Пример расчета перехода под автодорогой

 

Исходные данные:

АвтотранспортМАЗ 6501 B5, с нагрузкойна одно колесо 31,883 кНпроезжает по временной бетонной дороге. В качестве полотна использовали бетонные плиты класса прочности по сжатию В22,5 с параметрами 2×6×0,14 м. Диаметр кожуха газопровода равен 720 мм  с толщиной стенки 7,5 мм марки стали 17ГС (временное сопротивление металла 490 МПа). Заглубление участка трубопровода от верха покрытия дороги до верхней образующей составляет 1,54 м. Определить выдержит ли нагрузку от проезда автомобиля футляр трубы.

При расчете давления от автомобильного транспорта на полотно дороги рассматривают как балку конечной жесткости на упругом основании. Нагрузка, передаваемая через каждую ось, представляется в виде сосредоточенной силы P_i, отнесенной к единичной ширине полотна дороги b=1 м.

 

Ширина пролета естественного свода обрушения по формуле (3.2):

Высота грунта в пределах естественного свода обрушения, действующая на трубопровод определяется по формуле (3.3):

Определим по (3.4) расчетную вертикальную нагрузку на трубопровод:

Определим по (3.5) расчетное боковое давление на трубопровод:

Определяем по (3.6) момент инерции бетонного полотна:

Примем, что бетонное покрытие имеет класс прочности по сжатию В22,5 со значением модуля упругости равным 20000 МПа. Тогда по (3.7) цилиндрическая жесткость полотна дороги:

Коэффициент жесткости полотна дороги (3.8):

Определим параметр а’ (3.9), который является расстоянием от центра координат O₂ или О₃ до точек пересечения линии графика реакций с координатной осью Х:

Тогда зона распространения суммарной эпюры реакции основания определим как сумму (3.10):

Максимальное значение реакции основания , равное q, имеет место в точках , равных нулю, тогда (3.11):

Нагрузка q, передаваемая на основание полотна дороги от действия транспорта, напряжение в грунте в любой точке с координатами x, z, действующие вертикально вниз, можно определить по (3.12) (при x=0, z=Н=1,54 м):

Расчетное давление от подвижного транспорта (3.13):

Расчетное сжимающее усилие (3.14):

Расчетный изгибаемый момент (3.15):

Определим расчетное сопротивление металла трубы и сварных соединений R₁ определяем по формуле (3.16):

По результатам проведенного расчета согласно формуле (3.17) требуемая толщина газопровода, которая необходима для поддержания работоспособности трубы при заданных условиях составляет:

Результаты расчета показали, что на кожух позволит защитить действующий газопроводотнагрузкиавтотранспорта, т.к. проектное значение толщины кожуха составляет 7,5 мм, что значительно больше требуемого параметра в 5 мм.