слоем;
    • утолщенное покрытие из металлического цинка с защитным слоем;
    • полиуретан;
    • полиэтилен;
    • фиброцементный раствор;
    • липкие полимерные ленты;
    • битумная краска;
    • эпоксидная смола.
    5.14.3 Наружные покрытия распространяются также на фитинги и вспомогательную арматуру.
    5.14.4 Для защиты трубопроводов из ВЧШГ наибольшее распространение получили следующие внешние защитные покрытия:
    • стандартные (металлический цинк + битумная краска);
    • с дополнительной защитой (металлический цинк + битумная краска + надеваемый при прокладке полиэтиленовый рукав согласно рисунку 5.7 и таблице 5.16).
    66133302011-024.jpg
    Рисунок 5.7 - Полиэтиленовый рукав для труб
    ​
    Таблица 5.16​
    Размеры полиэтиленового рукава
    66133302011-025.jpg
    ​
    5.14.5 Стандартное цинковое покрытие является активным вследствие гальванического взаимодействия пары цинк - чугун. При этом механизм защиты имеет двойной эффект: при контакте с грунтом формируется плотный, сплошной и липкий защитный слой из нерастворимых солей цинка; в случае локального повреждения защитного покрытия происходит автоматическое восстановление его целостности (за счет поступления ионов Zn²⁺ из близлежащих неповрежденных участков к поврежденному с образованием впоследствии нерастворимых солей цинка).
    5.14.6 Покрытие из металлического цинка должно наноситься на сухую поверхность трубы, на которой не должно быть следов ржавчины, посторонних веществ и загрязнений, препятствующих адгезии покрытия, из расчета не менее 130 г/м² (на отдельных участках допускается не менее 110 г/м²).
    5.14.7 Для защиты труб, работающих в условиях очень высокой коррозионной агрессивности грунта, могут использоваться дополнительные средства защиты (покрытие полиуретаном, экструдированным полиэтиленом).
    5.14.8 В качестве дополнительного средства защиты от коррозионной агрессивности грунта рекомендуется использовать защитную (или противокоррозионную) постель, т.е. равномерно прилегающий со всех сторон к наружной части трубопровода слой неагрессивного грунта (песка или местного грунта, освобожденного от камней).
    5.15 Устройство электрохимической защиты трубопроводов
    5.15.1 Электрохимическая защита (ЭХЗ) от коррозии проложенных в земле трубопроводов из ВЧШГ с соединениями, обеспечивающими непрерывную электрическую связь по металлу, должна производиться в грунтах высокой коррозионной агрессивности (p < 15 Ом·м) и (или) при опасном действии постоянного блуждающего и переменного токов промышленной частоты.
    5.15.2 При решении вопроса о целесообразности защиты от коррозии труб ВЧШГ при опасном действии блуждающих токов следует различать два случая:
    • трубы изолированы одна от другой;
    • имеется металлическая связь между трубами.
    5.15.3 В случае надежной изоляции стыков труб ЭХЗ трубопровода в зоне влияния блуждающих токов не требуется; отказ от ЭХЗ может быть обоснован малой вероятностью опасного действия коррозионных макропар от контакта с посторонним катодом или коррозии под действием блуждающего тока (например, в трубопроводах из ВЧШГ, смонтированных из труб длиной 6 м с резиновыми уплотнительными манжетами между ними).
    5.15.4 Применение ЭХЗ обязательно в тех случаях, когда имеется металлическая связь между трубами (фланцевые и сварные соединения) и трубопровод из ВЧШГ находится в зоне опасного действия блуждающих токов.
    5.15.5 Для выбора типа ЭХЗ трубопроводов из ВЧШГ рекомендуется руководствоваться ГОСТ 9.602 с учетом особенностей труб из ВЧШГ.
    5.15.6 В качестве противокоррозионной защиты трубопроводов из ВЧШГ могут применяться следующие покрытия (таблица 5.17).
    Таблица 5.17​
    Противокоррозионная защита труб из ВЧШГ
    66133302011-026.jpg
    ​
    5.15.7 Независимо от величины электросопротивления грунта применение полиэтиленового рукава дополнительно к внешнему цинковому и битумному покрытиям рекомендуется в следующих условиях:
    • искусственные грунты, содержащие булыжники, клинкер или промышленные отходы (часто встречающиеся в населенных и промышленных районах);
    • торфяные почвы;
    • почвы, загрязненные промышленными, сельскохозяйственными отходами или канализацией и т.д.;
    • почвы, содержащие отходы горного производства;
    • почвы, подверженные влиянию блуждающих токов (железные дороги, промышленное оборудование, использующее постоянное напряжение, близость катодно-защищенных структур с поврежденным изолирующим покрытием).
    5.16 Прокладка трубопроводов
    Упаковка, маркировка, транспортирование труб и их хранение
    5.16.1 Упаковка, транспортирование, оформление документации и хранение труб должны производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 10692.
    5.16.2 Трубы и соединительные части из ВЧШГ допускается перевозить в любых транспортных средствах в закрепленном состоянии, препятствующем их перемещению. При перевозке труб автотранспортом длина свисающих концов не должна превышать 25% длины трубы.
    5.16.3 Трубы Dᵧ 80-300 мм транспортируются в пакетах. Число труб в пакетах регламентируется документацией завода-изготовителя. Трубы Dᵧ 350-1000 мм транспортируются без пакетов. На гладкие концы и в раструбы труб всех диаметров устанавливаются пластмассовые заглушки.
    5.16.4 При погрузке и разгрузке труб необходимо всегда использовать мягкие текстильные стропы. Если используется подъемный кран с крюковыми грузозахватными приспособлениями, то их крюки должны быть широкими, с покрытием амортизирующей резиновой прокладкой. Зацепление должно производиться за гладкий конец и раструб.
    5.16.5 Для труб большого диаметра в целях защиты цементно-песчаного покрытия от повреждения под крюки грузозахватных приспособлений подъемного крана следует подкладывать башмак, имеющий форму внутренней части трубы.
    5.16.6 При погрузке и разгрузке пакетированных труб нельзя цеплять пакет крюками за стальные упаковочные ленты, гладкие концы или раструбы отдельных труб. Необходимо использовать схемы строповки, обеспечивающие захват всего пакета.
    5.16.7 Хранение труб на складах и строительных площадках производится в транспортных пакетах или без пакетов в специально оборудованных штабелях.
    5.16.8 Пакеты труб могут быть сложены в штабель, на брусьях размером 80x80x2600 мм, по три или четыре пакета в каждом ряду. Каждый последующий ярус пакетов отделяется от предыдущего брусьями, толщина которых немного больше, чем численное значение разницы диаметров раструба и цилиндра трубы (s > D - DE). Общая высота штабеля не должна превышать 2,5 м. Периодически необходимо проверять состояние пакетов, а также общую стабильность штабеля. Перед монтажом стальные упаковочные ленты на пакетах должны быть срезаны листовыми ножницами для металла или боковым резаком.
    5.16.9 Штабелирование непакетированных труб должно производиться на ровных прочных основаниях. Ряды труб в штабеле должны быть уложены на деревянные прокладки шириной порядка 100 мм на расстоянии 1000 мм от раструба и гладкого конца трубы. При этом необходимо предусматривать боковые опоры, предотвращающие самопроизвольное раскатывание труб. Не допускается соударять трубы друг о друга, сбрасывать с транспортных средств, перетаскивать волоком или перекатывать. Во избежание повреждения покрытия и загрязнения труб деревянные прокладки должны присутствовать на протяжении всего срока хранения. Рекомендуется следующее число рядов труб в штабеле:
    66133302011-027.jpg
    _______________
    <1> DN - условный диаметр по ГОСТ Р ИСО 2531.
    5.16.10 Торцы труб всех диаметров с внутренним цементно-песчаным покрытием, предназначенных к использованию в питьевых водопроводах, должны быть закрыты пластмассовыми заглушками во избежание загрязнения внутреннего покрытия. Заглушки не должны сниматься с труб до момента сборки соединений при укладке трубопровода. Соединительные части должны храниться рассортированными по виду и диаметрам. Стопоры под соединение "RJ" хранятся в открытой таре, рассортированные по диаметрам.
    5.16.11 Резиновые уплотнительные кольца должны храниться в закрытых помещениях, в условиях, исключающих их деформацию и повреждения, при температуре от 0 до 35°С, на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов, а также не подвергаться воздействию прямых солнечных лучей и веществ, разрушающих резину.
    5.16.12 В летнее время трубы из ВЧШГ с нанесенным цементно-песчаным покрытием должны храниться в местах, исключающих попадание прямых солнечных лучей, или быть защищены специальным укрытием.
    Земляные работы
    5.16.13 Земляные работы по планировке трассы, разработке, засыпке и приемке траншей при строительстве трубопроводов следует производить в соответствии с требованиями СНиП 3.05.04.
    5.16.14 Перед разработкой траншеи следует произвести разбивку ее оси. Приямки для монтажа и заделки стыковых соединений труб диаметром до 300 мм следует отрывать перед укладкой каждой трубы на место. Расстояние между приямками устанавливается в зависимости от длины укладываемых труб. Приямки для труб диаметром более 300 мм допускается отрывать за 1-2 дня до укладки труб в траншею с учетом фактической длины труб и расстояния между стыками.
    5.16.15 Методы разработки траншеи обусловливаются диаметром трубопровода, геотехническими характеристиками грунтов, рельефом местности, технико-экономическими показателями технических средств, аналогично как для традиционных трубопроводов, например стальных.
    5.16.16 Грунт, вынутый из траншеи, следует укладывать в отвал с одной (левой по направлению работ) стороны траншеи на расстоянии не ближе 0,5 м от края, оставляя другую сторону свободной для передвижения и производства прочих работ.
    Монтаж трубопроводов и фасонных частей в грунте
    5.16.17 Трубопроводы из ВЧШГ прокладывают преимущественно в грунте путем реализации траншейной и бестраншейной технологий, а также в коллекторах (каналах). Для прокладки трубопроводов в грунте следует применять соединительные части, конструкции которых приведены в приложении Б.
    5.16.18 При прокладке трубопроводов из ВЧШГ в грунте должен соблюдаться технологический регламент, включающий подготовительные, вспомогательные и основные работы, состав и очередность которых должны увязываться с конкретными условиями.
    5.16.19 Уплотнение при стыковке труб под соединения "TYTON", "RJ" осуществляется с помощью резинового кольца на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ (EPDM) за счет радиального сжатия его в кольцевом пазе раструба.
    5.16.20 Для определения границ монтажа гладкого конца трубы в раструб на трубы под соединение "TYTON" наносится специальная метка (рисунок 5.8). На трубы под соединение "RJ" специальная метка не наносится.
    66133302011-028.jpg
    Рисунок 5.8 - Нанесение меток. Метка y равна глубине раструба,
    а x = y - 10 мм, для всех диаметров труб​

    5.16.21 Наружную поверхность гладкого конца трубы (особенно фаску) до специальной метки покрывают смазкой, поставляемой предприятием - изготовителем труб.
    5.16.22 Внутренняя поверхность раструба трубы (особенно паз для уплотнительного резинового кольца) очищается от посторонних предметов и загрязнений с помощью щетки и скребка. В кольцевой паз раструба вкладывают уплотнительное резиновое кольцо с проверкой правильности размещения его гребня.
    5.16.23 Внутренняя поверхность уплотнительного резинового кольца покрывается смазкой. Следует избегать стекания смазки под наружную поверхность уплотнительного резинового кольца.
    5.16.24 Монтируемая труба подается к ранее уложенной трубе, центрируется по конусной поверхности уплотнительного резинового кольца и с помощью монтажного приспособления или ломика (при малом диаметре труб) вводится в раструб до специальной метки.
    5.16.25 При снятии усилия монтажного приспособления гладкий конец смонтированной трубы должен войти в раструб на расстояние не менее величины x и не более величины y, указанных на рисунке 5.8. Расстояние от торца раструба до торца резинового кольца должно быть одинаковым по всему периметру. Правильность установки уплотнительного резинового кольца в раструб проверяется специальным щупом. Неравномерное расстояние свидетельствует о выталкивании кольца из паза раструба, и монтаж следует повторить, так как этот стык при гидроиспытании даст течь.
    5.16.26 При монтаже труб под соединение "RJ" после их стыковки необходимо:
    • вставить правый стопор в выемку раструба и продвинуть его вправо до упора;
    • вставить левый стопор (со стопорной проволокой) в выемку раструба и продвинуть его влево до упора;
    • вогнуть стопорную проволоку внутрь выемки раструба.
    Уложенный трубопровод с соединением "RJ" имеет возможность осевого удлинения в каждом стыке за счет технологического зазора между наплавленным валиком и приливом в раструбной части трубы.
    При требовании абсолютно исключить удлинение необходимо растягивать трубопровод при прокладке по участкам с помощью канатной тяги.
    5.16.27 При использовании на монтаже трубопровода труб немерной длины (менее 6 м) их гладкие концы необходимо предварительно отрезать до требуемого размера. Для гарантированной стыковки труб после отрезки рекомендуется укорачивать на длину до 2/3 только калиброванные трубы со специальной маркировкой (рисунок 5.9), которая указывает на максимально возможную длину отрезания.
    66133302011-029.jpg
    Рисунок 5.9 - Маркировка для калиброванных труб​

    Примечание - Для резки можно использовать дисковую фрезу, а также роликовые резаки. После отреза необходимо с помощью напильника или шлифовальной машины зачистить гладкий конец трубы и снять фаску, чтобы избежать повреждения уплотнительного кольца при монтаже труб. Для соединения "RJ" на гладком конце необходимо приварить кольцевой упор. Приварка осуществляется с применением никель-чугунных электродов.
    5.16.28 Уложенные трубы, при необходимости, можно разъединить. Трубы вытягивают с помощью реечного домкрата и составной обоймы. Для разъединения труб под соединение "RJ" необходимо предварительно удалить стопоры. В случае повторного соединения труб следует использовать новое уплотнительное резиновое кольцо.
    5.16.29 Монтаж трубопровода следует производить методом последовательного наращивания из одиночных труб непосредственно в проектном положении трубопровода (на дне траншеи).
    5.16.30 Монтаж труб малого диаметра (80-100) мм осуществляется с помощью лома и деревянного бруса, диаметрами 125-150 мм с помощью петли и вильчатой штанги, для труб диаметрами до 300 мм - с помощью двух замковых штанг и тросовой лебедки. Монтаж труб диаметрами от 400 до 1000 мм производится при помощи любых приспособлений с тяговыми усилиями 90-100 кН и выше.
    5.16.31 Монтаж офланцованных соединительных частей и арматуры на водопроводах из чугунных труб выполняется в камерах переключения (колодцах) в соответствии со сложившейся практикой. Расположение фланцевых соединений непосредственно в грунте должно сопровождаться их обязательной защитой от коррозии.
    5.16.32 Засыпка трубопроводов должна осуществляться в два приема - частичная засыпка до предварительного испытания и окончательная засыпка после предварительного гидравлического испытания. Частичная засыпка трубопровода производится для предотвращения перемещения труб под воздействием давления во время предварительного гидравлического испытания.
    5.16.33 Частичная засыпка трубопроводов проводится вынутым или привозным грунтом, который должен соответствовать требованиям раздела 4 СП 45.13330.2012.
    Засыпка проводится в следующем порядке: предварительно проводятся подбивка пазух и частичная засыпка труб грунтом с содержанием включений камней и валунов размером не более 0,25 диаметра труб на высоту 0,2 м над верхом трубы. Во время засыпки проводится равномерное послойное уплотнение грунта с обеих сторон трубы до проектной плотности. Приямки и стыки труб должны быть открыты.
    5.16.34 Окончательная засыпка трубопровода проводится ранее вынутым из траншеи грунтом после предварительного испытания трубопроводов. Предварительно присыпаются приямки и стыки с тщательным уплотнением грунта.
    5.16.33, 5.16.34 (Измененная редакция, Изм. N 2).
    5.16.35 При прокладке трубопроводов в грунте при минусовых температурах непосредственно перед монтажом труб уплотнительные кольца должны быть выдержаны при температуре плюс 20±5°С в течение 24 ч.
    Требования безопасности
    5.16.36 При производстве работ необходимо соблюдать требования СНиП 12-04, включая изменения, касающиеся погрузочно-разгрузочных, земляных работ, гидравлических и пневматических испытаний (в части установления опасных зон).
    5.16.37 Складирование чугунных труб, соединительных частей из ВЧШГ, железобетонных плит, строительных изделий и материалов для устройства колодцев и упоров должно осуществляться согласно соответствующим пунктам настоящего СП, а также с учетом требований разделов соответствующих технических условий и других норм на них.
    5.16.38 Манипуляции при погрузке и разгрузке труб, соединительных частей, железобетонных плит и других строительных изделий должны производиться с использованием инвентарных грузозахватных приспособлений (стропов, мягких полотенец, траверс, захватов и т.п.) с учетом применяемых подъемно-транспортных механизмов. При перемещении грунта, труб, железобетонных плит и т.п. работники должны находиться в безопасной зоне проведения работ.
    5.16.39 Работа на любых строительных машинах должна производиться лицами, имеющими на это специальное разрешение, и только в соответствии с проектом производства работ. Использовать в работе разрешается только исправные машины, инструменты, приспособления и средства малой механизации, что должно проверяться в установленном порядке с указанием сроков, оговоренных в техпаспортах.
    5.16.40 Все рабочие перед тем как приступить к работе, должны пройти полный инструктаж по технике безопасности (вводный, первичный, повторный, внеплановый и текущий).
    5.16.41 При проведении гидравлических испытаний трубопроводов давление следует поднимать постепенно. Запрещается находиться перед заглушками, в зоне временных и постоянных упоров.
    5.16.42 При проведении испытаний трубопроводов участники всех видов работ должны находиться на безопасном расстоянии от возможного места разрушения труб, раструбов и т.п., обнаруженные дефекты можно устранять только после снятия давления.
    5.17 Охрана окружающей среды
    5.17.1 Трубы и фасонные части из ВЧШГ взрывобезопасны, нетоксичны, электробезопасны и радиационно безопасны. Специальных мер безопасности в течение всего срока службы труб и фасонных частей не требуется. Меры по охране окружающей среды должны соответствовать требованиям СНиП 3.05.03 и настоящего СП.
    5.17.2 Без согласования с соответствующей организацией не допускается производить прокладку надземных трубопроводов на расстояниях менее 2 м от стволов деревьев и 1 м от кустарников. Запрещается перемещение грузов кранами на расстоянии ближе 0,5 м от крон или стволов деревьев. Не допускается складирование труб и других изделий на расстоянии менее 2 м от стволов деревьев без временных ограждающих или защитных устройств вокруг них.
    5.17.3 Промывку трубопроводов следует выполнять с повторным использованием воды. Слив воды из трубопроводов после проведения испытаний, промывки (дезинфекции) производить способами, безопасными для окружающей среды, после очистки (отстаивания) в места, предусмотренные проектом.
    5.17.4 Территория по завершении строительства трубопроводной сети должна быть очищена и восстановлена согласно проекту. Временно занимаемые земли подлежат рекультивации.
    5.17.5 Отходы труб из ВЧШГ следует использовать для дальнейшей переработки. Отходы железобетонных изделий следует вывозить на заводы для переработки или на захоронение в места, согласованные с органами Госсанэпиднадзора. Непригодные для вторичной переработки отходы подлежат утилизации в соответствии с санитарными правилами и нормами, предусматривающими порядок накопления, транспортирования, обезвреживания и захоронения промышленных отходов. Организации, в результате деятельности которых образуются и которым передаются отходы 1-4-го классов опасности, должны иметь лицензии на деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению опасных отходов.
    5.18 Испытания трубопроводов
    5.18.1 Испытания трубопроводов водоснабжения и напорной канализации, смонтированных из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, должны проводиться в соответствии с проектом и с учетом требований СП 31.13330 и СНиП 3.05.04 с использованием типовых технологических процессов и испытательного оборудования, аналогичного тому, какое применяется при гидравлическом (пневматическом) испытании напорных трубопроводов из других материалов (приложение 2).
    Допустимое гидравлическое рабочее и испытательное давление принимается по таблицам 5.14, 5.15.
    5.18.2 Перед проведением испытаний трубопровода необходимо в местах поворотов, тупиках установить железобетонные упоры, предотвращающие перемещения труб от воздействия давления воды.
    5.18.3 Площадь упоров определяется в зависимости от осевых усилий, действующих вдоль оси трубопровода, и прочности грунтов.
    Для упора, установленного на повороте трубопровода, эти усилия равны
    Nₙ = 0,5πDcpP sin(α/2), (5.52)​

    где P - давление воды, МПа;
    Dcp - срединный диаметр трубы, м;
    α - угол поворота трубопровода.​

    5.18.4 Расчет упоров рекомендуется выполнять в соответствии с рекомендациями [16]*.
    ________________
    * См. раздел Библиография.
    5.18.5 Для практического использования возможен расчет по номограммам, приведенным на рисунке 5.10.
    66133302011-030.jpg
    Рисунок 5.10 - Номограмма для выбора опорной площади упоров F на напорном трубопроводе условным диаметром Dᵧ из труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с раструбными соединениями, находящемся под внутренним давлением P, при угле поворота трассы α с опорой на грунт прочностью G (N и Q - промежуточные шкалы)​

    5.18.6 Конструкцию упоров рекомендуется выбирать по материалам [17]*.
    ________________
    * См. раздел Библиография.
    5.18.7 При производстве работ по устройству упоров следует соблюдать требования, изложенные в СНиП 3.05.04 и пособии [18].
    5.18.8 Проведение гидравлических испытаний трубопроводов допускается после достижения бетоном упоров прочности не менее проектной. Засыпка упоров и примыкающих к ним участков труб должна производиться слоями 15-20 см с увлажнением и тщательным уплотнением. Степень уплотнения грунта должна быть повышенной.
    СП 66.13330.2011​
    СВОД ПРАВИЛ
    ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО НАПОРНЫХ СЕТЕЙ
    ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
    ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБ ИЗ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ
    Designing, building of pressure head networks of water supply
    and water removal with application of high-strength pipes
    from pigiron with spherical graphite
    ​









    Дата введения 2011-05-20
    ​

    Предисловие
    Сведения о своде правил















    В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет





    Введение*Введение*









    А.Д.АлиференковО.Г.ПриминМ.А.ШальИ.В.ЕфремовБ.Н.ЛизуновА.В.Минченков

    1 Область применения1 Область применения


    • трубопроводов открытой прокладки;
    • надземных трубопроводов;
    • трубопроводов, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).
  • трубопроводов открытой прокладки;
  • надземных трубопроводов;
  • трубопроводов, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).


    • 2 Нормативные ссылки
    2 Нормативные ссылки
























































    3 Термины и определения3 Термины и определения



    4 Общие требования4 Общие требования

















    5 Проектирование и строительство подземных трубопроводов открытой прокладки сетей водоснабжения и водоотведения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметрами 80-1000 мм
    5 Проектирование и строительство подземных трубопроводов открытой прокладки сетей водоснабжения и водоотведения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметрами 80-1000 мм

    5.1 Определение нагрузок, действующих на подземный трубопровод5.1 Определение нагрузок, действующих на подземный трубопровод


    • внутреннее давление транспортируемой воды;
    • давление грунтовой засыпки;
    • давление подвижных транспортных средств, передающееся на трубопровод через грунт;
    • собственную массу трубопровода;
    • давление при образовании вакуума и овализации труб;
    • массу транспортируемой воды;
    • внешнее гидростатическое давление грунтовых вод.
  • внутреннее давление транспортируемой воды;
  • давление грунтовой засыпки;
  • давление подвижных транспортных средств, передающееся на трубопровод через грунт;
  • собственную массу трубопровода;
  • давление при образовании вакуума и овализации труб;
  • массу транспортируемой воды;
  • внешнее гидростатическое давление грунтовых вод.












    • 5.2 Гидравлический расчет трубопроводов5.2 Гидравлический расчет трубопроводов



    тр

    Hтр = il + ∑hм.с, (5.1)​
    трilм.с
    i
    hм.с - потери напора в стыковых соединениях и в местных сопротивлениях, м (следует определять с учетом данных по местным сопротивлениям чугунных соединительных частей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом конкретного завода-изготовителя).​
    м.с
    м.сil

    i

    iT = λV²/2qd, (5.2)*​
    iT

    V - средняя по сечению скорость движения воды (сточной воды), м/с;
    g* - ускорение силы тяжести, м/с²;
    d - расчетный диаметр труб, м.​







    Dв = (d - 2δc) (5.3)​
    вc
    п

    D"в = [d - 2(δc + δп)], (5.4)​
    вcп
    cп



    √λ = 0,5[b/2 + 1,312(2 - b) lg(3,7Dв/Kэ)] / lg(3,7Dв/Kэ); (5.5)
    V = 1,27Q / D²в, (5.6)​
    вэвэ

    в

    b - число подобия режимов течения воды (сточных вод)​

    b = 1 + lgReф/lgReкв, (5.7)​
    фкв
    (при b> 2 следует принимать b = 2);
    Kэ - коэффициент гидравлической абсолютной шероховатости, мм (таблица 5.1).​

    э
    Таблица 5.1​
    Значения коэффициента Kэ для труб из ВЧШГ
    66133302011-001.jpg
    ​
    э
    66133302011-001.jpg
    Reф - число Рейнольдса фактическое​
    ф
    Reф = VDв/ν; (5.8)
    Reкв = 500Dв/Kэ, (5.9)​
    фв

    кввэ
    где ν - коэффициент кинематической вязкости, м²/с, воды (таблица 5.2) и сточных вод (таблица 5.3).​

    Таблица 5.2​
    Значения коэффициента кинематической вязкости чистой воды
    66133302011-002.jpg
    ​

    66133302011-002.jpg
    Таблица 5.3​
    Значение коэффициента кинематической вязкости сточных вод
    66133302011-003.jpg
    ​

    66133302011-003.jpg


    66133302011-004.jpg
    Рисунок 5.1 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов
    напорных трубопроводов диаметрами 100-300 мм из высокопрочных труб из чугуна
    с шаровидным графитом класса К-9 с внутренним цементно-песчаным покрытием
    66133302011-005.jpg
    Рисунок 5.2 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов напорных
    трубопроводов диаметрами 350-1000 мм из высокопрочных труб из чугуна с
    шаровидным графитом класса К-9 с внутренним цементно-песчаным покрытием
    66133302011-006.jpg
    Рисунок 5.3 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов
    напорных трубопроводов из высокопрочных труб из чугуна с
    шаровидным графитом класса К-9 без покрытия
    66133302011-007.jpg
    Dᵧ - диаметр условного прохода; q - расчетный расход воды;
    V - средняя скорость движения воды (сточной воды); i - гидравлический уклон
    Рисунок 5.4 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов
    напорных трубопроводов из высокопрочных труб из чугуна
    с шаровидным графитом класса К-9 с полимерным покрытием​
    66133302011-004.jpg 66133302011-004.jpg 66133302011-004.jpg




    66133302011-005.jpg




    66133302011-006.jpg




    66133302011-007.jpg

    i




    5.3 Внешние постоянные и временные нагрузки5.3 Внешние постоянные и временные нагрузки


    • укладка в траншее
  • укладка в траншее
    • Qт = nγHBKтрψ, (5.10)​
    ттр
    • укладка в насыпи
  • укладка в насыпи
    • Qн = nγHDнKн. (5.11)​
    ннн


    трнн



    Таблица 5.4​
    Коэффициент перегрузок
    66133302011-008.jpg
    ​

    66133302011-008.jpg


    66133302011-009.jpg​
    66133302011-009.jpg
    гр

    Таблица 5.5​
    Нормативные значения удельного веса γ и модуля деформации Eгр грунтов
    66133302011-010.jpg
    ​
    гр
    66133302011-010.jpg


    н


    1. для траншей с вертикальными стенками B = B₁;
    2. для траншей с наклонными стенками B = B₁ + 2Dнm₃,₀, где m - коэффициент откоса.
  • для траншей с вертикальными стенками B = B₁;
  • для траншей с наклонными стенками B = B₁ + 2Dнm₃,₀, где m - коэффициент откоса.
    • нтр

    Таблица 5.6​
    Значения коэффициента Kтр
    66133302011-011.jpg
    ​
    тр
    66133302011-011.jpg


    ψ = 1 / [1 + 2Pгр(B - Dн)/PлχDн], (5.12)​
    грнлн
    л

    Pл = 2E(h/(D - h))³, (5.13)​
    л

    χ - коэффициент выступания трубы; при опирании на плоское грунтовое основание χ = 0,98; при опирании трубы на спрофилированное основание с углом охвата трубы основанием, равным 60°, 90° или 120°, принимается соответственно равным 0,93, 0,95 и 0,75;
    Pгр - жесткость грунта.​

    гр
    cp
    1. с вертикальными стенками Bcp = B = B₁;
    2. с наклонными стенками Bcp = B₁ + 2(Dн + H/2)m₃,₀.
  • с вертикальными стенками Bcp = B = B₁;
    • cp
  • с наклонными стенками Bcp = B₁ + 2(Dн + H/2)m₃,₀.
    • cpнгр


    • 1,5 - при засыпке песчаными грунтами и супесями;
    • 1,6 - при засыпке суглинками и глинами.
  • 1,5 - при засыпке песчаными грунтами и супесями;
  • 1,6 - при засыпке суглинками и глинами.


    • χ = 0,5(1 + cos α), (5.14)​




    1. на плоское основание с подбивкой пазух - 30°;
    2. на профилированное основание - 60°; 90°; 120°.
  • на плоское основание с подбивкой пазух - 30°;
  • на профилированное основание - 60°; 90°; 120°.


    • н

    Kн = 3(Pл + Pгр) / 2(Рл + 2Ргр), (5.15)​
    нлгрлгр
    л
    Pгр - жесткость грунта засыпки, МПа; Pгр = 1,25Eгр;
    Eгр - модуль упругости грунта засыпки, МПа.​
    гргргр
    гр
    Таблица 5.7​
    Значения коэффициентов M̅ и N̅ для различных нагрузок,
    действующих на трубопровод круглого сечения, опертый на нижнюю образующую
    66133302011-012.jpg
    ​


    66133302011-012.jpg

    • Qг = nγχлHDнKтрλгр - укладка в траншее; (5.16)
    • Qгв = nγ(H + Dн/2)Dнλн - укладка в насыпи. (5.17)
  • Qг = nγχлHDнKтрλгр - укладка в траншее; (5.16)
    • глнтргр
  • Qгв = nγ(H + Dн/2)Dнλн - укладка в насыпи. (5.17)
    • гвнннг

    грн

    Таблица 5.8​
    Коэффициенты бокового давления грунта
    66133302011-013.jpg
    ​

    66133302011-013.jpg




    т

    тр

    qт = 0,478QH³/(H² + r²)⁵⁄², (5.18)​
    т

    H - глубина рассматриваемой точки от поверхности;
    r - горизонтальная проекция между точкой приложения силы и точкой, в которой определяется напряжение q.​




    Qнв = nqтDнμтКн, (5.19)​
    нвтнтн
    н
    μт - динамический коэффициент подвижной нагрузки, зависит от глубины заложения трубопровода H (таблица 5.9).​
    т
    Таблица 5.9​
    Значения динамического коэффициента подвижной нагрузки
    66133302011-014.jpg
    ​

    66133302011-014.jpg

    • для трубопроводов различного назначения всех диаметров, прокладываемых под автомобильными дорогами, - нагрузку от колонн автомобилей или от колесного транспорта НК-80 в зависимости от того, какая из этих нагрузок оказывает большее силовое воздействие на трубопровод;
    • для подземных трубопроводов, прокладываемых в местах, где возможно нерегулярное движение автомобильного транспорта, - нагрузку от единичных автомобилей А-14 или от гусеничного транспорта НГ-60 в зависимости от того, какая из этих нагрузок вызывает большее воздействие на трубопровод;
    • для трубопроводов, прокладываемых в местах, где движение автомобильного транспорта невозможно, - равномерно распределенную нагрузку с интенсивностью 4 кН/м².
  • для трубопроводов различного назначения всех диаметров, прокладываемых под автомобильными дорогами, - нагрузку от колонн автомобилей или от колесного транспорта НК-80 в зависимости от того, какая из этих нагрузок оказывает большее силовое воздействие на трубопровод;
  • для подземных трубопроводов, прокладываемых в местах, где возможно нерегулярное движение автомобильного транспорта, - нагрузку от единичных автомобилей А-14 или от гусеничного транспорта НГ-60 в зависимости от того, какая из этих нагрузок вызывает большее воздействие на трубопровод;
  • для трубопроводов, прокладываемых в местах, где движение автомобильного транспорта невозможно, - равномерно распределенную нагрузку с интенсивностью 4 кН/м².




    • Hпр = H + (1 - ∛(Eпокр/Егр))hпокр, (5.20)​
    прпокргрпокр

    hпокр - толщина слоя покрытия (дорожной одежды), м;
    Eпокр - общий модуль упругости (деформации) покрытия, МПа, зависит от его конструкции и свойств материала покрытия.​
    покр
    покр
    iiпокр

    Eпокр = ∑ᵢ₌ₙhᵢ∛Eᵢ / ∑ᵢ₌ₙhᵢ, (5.21)*​
    покр

    Eᵢ - модули упругости (деформации) соответствующих i-x от 1 до n слоев покрытия;
    n - число слоев в покрытии.​
    i

    Таблица 5.10​
    Равномерно распределенное давление q от гусеничной нагрузки
    НГ-60 при наружном диаметре трубопровода Dн
    66133302011-015.jpg
    ​

    н
    66133302011-015.jpg
    Таблица 5.11​
    Равномерно распределенное давление q от транспортной нагрузки
    А-14 при наружном диаметре трубопровода Dн
    66133302011-016.jpg
    ​

    н
    66133302011-016.jpg


    Q₂ᵣ = nqDнγн. (5.22)​
    нн


    Q₃ = nπγтhDcp10⁻³. (5.23)​
    тcp


    Q₁ = n(π/l)γнhD²в10⁻³, (5.24)​
    lнв
    н
    Dв = Dн - 2h.​
    вн
    вак

    г.в

    Рг.в = γвНг.в, (5.25)​
    г.ввг.в
    в
    Нг.в - высота столба грунтовой воды над верхом трубопровода, м.
    ​
    г.в
    5.4 Расчет изгибающих моментов от воздействия внешних нагрузок5.4 Расчет изгибающих моментов от воздействия внешних нагрузок



    M = M"в + M""в + Mг. (5.26)​
    ввг




    Таблица 5.12​
    Значения коэффициентов M̅ и N̅ для опорных реакций
    трубопровода на грунтовом основании
    66133302011-017.jpg
    ​


    66133302011-017.jpg
    а

    б



    M"в = 0,235(Q₁ + Q)rcp10⁻³. (5.27)​
    вcp
    в

    66133302011-018.jpg​
    66133302011-018.jpg


    M""в = 0,18(Q₃ + Q₁)rcp10⁻³. (5.29)​
    вcp


    66133302011-019.jpg
    ​
    66133302011-019.jpg


    Mг = -0,125(Q₁г + Q₂г)rcp10⁻³. (5.31)​
    гггcp



    Qcp = M/0,318rcp. (5.32)​
    cpcp
    5.5 Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок5.5 Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок


    1. при действии на трубопровод давления грунта засыпки, передвижных транспортных средств, собственного веса трубы, внешнего гидростатического давления, веса транспортируемой воды;
    2. при действии грунта засыпки, атмосферного давления при образовании в трубопроводе вакуума, собственного веса трубопровода, веса воды.
  • при действии на трубопровод давления грунта засыпки, передвижных транспортных средств, собственного веса трубы, внешнего гидростатического давления, веса транспортируемой воды;
  • при действии грунта засыпки, атмосферного давления при образовании в трубопроводе вакуума, собственного веса трубопровода, веса воды.


    • Qпр ≤ Qэкв. (5.33)​
    прэкв
    пр


    • при первом варианте сочетания нагрузок
  • при первом варианте сочетания нагрузок
    • ξ = 1 / (1 + Pгр/(Pл + 0,413Рг)); (5.34)​
    грлг
    • при втором варианте сочетания нагрузок
  • при втором варианте сочетания нагрузок
    • ξₐ = 1 / [(1 + Pгр - Pₐ)/(Pл + 0,413Рг)], (5.35)​
    гр лг


    пр

    M = ξQ⁰прr/π = 0,318ξQ⁰прr. (5.36)​
    прпр


    mR = M/W = 0,318ξQ⁰прr6/h² = 0,95ξQ⁰прDн / h². (5.37)​
    прпрн


    Q⁰пр = mRh²/0,95ξDн, (5.38)​
    прн

    m - коэффициент условий работы материала труб, равный единице при доверительной вероятности p* ≥ 0,999;
    ξ - коэффициент упругого отпора грунта, определяемый расчетом.​


    5.6 Расчет на устойчивость круговой формы поперечного сечения
    5.6 Расчет на устойчивость круговой формы поперечного сечения




    qкр ≥ 2(Qпр/D + Pвак + Qг.в), (5.39)*​
    крпрвакг.в
    кр
    Qпр - расчетная внешняя приведенная нагрузка, кН/м;
    Pвак - величина возможного вакуума на расчетном участке трубопровода, МПа; при отсутствии конкретных данных следует принимать равной 0,1 МПа;
    Pг.в* - внешнее гидростатическое давление грунтовых вод на трубопровод, МПа, определяется по формуле (5.25).​
    пр
    вак
    г.в


    5.7 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении5.7 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении



    a) 5 - для труб с антикоррозионным полимерным внутренним покрытием;
    б) 4 - для труб с цементно-полимерным покрытием;
    в) 3 - для труб с цементно-песчаным внутренним покрытием.​







    ƒₐ = ƒ̅(Qпр/4Рл)ξ ≤ 0,05Dн; (5.40)
    ƒб = ƒ̅(Qпр/4Рл)ξ ≤ 0,04Dн; (5.41)
    ƒв = ƒ̅(Qпр/4Рл)ξ ≤ 0,03Dн, (5.42)​
    прлн

    бпрлн

    впрлн

    ƒ̅ - коэффициент, зависящий от схемы распределения нагрузок и опорной реакции, с учетом активного влияния бокового давления грунта. При угле опирания 2α = 30° ƒ̅ = 1,23; 2α = 90° ƒ̅ = 0,974. Для практических расчетов величину ƒ̅ можно принимать равной 1,0. Более точные значения коэффициента ƒ̅ можно получить в таблице 9.17 [4].​


    • при Pгр ≥ Рл/4
  • при Pгр ≥ Рл/4
    • грл
    qкр = 2√(РлPгр); (5.43)​
    крлгр
    • при Pгр < Рл/4
  • при Pгр < Рл/4
    • грл
    qкр = Рл, (5.44)​
    крл
    л
    Ргр - жесткость грунта, определяемая по формуле​
    гр
    Ргр = 0,125Егр, (5.45)​
    гргр
    здесь Егр - модуль деформации грунта засыпки, МПа.​
    гр
    5.8 Расчет на прочность труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления5.8 Расчет на прочность труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления





    Рпр = P⁰(1 - Qпр/Q⁰), (5.46)​
    прпр
    прпр
    P⁰ - несущая способность трубы на внутреннее гидростатическое давление, МПа;
    Q⁰ - несущая способность трубы на внешнюю приведенную нагрузку от грунта и транспорта, кН/м;
    Qпр - величина приведенной внешней нагрузки, кН/м​


    пр
    Qпр = Q⁰(1 - Q/Q⁰). (5.47)​
    пр


    P⁰ = Rₚh/r₀, (5.48)​


    r₀ - внутренний радиус трубы, см;
    h - толщина стенки трубы, см.​




    Q⁰ = 0,524Rₚh²b/rc, (5.49)​
    c

    rc - радиус срединной поверхности трубы, см.​
    c


    Таблица 5.13​
    Несущая способность незасыпанного трубопровода
    на внешнюю нагрузку Q⁰ и внутреннее давление P⁰
    66133302011-020.jpg
    ​


    66133302011-020.jpg



    66133302011-021.jpg
    Рисунок 5.6 - Графики прочности труб диаметром 600 мм классов К-9 и К-10​
    66133302011-021.jpg 66133302011-021.jpg 66133302011-021.jpg



    пр

    врвр

    5.9 Расчет на прочность труб при действии на трубопровод внутреннего давления при отсутствии внешней нагрузки5.9 Расчет на прочность труб при действии на трубопровод внутреннего давления при отсутствии внешней нагрузки



    P = m₀ 2hRₚ/(Dн - 2h), (5.50)​
    н

    m₀ - коэффициент условия работы, равный 1,0;
    h - толщина стенки трубы, см;
    Dн - наружный диаметр трубы, см.​


    н


    h = k(0,5 + 0,001Dᵧ), (5.51)​


    Dᵧ - условный проход трубы, см.​





    иг



    ги

    Таблица 5.14​
    Допустимое внутреннее гидравлическое давление в трубопроводе
    с раструбными соединениями "TYTON" и "RJ", МПа, для труб класса К-9
    66133302011-022.jpg
    ​


    66133302011-022.jpg
    Таблица 5.15​
    Допустимое внутреннее гидравлическое давление для фланцевых соединений, МПа
    66133302011-023.jpg
    ​

    66133302011-023.jpg
    5.10 Класс прочности труб из ВЧШГ5.10 Класс прочности труб из ВЧШГ







    экв







    Пример расчета на прочность трубопровода из ВЧШГ диаметром 600 мм


    • трубы класса К-9 по ГОСТ Р ИСО 2531;
    • наружный диаметр 635 мм;
    • толщина стенки трубы 9,9 мм;
    • укладка в траншее с наклонными стенками, заложение откоса m₃,₀ = 0,5 на плоское основание;
    • группа грунта Г-III (суглинки);
    • удельный вес грунта γ = 17,7 кН/м³;
    • модуль деформации грунта Eгр = 2,2 МПа;
    • уплотнение грунта - нормальное;
    • глубина заложения - 2 м;
    • транспортная нагрузка НГ-60 (одна машина);
    • внешняя гидростатическая нагрузка отсутствует;
    • расчетное внутреннее гидростатическое давление равно 1,6 МПа;
    • расчетное сопротивление материала трубы на растяжение Rₚ = 300 МПа, при доверительной вероятности p* ≥ 0,997.
  • трубы класса К-9 по ГОСТ Р ИСО 2531;
  • наружный диаметр 635 мм;
  • толщина стенки трубы 9,9 мм;
  • укладка в траншее с наклонными стенками, заложение откоса m₃,₀ = 0,5 на плоское основание;
  • группа грунта Г-III (суглинки);
  • удельный вес грунта γ = 17,7 кН/м³;
  • модуль деформации грунта Eгр = 2,2 МПа;
    • гр
  • уплотнение грунта - нормальное;
  • глубина заложения - 2 м;
  • транспортная нагрузка НГ-60 (одна машина);
  • внешняя гидростатическая нагрузка отсутствует;
  • расчетное внутреннее гидростатическое давление равно 1,6 МПа;
  • расчетное сопротивление материала трубы на растяжение Rₚ = 300 МПа, при доверительной вероятности p* ≥ 0,997.
    • Определение нагрузок от давления грунта засыпки



    B₁ = Dн + 0,8 = 1,43 м;
    B = B₁ + 2(Dнm₃,₀) = 1,43 + 2(0,63 · 0,5) = 2,06 м;
    Bcp = B₁ + 2(Dн + H/2)m₃,₀ = 1,43 + 2(0,63 + 2/2)0,5 = 3,05 м.​
    н

    н

    cpн
    трcp



    Pгр = 0,125Eгр = 0,125 · 2,2 = 0,275 МПа.​
    гргр


    Pл = 2E(h/(Dн - h))³ = 2 · 1,7 · 10⁵(9,9/(635 - 9,9))³ = 1,34 МПа,​







    ψ = 1/[1 + 2Pгр(B - Dн)/PлχDн] = 1/[1 + 2 · 0,275(2,06 - 0,63)/1,34 · 0,98 · 0,63] = 0,512.​
    грнлн


    Kн = 3(Рл - Ргр)/2(Рл + 2Ргр) = 3(1,34 - 0,275)/2(1,34 + 2 · 0,275) = 1,29.​
    нлгрлгр
    трнн

    BKтрψ = 2,06 · 0,9 · 0,512 = 0,95;
    DнKн = 0,63 · 1,29 = 0,81.​
    тр

    нн
    ннтр

    Qвгр = nγHχDнKн = 1,15 · 17,7 · 2 · 0,63 · 1,29 = 33,08 кН/м.​
    вгрнн


    Qггр = nγ(H + Dн/2)Dнλн = 0,9 · 17,7(2 + 0,63/2)0,63 · 0,05 = 4,65 кН/м.​
    ггрннн
    Определение нагрузки от давления наземного транспорта



    Qвтр = nqтрDн μн Kн = 1,0 · 18,7 · 0,63 · 1,0 · 1,29 = 15,07 кН/м.​
    втртрн н н


    Qгтр = nqтрχDнλн = 1,0 · 18,7 · 2 · 0,98 · 0,63 · 0,2 = 2,30 кН/м.​
    гтртрнн


    Q₁ = nπγтрh(Dн - h) = 1,1 · 3,14 · 72,6 · 0,0099(0,63 - 0,0099) = 1,54 кН/м.​
    трн


    Q₂ = n 0,25π γтр D₀²b = 1 · 0,25 · 3,14 · 9,8 · 0,612² · 1 = 2,89 кН/м.​
    тр


    M"в = 0,235(Qвгр + Qвтр)rср = 0,235(33,08 + 15,07)0,317 = 3,58 кН/м;
    M""в = 0,18(Q₁ + Q₂)rср = 0,18(1,54 + 2,89)0,317 = 0,25 кН/м;
    Mг = -0,125(Qггр + Qгтр)rср = -0,125(4,65 + 2,30)0,317 = -0,28 кН/м;
    M = M"в + M""в + Mг = 3,8 + 0,25 - 0,28 = 3,55 кН/м.​
    ввгрвтрср

    вср

    гггргтрср

    ввг


    Q⁰пр = M/0,318rср = 3,55/0,318·0,317 = 35,2 кН/м.​
    прср


    ξ = 1/[1 + Pгр/(Рл + 0,143Pгр)] = 1/[1 + 0,275/(1,44 + 0,143 · 0,275)] = 0,834.​
    грлгр


    Q⁰г = mRh²/0,95ξₐDн = 300 · 9,9²/0,95 · 0,834 · 630 = 58,9 кН/м.​
    гн
    г



    K"₀ = 58,9/35,2 = 1,7; K""₀ = 47,0/35,2 = 1,33.​



    Расчет на прочность при действии грунтовых нагрузок, веса трубопровода, воды и образования в трубопроводе вакуума

    пр



    ξₐ = 1/[1 + (Pгр - Pв)/(Pл + 0,143Pгр)] = 1/[1 + (0,275 - 0,1)/(1,34 + 0,143 · 0,275)] = 0,79,​
    грвлгр
    в



    Qпр = mRh²/ξDн = 1,0 · 300 · 9,9²/0,79 · 0,63 = 61,18 кН/м.​
    прн




    5.11 Расчет на устойчивость при воздействии на трубопровод внешних нагрузок5.11 Расчет на устойчивость при воздействии на трубопровод внешних нагрузок



    грлгр грл


    1. при действии на трубопровод внешних нагрузок:
      q₁ = Qэкв/Dн = 35,2/63,5 = 0,55 МПа K₀ = 1,34/0,55 = 2,43;
      q₂ = Qэкв/Dн = 25,4/63,5 = 0,40 МПа K₀ = 1,34/0,40 = 3,35;
    2. при образовании в трубопроводе вакуума:
      q₁ = Qэкв/Dн + Pв = 0,55 + 0,1 = 0,65 МПа K₀ = 2,06;
      q₂ = Qэкв/Dн + Pв = 0,4 + 0,1 = 0,5 МПа K₀ = 2,68.
  • при действии на трубопровод внешних нагрузок:
    q₁ = Qэкв/Dн = 35,2/63,5 = 0,55 МПа K₀ = 1,34/0,55 = 2,43;
    q₂ = Qэкв/Dн = 25,4/63,5 = 0,40 МПа K₀ = 1,34/0,40 = 3,35;


    • эквн

    эквн

  • при образовании в трубопроводе вакуума:
    q₁ = Qэкв/Dн + Pв = 0,55 + 0,1 = 0,65 МПа K₀ = 2,06;
    q₂ = Qэкв/Dн + Pв = 0,4 + 0,1 = 0,5 МПа K₀ = 2,68.


    • эквнв

    эквнв

    5.12 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой5.12 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой



    ƒ = ξQпр/4Pл ≤ 0,03 · 635 = 19,05 мм,​
    прл
    лпр








    • незасыпанного трубопровода;
    • засыпанного трубопровода.
  • незасыпанного трубопровода;
  • засыпанного трубопровода.
    • доп
    1. P"доп = P⁰(1 - Qпр/Q⁰) = 9,7(1 - 35,2/47,0) = 2,42 МПа;
    2. P""доп = P⁰(1 - Qпр/Q⁰) = 9,7(1 - 35,2/58,79) = 3,97 МПа.
  • P"доп = P⁰(1 - Qпр/Q⁰) = 9,7(1 - 35,2/47,0) = 2,42 МПа;
    • доппр
  • P""доп = P⁰(1 - Qпр/Q⁰) = 9,7(1 - 35,2/58,79) = 3,97 МПа.
    • доппрдоп

    K"₀ = 2,45/1,6 = 1,5 и K""₀ = 3,97/1,6 = 2,6.​

    раб

    и

    Ри = 1,25Рраб = 1,25·1.6 = 2,0 МПа.​
    ираб
    и



    ги

    приг







    5.13 Параметры, влияющие на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ
    5.13 Параметры, влияющие на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ




    • величина удельного электрического сопротивления грунта p меньше 30 Ом·м;
    • величина рН меньше 6;
    • загрязнение городскими и производственными сточными водами, а также органическими веществами, поступившими с промышленными выбросами;
    • наличие коррозионных элементов из-за связи с наружными металлическими конструкциями, способствующими появлению макропар.
  • величина удельного электрического сопротивления грунта p меньше 30 Ом·м;
    • p
  • величина рН меньше 6;
  • загрязнение городскими и производственными сточными водами, а также органическими веществами, поступившими с промышленными выбросами;
  • наличие коррозионных элементов из-за связи с наружными металлическими конструкциями, способствующими появлению макропар.


    • p











    5.14 Защитные покрытия для труб из ВЧШГ и требования к ним5.14 Защитные покрытия для труб из ВЧШГ и требования к ним


    • защитные покрытия (как изоляционные, так и протекторного типа);
    • электрохимическая защита;
    • специальная постель под трубопровод и засыпка грунтом, как правило, песком в целях снижения коррозионной агрессивности грунта.
  • защитные покрытия (как изоляционные, так и протекторного типа);
  • электрохимическая защита;
  • специальная постель под трубопровод и засыпка грунтом, как правило, песком в целях снижения коррозионной агрессивности грунта.

    • металлический цинк с защитным слоем;
    • обогащенная цинком (цинконаполненная) краска с защитным слоем;
    • утолщенное покрытие из металлического цинка с защитным слоем;
    • полиуретан;
    • полиэтилен;
    • фиброцементный раствор;
    • липкие полимерные ленты;
    • битумная краска;
    • эпоксидная смола.
  • металлический цинк с защитным слоем;
  • обогащенная цинком (цинконаполненная) краска с защитным слоем;
  • утолщенное покрытие из металлического цинка с защитным слоем;
  • полиуретан;
  • полиэтилен;
  • фиброцементный раствор;
  • липкие полимерные ленты;
  • битумная краска;
  • эпоксидная смола.



    • стандартные (металлический цинк + битумная краска);
    • с дополнительной защитой (металлический цинк + битумная краска + надеваемый при прокладке полиэтиленовый рукав согласно рисунку 5.7 и таблице 5.16).
  • стандартные (металлический цинк + битумная краска);
  • с дополнительной защитой (металлический цинк + битумная краска + надеваемый при прокладке полиэтиленовый рукав согласно рисунку 5.7 и таблице 5.16).
    • 66133302011-024.jpg
    Рисунок 5.7 - Полиэтиленовый рукав для труб
    ​
    66133302011-024.jpg

    Таблица 5.16​
    Размеры полиэтиленового рукава
    66133302011-025.jpg
    ​

    66133302011-025.jpg








    5.15 Устройство электрохимической защиты трубопроводов5.15 Устройство электрохимической защиты трубопроводов




    • трубы изолированы одна от другой;
    • имеется металлическая связь между трубами.
  • трубы изолированы одна от другой;
  • имеется металлическая связь между трубами.








    • Таблица 5.17​
    Противокоррозионная защита труб из ВЧШГ
    66133302011-026.jpg
    ​

    66133302011-026.jpg

    • искусственные грунты, содержащие булыжники, клинкер или промышленные отходы (часто встречающиеся в населенных и промышленных районах);
    • торфяные почвы;
    • почвы, загрязненные промышленными, сельскохозяйственными отходами или канализацией и т.д.;
    • почвы, содержащие отходы горного производства;
    • почвы, подверженные влиянию блуждающих токов (железные дороги, промышленное оборудование, использующее постоянное напряжение, близость катодно-защищенных структур с поврежденным изолирующим покрытием).
  • искусственные грунты, содержащие булыжники, клинкер или промышленные отходы (часто встречающиеся в населенных и промышленных районах);
  • торфяные почвы;
  • почвы, загрязненные промышленными, сельскохозяйственными отходами или канализацией и т.д.;
  • почвы, содержащие отходы горного производства;
  • почвы, подверженные влиянию блуждающих токов (железные дороги, промышленное оборудование, использующее постоянное напряжение, близость катодно-защищенных структур с поврежденным изолирующим покрытием).
    • 5.16 Прокладка трубопроводов5.16 Прокладка трубопроводов

    Упаковка, маркировка, транспортирование труб и их хранение



















    66133302011-027.jpg









    Земляные работы









    Монтаж трубопроводов и фасонных частей в грунте









    66133302011-028.jpg
    Рисунок 5.8 - Нанесение меток. Метка y равна глубине раструба,
    а x = y - 10 мм, для всех диаметров труб​
    66133302011-028.jpg 66133302011-028.jpg 66133302011-028.jpg

    x = y - 10








    xy


    • вставить правый стопор в выемку раструба и продвинуть его вправо до упора;
    • вставить левый стопор (со стопорной проволокой) в выемку раструба и продвинуть его влево до упора;
    • вогнуть стопорную проволоку внутрь выемки раструба.
  • вставить правый стопор в выемку раструба и продвинуть его вправо до упора;
  • вставить левый стопор (со стопорной проволокой) в выемку раструба и продвинуть его влево до упора;
  • вогнуть стопорную проволоку внутрь выемки раструба.






    • 66133302011-029.jpg
    Рисунок 5.9 - Маркировка для калиброванных труб​
    66133302011-029.jpg























    Требования безопасности















    5.17 Охрана окружающей среды5.17 Охрана окружающей среды











    5.18 Испытания трубопроводов5.18 Испытания трубопроводов











    Nₙ = 0,5πDcpP sin(α/2), (5.52)​
    cp

    Dcp - срединный диаметр трубы, м;
    α - угол поворота трубопровода.​
    cp







    66133302011-030.jpg
    Рисунок 5.10 - Номограмма для выбора опорной площади упоров F на напорном трубопроводе условным диаметром Dᵧ из труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с раструбными соединениями, находящемся под внутренним давлением P, при угле поворота трассы α с опорой на грунт прочностью G (N и Q - промежуточные шкалы)​
    66133302011-030.jpg 66133302011-030.jpg 66133302011-030.jpg
    P






Реклама

Новостной агрегатор. Главный новостной портал г. Стаханова и региона: информационная лента новостей, события дня и последнего часа. Мнения, аналитика, комментарии. Новости Донбасса, России и мира. Обновляется каждый час, семь дней в неделю, 24 часа в сутки. DISCURS.INFO

Новостной агрегатор. Главный новостной портал г. Стаханова и региона: информационная лента новостей, события дня и последнего часа. Мнения, аналитика, комментарии. Новости Донбасса, России и мира. Обновляется каждый час, семь дней в неделю, 24 часа в сутки.

#Информация предоставлена в справочных целях. По вопросам строительства всегда консультируйтесь со специалистом.

↑