Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 31. Определение нагрузки на заглублённые трубы

Материал подземных трубопроводов может подвергаться комбинированным внутренним и внешним нагрузкам, однако, поскольку подземные трубы и фитинги из чугуна или пластика используются в условиях без давления, нас будут интересовать только внешние нагрузки. Внешние нагрузки на подземную трубу состоят из веса засыпки, которые называются нагрузками на землю, и веса движения плюс ударная нагрузка, которая называется динамической нагрузкой. Обе эти нагрузки в совокупности равны общей нагрузке на подземную трубу. Эффект этих внешних нагрузок может быть уменьшен при правильной установке. Проводимые испытания установили основные формулы, которые будут использоваться в наших расчетах. Способность трубы выдерживать внешние нагрузки определяется испытаниями на разрушение. Чтобы определить нагрузку при кольцевом разрушении (по окружности), которую труба выдержит до разрушения, случайные образцы чугунных или пластиковых труб могут быть подвергнуты испытанию на разрушение. Образцы труб помещают в машину для испытания на сжатие и нагружают до момента отказа. Сотни образцов были проверены при получении значений, которые будут использоваться в целях проектирования. Эти значения упоминаются как модуль разрыва. Для определения нагрузки на раздавливание кольца для труб различных размеров после определения модуля разрыва используется формула W = t2R / 20,2 (мм), где W = раздавливающая нагрузка на опорные кольца, t = номинальная толщина трубы (мм), Dm = средний диаметр (мм) (O.D. - толщина), а R = модуль разрыва.

Используя эту формулу, можно рассчитать кольцевую нагрузку на трубу. Эти нагрузки также можно найти в справочных таблицах, которые приводятся в инженерной литературе. Внешние нагрузки рассчитываются по двум формулам. Одна формула используется для расчета грунтовой нагрузки и одна для расчета динамической нагрузки. Справочные таблицы нередко отражают рассчитанные значения нагрузок на землю с использованием форму. Расчет динамической нагрузки основан на проходящих над трубопроводом грузовых автомобилей, создающих определённую нагрузку с добавлением коэффициента воздействия на грунтовую поверхность. Эти рассчитанные значения также представлены в справочных таблицах. Влияние внешних нагрузок на заглубленную трубу можно уменьшить путем контроля ширины траншеи и поддержки трубы в траншее. Для этого необходимо вырыть траншею с плоским дном, обеспечивающим непрерывную опору для трубы. Рассчитанные значения, указанные в таблицах, представляют собой нагрузки в фунтах на фут, если вы будете смотреть американскую литературу, и в килограммах на метр, если составители справочников используют привычную нам метрическую систему единиц. Там будут указаны нагрузки, которые труба будет испытывать на указанной глубине.

Далее отметим, что подземный монтаж чугунных и пластиковых труб и фитингов часто рассматривается как простая задача. Одной из основных причин такой оценки является прочность чугуна и жёсткость пластика. Поэтому следуя элементарным требованиям, можно выполнить установку без проблем. Несмотря на то, что чугун и пластик прочные материалы, следует соблюдать осторожность при обращении с трубой и фитингами перед установкой. С момента, когда труба забирается от производителя до ее разгрузки на рабочей площадке, необходимо проявлять осторожность, чтобы не повредить изделие. При разгрузке трубы не должна быть уронены, а для чугунных труб также нельзя допускать вкладывание одной трубы в другую. Ширина траншеи для труб разных размеров определяется типом грунта, глубиной траншеи и используемым экскаваторным оборудованием. Вообще говоря, чем шире траншея, тем больше нагрузка на трубу. Дно траншеи должно быть выкопано верно и даже так, чтобы труба имела полную опору по всей его длине.

Соединительные технологические отверстия должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить возможность сборки соединений, но не настолько большими, чтобы труба не поддерживалась равномерно. При выемке пород, камень должен быть удален, и на дне траншеи должен быть установлен слой песка или выбранная засыпка глубиной не менее 150 мм, чтобы «смягчить» трубу. Это защищает трубу от острых выступов в каменистой почве или неровностей. Существует несколько признанных типов траншейных оснований для установки чугунных и пластиковых труб. Вы мы уже иллюстрировали траншейную установку с траншеей с плоским дном и соединительными отверстиями. Благодаря совершенствованию этого способа монтажа с утрамбовыванием засыпки увеличивается несущая способность трубы. Дополнительную информацию по конкретным вопросам, связанным с подземными установками, могут предоставить наши инженеры по запросу.