Материал: Справочник проектировщика инженерных сооружений

расстоянии не более 100 м от источника пыли, с наклоном не более 30°. Нормативная нагрузка для обслуживающих площадок и пролетного строения 1000, для трубопроводов 450 Па гори­ зонтальной проекции трубопроводов. Нагрузка от веса пыли не учитывается при площади просве­ тов решетчатого настила равной более половины всей площади площадок.

Нормативное значение интенсивности верти­ кальной нагрузки на единицу длины траверсы от­ дельно стоящих опор и эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов (рис. 10.1)

где pü{ — нормативная вертикальная нагрузка

от трубопроводов на 1 м длины трассы, кН/м (тс/м); s — шаг траверс, м; b — длина траверсы, м.

Рис. 10.1. Распределение интенсивности верти­ кальной нагрузки на траверсы отдельно стоящих опор и эстакад:

а — одностоечные опоры; б — двухстоечные опоры.

Распределение вертикальной нагрузки по по­ перечному сечению трассы для расчета колонн и фундаментов отдельно стоящих опор, а также про­ летных строений, колонн и фундаментов эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопро­ водов принимают по рис. 10.2 и 10.3.

Распределение вертикальной нагрузки для многоярусных отдельно стоящих опор и эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов, %

При использовании Катковых опорных частей расчет траверс и колонн производят с учетом воз­ можной эксцентричности приложения вертикаль­ ной нагрузки из-за перемещения катка за счет температурных воздействий трубопроводов. Экс­ центриситет при этом определяют расчетом, но не более 100 мм. Кроме того, учитывают несим­ метричное приложение вертикальной нагрузки в местах ответвлений и на участках пересечения трасс.

Горизонтальные технологические воздействия.

Они возникают за счет смещения опор трубопро­

водов и равны силам трения, приложенным к опорам, т. е. произведению вертикальной нагруз­ ки на коэффициент трения.

Коэффициент трения в опорных частях «сталь по стали»

Расчетную горизонтальную технологическую нагрузку вдоль трассы на промежуточные отдель­ но стоящие опоры, действующую в местах подвиж­ ного опирания трубопроводов, при известной их раскладке определяют следующим образом:

а

Рис. 10.2. Распределение нагрузки при расчете колонн и фундаментов промежуточных отдельно стоящих опор по поперечному сечению трассы:

.опору или на соответствующий ярус опоры; pv —

нормативное значение интенсивности вертикальной нагрузки на траверсу.

а) на траверсы и колонны при прокладке одного трубопровода она принимается равной расчетно­ му значению соответствующей силы трения и счи­ тается приложенной в месте его опирания (при­ менительно к тепловым водяным сетям вместо каждого отдельного трубопровода здесь и далее принимается одна система: подающий и обратный трубопроводы);

б) на траверсы и колонны при прокладке 2...4 трубопроводов она учитывается только от двух наиболее неблагоприятных трубопроводов, значе­ ние каждой из горизонтальных нагрузок прини­ мается равным расчетному значению соответст­ вующей силы трения и считается приложенной в местах опирания трубопроводов;

в) при прокладке более четырех трубопроводов по отдельно стоящим опорам, когда жесткость *

* Под жесткостью понимается горизонтальная сила, приложенная к верху колонны и вызывающая его смещение на 1 см. При определении жесткости двухъярусных опор в уровне нижнего яруса прини­ мается шарнирно-неподвижная опора.

трубопровода (в частности, от компенсатора), при подвижном опирании трубопровода рассчиты­ вают на горизонтальную нагрузку, направленную под углом к оси трассы. При этом расчетное значе­ ние ее принимают таким же, как при расчете вдоль траверсы, а угол ее направления к оси тру­ бопроводов равным при опорных частях скользя­ щих 45, Катковых 70°. Для опор, расположенных под «спинкой» П-образного компенсатора, угол отсчитывают от оси, нормальной к оси трубопро­ вода.

Нормативное значение интенсивности горизон­ тальной технологической нагрузки на единицу длины траверсы отдельно стоящих опор и эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопро­ водов и ее распределение по длине траверсы при­ нимают по рис. 10.4.

Нормативные нагрузки для расчета колонн и фундаментов отдельно стоящих опор при отсутст­ вии уточненной раскладки трубопроводов:

вдоль трассы на промежуточную опору соглас­ но рис. 10.2, б;

вдоль трассы на анкерную промежуточную опо­ ру, установленную в середине температурного

поперек трассы от отводов трубопроводов на промежуточную опору— 1,5pvl,

где / — расстояние от анкерной опоры до конца температурного блока, м; pvl — нормативная вер­

тикальная нагрузка от трубопроводов на 1 м длины трассы.

Нормативную горизонтальную технологиче­ скую нагрузку на эстакаду вдоль трассы при отсу­

тствии уточненной раскладки трубопроводов при­ нимают при расчете опор температурного блока концевого (углового) 4ру1; промежуточного 2pvl.

Нормативную горизонтальную технологиче­ скую нагрузку от каждого ответвления трубопро­ водов эстакад на опору, ближайшую к ответвле­ нию, назначают в зависимости от вертикальной

Рис. 10.4. Распределение горизонтальной нагруз­ ки при расчете траверс отдельно стоящих опор и эстакад:

а — для одностоечных опор; б — для двухстоечных опор и эстакад (в скобках приведены значения на­ грузки при неподвижном опирании трубопроводов на траверсу).

нагрузки pvl по длине основной трассы. При Рл < 50 кН/м; рл = 50...100 кН/щ ро1 >

> 100 кН/м поперечная нагрузка от ответвле­ ний трубопроводов соответственно равна pvl;

0,8Pvl; 0,5pvl.

Распределение горизонтальных нагрузок по ярусам отдельно стоящих опор и эстакад прини­ мается таким же, как распределение вертикаль­ ных нагрузок.

При расчете пролетных строений эстакад при отсутствии уточненной раскладки трубопроводов суммарная продольная нагрузка от трения трубо­ проводов

где I — расстояние расчетного сечения до бли­ жайшего конца температурного блока эстакады.

Нагрузки на пролетные строения эстакад счи­ таются приложенными в местах опирания траверс

вуровне верхних граней балок или ферм. Распределение продольной горизонтальной на­

грузки при расчете пролетных строений прини­ мается по рис. 10.5.

Рис. 10.6. Расчетная схема эскады в продольном направлении:

1 — пролетное строение; 2 — вставка; 3 — проме­ жуточная опора; 4 — анкерная промежуточная опора.

Нормативная ветровая нагрузка складывается из нагрузок на трубопроводы и строительные конструкции и определяется/в соответствии с тре­ бованиями СНиП 2.01.07-85. Действие ветровой нагрузки учитывается при расчете опор, фунда­ ментов и пролетных строений только в направ­ лении поперек трассы трубопроводов.

При известной раскладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам ветровая нагрузка на

где с — аэродинамический коэффициент; k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте; w0 — нормативное значение ветрового давления; de — наружный диаметр трубопровода с учетом изоляции.

При прокладке большого числа трубопроводов учитывается ветровая нагрузка, передающаяся на трубопровод наибольшего диаметра в каждом ярусе, а при расстоянии между ярусами трубопропроводов в свету менее среднего диаметра труб принимают ветровую нагрузку на полную высоту пакета труб, коэффициент с для одиночного трубо­ провода 0,7; для неодиночных 1.

При прокладке трубопроводов по эстакадам и отсутствии уточненной их раскладки высота вет­ ровой полосы, с которой передается ветровая нагрузка, равна для одноярусных эстакад 1,7 м; для двухъярусных 1,7 м + h, где/г — расстояние между верхними гранями траверс нижнего и верхнего ярусов; коэффициент с для эстакад с опорами в виде отдельных стоек 1,2; для эстакад со спаренными стойками 1,4.

Расчет строительных конструкций. Рекомен­ дуемый порядок расчета: выбор расчетной схемы; предварительное назначение размеров конструк­ ций; определение нагрузок; статические расчеты конструкций; определение расчетных комбинаций

усилий; подбор сечений конструкций и расчет узлов; проверка жесткости и трещиностойкости конструкций; расчет оснований и фундаментов. Расчет строительных конструкций отдельно стоя­ щих опор и эстакад производится как плоских конструкций.

Отдельно стоящие опоры. Стальные промежу­ точные плоские опоры рассчитывают на верти­ кальные и горизонтальные нагрузки, направлен­ ные поперек трассы эстакады как консольный стержень, защемленный в уровне верха фундамен­ та. Промежуточные стальные пространственные и железобетонные опоры, кроме того, рассчитыва­ ют, как консольный стержень на нагрузки, на­ правленные вдоль трассы эстакады, от сил трения, приложенных к верху опор трубопроводов. Ан­ керные опоры также рассчитывают на вертикаль­ ные и горизонтальные нагрузки как консольный стержень в двух направлениях: вдоль и поперек трассы.

Опоры эстакад с пролетным строением. В эста­ кадах при прокладке трубопроводов по пролетно­ му строению продольные горизонтальные нагруз­ ки от сил трения в подвижных опорных частях трубопроводов при наличии^анкерных опор вос­ принимаются пролетным строением йттатгртшжутш ны е оцоры не ^ер^даются'. ‘‘ТГрбмёжуточные опоры рассчитывают на нагрузки: ветровую, от ответвлений трубопроводов; вертикальные от собственного веса конструкции, трубопроводов, снега, пыли; на действие разности температур от климатических воздействий. При расчете желе­ зобетонных опор в эстакадах без анкерных опор добавляют усилия от горизонтальных технологи­ ческих нагрузок.

При длине железобетонных температурных бло­ ков эстакад не более 48 и стальных не более 130 м, а также всех типов эстакад с шарнирным опиранием колонн на фундамент воздействие раз­ ности температур (климатические воздействия) допускается не учитывать. Анкерные опоры эста-

ветственно конструктивному решению опор и пролетного строения (см. рис. 10.6).

Горизонтальное перемещение верха опор эста­

где а — расстояние от неподвижной точки про­ дольной рамы, не смещающейся при температур­ ных воздействиях, до рассматриваемой опоры эстакады (см. рис. 10.6); at — коэффициент тем­ пературного расширения материала, равный

1.1• 10—5 для железобетонных конструкций и

1.2* 10-5 для стальных; Д^ — расчетное измене­ ние температуры конструкций, определяемое по СНиП 2.01.07-85.

При расчете опор эстакад на действие верти­ кальной нагрузки допускается принимать жест­ кость пролетного строения бесконечно большой.

Подбор сечений колонн опор производится на - сжатие, сжатие с изгибом либо косое внецентрен-

ное.

Расчетные длины /0 стоек опор эстакад с жест­ ким пролетным строением в зависимости от высо­ ты стойки h:

при защемлении в фундаменте и шарнирном соединении колонн с пролетным строением из плоскости эстакады либо в ней при отсутствии ан­ керных опор /0 = 2h\

при шарнирном закреплении колонн на фунда­ менте и шарнирном соединении колонн с пролет­ ным строением в плоскости эстакады при наличии анкерных опор /0 == h;

при защемлении колонн в фундаменте и шар­ нирном соединении с пролетным строением в плоскости эстакады при наличии анкерных опор /0 = 0,8/i.

Пролетные строения. Пролетные строения эста­ кад в виде балок рассчитывают: на вертикальные нагрузки; горизонтальные, действующие вдоль трассы эстакады от сил трения, температурных деформаций трубопроводов и самой эстакады; горизонтальные, действующие поперек трассы эстакады, от ветра на трубопроводы и пролетные строения.

Пролетные строения эстакад в виде ферм услов­ но расчленяют на вертикальные фермы пролет­ ного строения и горизонтальные связевые, состоя­ щие из верхних либо нижних поясов вертикаль­ ных ферм и связей по ним. Для обеспечения прост­ ранственной неизменяемости конструкции в опор­ ных сечениях ферм необходимы вертикальные связи либо жесткие рамы, рассчитываемые на ветровую нагрузку с половины пролета фермы. При пролетах ферм более 18 м рекомендуется установка дополнительных вертикальных попе­ речных связей: одной при пролетах 18...24 м и не менее двух — при пролетах более 24 м.

Вертикальные фермы пролетного строения рас­ считывают на действие вертикальных и горизон­ тальных нагрузок с учетом неравномерности их распределения по поперечному сечению эстакады.

Траверсы располагают в узлах ферм. Стальные и железобетонные конструкции траверс рассчиты­ вают на действие изгибающих моментов и попе­ речных сил от вертикальных и горизонтальных нагрузок с проверкой сечения на действие крутя­ щих моментов, возникающих от того, что гори­ зонтальные нагрузки вдоль трассы приложены к верхней грани траверсы.

Предельные вертикальные и горизонтальные прогибы конструкций опор и эстакад принимают по технологическим требованиям, но не более 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли.

Фундаменты опор эстакад. Фундаменты опор эстакад рассчитывают как обычные фундаменты под колонны, принимая зону отрыва не более 0,33 полной площади фундамента.

Размеры прямоугольной подошвы фундаментов определяют исходя из следующих условий: при действии момента в одной плоскости е ^ 0,28 а; в двух плоскостях, момент в каждом направлении ех ^ 0,23а и еу ^ 0,236, где а и b — длина и ширина фундамента.

Наибольшее вертикальное нормальное напря­ жение под подошвой прямоугольного фундамента при горизонтальной подошве с учетом отрыва части подошвы

где N0 — нормативная вертикальная продольная сила по подошве фундамента, включая собствен­ ный вес фундамента и грунта на его уступах;

жение под подошвой фундамента при действии изгибающих моментов в двух направлениях не должно превышать 1,5/?, где R — расчетное со­ противление грунта.

Расчет свайных фундаментов на совместное дей­ ствие вертикальных и горизонтальных нагрузок производится в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.

10.4. Типовые конструкции

Типовые конструкции отдельно стоящих опор и эстакад унифицированы: отдельно стоящие опо­ ры, одноярусные и двухъярусные эстакады.

Рабочие чертежи конструкций отдельно стоя­ щих опор и эстакад допускается применять в районах строительства с расчетной зимней темпе­ ратурой воздуха до —55 °С.

Унифицированные отдельно стоящие опоры и эстакады предназначены для применения в обыч­ ной, слабо- и среднеагрессивной газовых средах. Защитные мероприятия разрабатывают в конкрет­ ных проектах в соответствии соСНиП 2.03.11-85.

Уклон трубопроводов осуществляется измене­ нием отметки верхнего обреза фундамента по от­ ношению к планировочной отметке земли и при­ менением колонн разной длины.

Заделка прямоугольных колонн в стаканы фун­ даментов принята 1000 мм (для отдельно стоящих опор, кроме того, 1200 мм), из условия необходи­ мой анкеровки растянутой арматуры, а также для унификации фундаментов.

Минимальная заделка центрифугированных стоек кольцевого сечения в стаканы фундаментов, мм

При разработке конкретного проекта рекомен­ дуется следующий порядок работы:

определить по технологическому заданию тип эстакады (или опоры) в зависимости от габарит­ ных схем и нормативной вертикальной и горизон­ тальной нагрузок на 1 м длины эстакады (или на опору);

составить монтажные схемы эстакад; по таблицам подобрать элементы железобетон­

ных и стальных конструкций; по нагрузкам на фундаменты, приведенным в

вып. 1 каждой серии, произвести расчет фунда­ ментов.

Для эстакад и отдельно стоящих опор, отли­ чающихся по габаритам и нагрузкам от разра­ ботанных типовых конструкций, возможность применения всей эстакады или отдельных ее эле­ ментов проверяют расчетом.

Маркировка конструкций отдельно стоящих опор и эстакад принята буквами и цифрами. Буквы обозначают отдельные элементы эстакады: траверсы, колонны, балки, вставки и т. д.