Методы пересечения искусственных и естественных препятствий трубопроводами
Воздушные переходы
Надземные воздушные переходы подразделяются на:
* балочные;
* подвесные (вантовые);
* арочные.
Воздушные переходы устраиваются при пересечении трубопроводом нешироких болот, оврагов, рек, каналов, участков, под дневной поверхностью которых ведется выемка породы, полезных ископаемых и т.д.
К воздушным (надводным) переходам относится участок линейной части трубопровода, проложенный надземно, с использованием опорных сооружений, через водные преграды шириной 10 м и более.
На основании обобщения научных публикаций может быть предложена следующая классификация надземных трубопроводных переходов.
Рисунок 1 - Классификация надземных трубопровод переходов по конструктивным признакам
В границы воздушного (надводного) перехода магистрального трубопровода через водную преграду входят надземная часть и участки подземного трубопровода длиной по 50 м от мест выхода трубопровода из земли.
Принципиальные схемы воздушных переходов через естественные и искусственные препятствия приведены на рис. 2.
Однопролетный балочный переход (рис. 2 а) - переход, сооружаемый без дополнительных мероприятий, и пролёт ограничивается опиранием на береговые опоры или береговой грунт.
Арочный переход (рис. 2 б) трубопровода не имеет промежуточных опор и способен к некоторой компенсации температурных деформаций труб.
Многопролетный балочный переход (рис. 2 в) сооружают при пересечении относительно широких препятствий, дно которых сложено из устойчивых горных пород. Включение в схему П-, Г- или Z-образных компенсаторов позволяет избегать разрушений при удлинениях труб.
Трапецеидальный переход (рис. 2 г) отличается от арочного способностью компенсировать удлинения труб в большей степени.
При переходе в виде самонесущей провисающей нити (рис. 2 ж) трубопровод подвешивается к опорным устройствам и материал труб воспринимает нагрузку от собственной массы и массы перекачиваемого продукта.
Самонесущие висячие трубопроводы применяются при строительстве газопроводов диаметром до 100 мм.
В зависимости от условий строительства все виды воздушных переходов объединяются в три группы: балочные, подвесные и самонесущие.
Балочные переходы, как правило, бывают многопролетными т.е. с несколькими промежуточными опорами. Опоры могут быть неподвижными, шарнирными или скользящими. Шарнирные опоры отличаются от неподвижных возможностью поворота в плане вокруг неподвижной оси. Подвижная опора допускает перемещение трубопровода в направлении его продольной оси.
1 - трубопровод; 2 - опора; 3 - пилон; 4 - якорь; 5 - несущий трос
Рисунок 2 - Надземные схемы переходов через естественные и искусственные препятствия
а) однопролетный балочный переход;
б) арочный переход;
в) многопролетный балочный переход с компенсатором;
г) трапецеидальный переход;
д) вантовый переход;
е) висячий переход;
ж) переход в виде самонесущей провисающей нити.
Сооружение балочных переходов производится в следующей последовательности:
устраивают опоры под трубопроводы и компенсаторы;
монтируют трубопровод на специальной площадке частично или полностью;
укладывают трубопровод на опоры участками или сразу на полную длину;
замыкают стыки и производят окраску наружной поверхности антикоррозионными покрытиями.
Подвесные (вантовые, висячие) переходы отличаются от балочных тем, что роль промежуточных опор выполняют канаты, удерживающие трубопровод от провисания. Для крепления несущего троса служат пилоны и якоря (анкерные опоры). Пилоном называют опору, к которой подвешивается несущий трос. Высота пилона должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить необходимый прогиб каната, а также запас высоты для прохода судов под трубопроводом. Нижняя массивная часть пилона из бетона или бутобетона опирается на грунт, играя роль фундамента, а верхняя легкая играет роль мачты. Якорями называют опоры, служащие для крепления концов несущего троса.
При сооружении подвесных переходов первой операцией является сооружение опор (нижней части пилонов и якорей). Одновременно монтируется верхняя часть пилонов. Монтаж верхней части пилонов к опорам осуществляется после их подъема с помощью трубоукладчиков, автокранов и т.п. После этого между пилонами натягивается несущий трос с подвесками. Далее с помощью полиспастов, закрепленных на несущем тросе на предельно возможных расстояниях по условиям прочности трубопровода, его поднимают на уровень подвесок и закрепляют их.
В самонесущих (арочных, трапецеидальных, в виде провисающей нити) переходах нагрузку трубопровод воспринимает на себя. При монтаже арок сначала на специальном станке гнут необходимое число труб в соответствии с ее расчетной кривизной. Затем на монтажной площадке сваривают арку на полную длину, а также собирают на ней все элементы оснастки. Далее подготовленную к установке арку испытывают внутренним давлением, наносят на нее антикоррозионное покрытие, после чего перетаскивают через препятствие. Заканчиваются работы подъемом арки и ее закреплением на опорах.