Розрахунок дюкерiв

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Загальні відомості про дюкери

1.1 Основні поняття про дюкери

Дюкери - напірні водоводи - влаштовують на каналах і водотоках при зустрічі перешкод - річок, каналів, суходолів, селевих русел, залізних і шосейних доріг і т. п., коли перешкоди розташовані на одному з ними або на близькому рівні або коли немає можливості витримати необхідні габарити при будівництві акведука, наприклад при перетині з судноплавною рікою. Пристрій дюкера буває економічно виправдано при перетині каналом (водотоком) глибоких і широких річок, долин, ярів. Для зменшення довжини дюкера рекомендується трасувати його під прямим кутом до перешкоди.

Дюкери виконують із збірного або монолітного залізобетону, з сталевих, а іноді з азбестоцементних і пластмасових труб. При тиску 1 МПа (10 кгс/см?) і більше, при прокладці дюкерів на просадних ґрунтах, а також в сейсмічних районах їх, як правило, виконують зі сталевих труб. Стики на криволінійних ділянках і опори під трубами виконують з монолітного залізобетону. Для збірних конструкцій використовують уніфіковані круглі і прямокутні залізобетонні елементи. [2]

Як правило, всі дюкери на водовідвідних мережах влаштовуються із сталевих труб з посиленою антикорозійною ізоляцією, захищеною від механічних пошкоджень, не менше ніж в дві нитки при діаметрі 150 мм і більше. Кожна з ниток є робочою. Обидві труби укладаються одночасно.

При невеликих витратах стічних вод, при яких не можна забезпечити мінімальну незамулюючу швидкість в двох трубопроводах, одна з ліній може бути резервною. В таких випадках при перетинанні ярів, суходолів і невеликих водойм нормами допускається прокладання дюкеру в одну нитку і не обов'язково із сталевих труб.

При виборі траси дюкеру через річку необхідно притримуватися умов:

· напрям дюкеру повинен бути по можливості перпендикулярним до динамічної осі водотоку;

· довжина і глибина закладання труб мінімальними;

· ґрунтові умови найбільш сприятливі, в місті перетину берег і дно річки не повинні розмиватися.

При виборі створу дюкеру слід одночасно намітити майданчики для виконання зварювально-монтажних робіт і спуску трубопроводів. Ці майданчики краще передбачати вздовж осі переходу. Якщо це зробити неможливо, вони розташовуються вздовж берега. [1]

При проектуванні дюкерів необхідно приймати:

· глибину закладення підводної частини трубопроводу від проектних відміток або можливого розмиву дна водотоку до верху труби - не менше 0,5 м, в межах фарватеру на судноплавних водних об'єктах - не менше 1 м;

· кут нахилу висхідної частини дюкерів - не більше 20° до горизонту;

· відстань між нитками дюкера у просвіті - не менше 0,7-1,5 м залежно від тиску. [4]

дюкер труба санація гідравлічний

1.2 Типи і конструктивні особливості дюкерів

Розрізняють два типи дюкерів: I - засипані, що розміщуються під каналом, водотоком, дорогою і т. п. (рис. 1, а-г); II - відкриті, прокладаються по схилу і дну знижених ділянок траси каналу (рис. 1, д). При пересіканні несудохідного водотоку (каналу) дюкери типу II можуть бути покладені, по мосту або естакаді. Шахтні (колодязні) дюкери застосовують рідко - тільки при пропуску невеликих витрат (рис. 1, а).



Рисунок 1. Типи дюкерів: 1 - канал, 2 - решітка, 3 - кришка, 4 - грязьовик, 5 - паз за ремонтне загородження, 6 - бетонна підготовка, 7 - стальна труба, 8 - захисний шар, 9 - труба залізобетонна або стальна

Дюкер складається з вхідного ділянки, напірних труб і вихідного ділянки. Для зменшення втрат напору сполучення труб з вхідного і вихідного ділянок з укосами каналу можна здійснювати зворотними або пірнаючими стінками. У відкритих дюкерах для забезпечення фільтраційної стійкості схилів долин (ярів) на вхідному і вихідному ділянках слід передбачати розвинені протифільтраційні елементи (подовжений понуро, шпунтової ряд і т. п.). Перед входом в дюкер встановлюють грати для затримання плаваючого сміття. У невеликих засипаних дюкерах (шахтних) корисно передбачати грязьові колодязі (грязьовики) для затримання наносів і зручнішою очищення від них дюкера. Вхідний і вихідний ділянки дюкера необхідно огороджувати поручнями або закривати кришками. Вхідний ділянку дюкера обладнують затворами для регулювання пропускної здатності і для відключення при очищенні або аварії, а вихідний ділянка - затворами або шандорами.

Для можливості спорожнення дюкера в найнижчих точках його передбачають водовипуски та контрольні люки з герметично закриваються кришками. Люки мають овальний або круглий обрис (розмір отвору не менше 450 мм). Оглядові люки розміщують не рідше ніж через 200 м по довжині дюкера. В дюкерах діаметром труб менше 800 мм для можливості їх спорожнення передбачають установку ланок труб па фланцях. Перед входом в дюкер, що пропускає великі витрати, зазвичай розташовують аварійний скид (швидкотоки, консольний перепад, сифон, і т.д.)

У відкритих дюкерах для зняття температурних напружень встановлюють компенсатори. У сталевих засипаних дюкерах зазвичай повинна передбачатися монтажні зварні шви. Шви металевих труб перевіряють гідравлічної обпресуванням під тиском. Відстань між постійними швами обмежується напруженнями, що виникають при транспортуванні і укладанні труб. На ділянках дюкера з різною несучою здатністю підстави через можливість нерівномірних осад іноді необхідно передбачати додаткові постійні деформаційні шви, особливо в залізобетонних трубах.

Вхідний і вихідний оголовки відкритого дюкера повинні бути розміщені на природному підставі так, щоб була забезпечена фільтраційна міцність ґрунту зворотних засипок на вході і виході. При укладанні засипаних дюкерів відстань між трубами не повинно перешкоджати нормальному ущільненню міжтрубному простору. Засипані дюкери повинні розташовуватися під водотоками так, щоб верхня грань труби була нижче глибини можливого розмиву на 0,5 - 1,0 м. При укладанні прямокутних труб на рівні дна каналу вони не повинні виступати вище позначки дна. Перед трубами і за ними передбачається кріплення дна на протязі не менше двох глибин каналу.

Мінімальна заглиблення дюкера під дорогою залежить від класу дороги, а під іншими перешкодами визначається необхідністю захисту від ударного навантаження. Засипка залізобетонних і сталевих труб зменшує температурні напруги в них. При натиску, не перевищує 3 м, допускається укладання труб дюкерів безпосередньо на грунт підстави за умови, що вони не будуть піддаватися динамічному впливу транспорту. Для кращого контакту труб з основою доцільно укладати їх на піщану або гравійну підготовку, при слабких підставах - на бетонну підготовку або подушку. [2]

2. Санація дюкерів

2.1 Метод «труба в трубі» при ремонті дюкерів

Наша країна покрита великою мережею річок, по дну яких прокладені тисячі кілометрів дюкерних переходів трубопроводів різного призначення (каналізаційні, водопровідні, газові дюкери). Проте їх об'єднує те, що виготовлені вони в основному із сталі і термін їх експлуатації перевищив усі можливі межі. Деякі дюкери побудовані ще в 40-60-х роках минулого століття і потребують термінового ремонту або заміні.

Багато трубопроводи зношені настільки, що в них є численні наскрізні отвори, через які витікає перекачується рідина. У разі якщо це питна вода, мова йде про великі втрати води і даремної витрати електроенергії на її перекачування. Однак протікання, що утворилися в каналізаційному трубопроводі, ведуть до постійного забруднення річки та переносу води на велику відстань за короткий проміжок часу.

До недавнього часу всі зношені дюкери просто виводилися з експлуатації та рядом будувалися нові, при цьому підвідні трубопроводи на берегах переключалися на новий дюкер, що вимагало будівництва додаткового сполучного трубопроводу, іноді довжиною в кілька сотень метрів. Старий же дюкер залишався на місці і продовжував руйнуватися, іноді стаючи причиною додаткового шкоди навколишньому середовищу і представляючи загрозу для судноплавства. Бували випадки, коли дюкери спливали внаслідок руйнування привантаження або вимивання дюкера з траншеї на дні річки.

Прогресивним кроком для вирішення проблеми ремонту стало застосування для цих цілей методу «труба в трубі». При використанні цього методу в старий трубопровід простягається нова поліетиленова, вільно лежить труба меншого діаметру, а міжтрубний простір заповнюється спеціальним цементним розчином. Однак при цьому внутрішній діаметр нового трубопроводу виходить менше діаметра старого. Наприклад, при ремонті методом «труба в трубі» дюкерного переходу 1200 мм використовується труба з внутрішнім діаметром 900 мм, що призводить до зниження пропускної здатності нового дюкера. Природно, ця обставина не дозволяє широко застосовувати дану технологію там, де пропускна здатність не може бути знижена.

2.2 Санація дюкерів за допомогою полімерного рукава

В даний час для ремонту дюкерів використовується новий метод, заснований на відомій технології установки в існуючий трубопровід м'якого полімерного рукава Aarsleff CIPP. На заводі виготовляється м'який полімерний рукав, що складається з декількох шарів поліефірного фетру, що має захисне полімерне покриття на внутрішньому шарі. Потім рукав просочується складом, що містить поліефірні або епоксидні смоли з різними добавками, упаковується в контейнер з льодом, що перешкоджає початку процесу полімеризації. Рукав доставляється на місце установки в старий трубопровід, який попередньо пройшов обстеження і очищення, і закріплюється на вишці. Після цього в рукав починає подаватися вода, що змушує його вивертатися в старий трубопровід. Через деякий час рукав повністю вивертається і досягає протилежного кінця трубопроводу. Після цього вода, що заповнює рукав, нагрівається за допомогою бойлера і протягом необхідного часу - від 6 до 24 годин - її температура підтримується на рівні близько 80° C. Після закінчення процесу нагрівання вода поступово охолоджується і через деякий час видаляється. В результаті затвердіння смоли, якою був просякнутий рукав, він набуває міцність, необхідну для сприйняття зовнішнього і внутрішнього (у разі напірного трубопроводу) тиску.

Таким чином, в результаті відновлення виходить новий самонесучий трубопровід, термін служби якого становить не менше 50 років, що доведено науковими дослідженнями і дослідами по штучному старінню.

Методика роботи

Перш ніж приступати до робіт з відновлення дюкера, необхідно переконатися в тому, що це технічно можливо, і при негативному результаті вибрати один з традиційних методів.

Спочатку вивчаються умови, які повинні відповідати таким вимогам:

· діаметр від 150 до 2000 мм: обмеження накладаються у зв'язку з тим, що рукав випускається саме таких типорозмірів;

· довжина від 80 м і більше: санувати дюкери меншою протяжності нерентабельно і трудомістко;

· стан старої труби: труба не повинна мати суцільних розривів;

· профіль дюкера: велика увага приділяється кількості кутів повороту і їх геометрії. Чим менше діаметр трубопроводу, тим менше кутів повороту може пройти рукав і тим менше може бути кут цього повороту. Так, при діаметрі труби понад 1,5 м рукав здатний подолати до п'яти-шести поворотів і два з них можуть бути 90°. А при діаметрі 200 мм рукав насилу може пройти чотири повороту по 45°;

· конструкційні особливості берегових споруд: іноді під'їзні шляхи до початкової і кінцевої точок дюкера відсутні або ускладнені. В цьому випадку до витрат на реконструкцію додаються витрати на будівництво під'їзних шляхів, що збільшує загальну вартість реконструкції;

· можливість відключення дюкера на час проведення установки рукава: в деяких випадках дюкери не мають дюкера-дублера, що лежить поруч чи неподалік. Тоді дюкер не може бути виведений з експлуатації, а це означає, що санування неможливо;

· матеріал трубопроводу.

Якщо прийнято рішення про санацію, то проводиться статичний розрахунок трубопроводу, на підставі розрахунку вибирається товщина стінки готового матеріалу з тим, щоб навіть після повного руйнування старої труби нова сприймала всі виникаючі навантаження. Після цього можна приступати безпосередньо до проведення робіт.

На першому етапі робіт проводиться очищення дюкера з метою видалення осаду і сміття, а також зняття жирових відкладень. Вона здійснюється спочатку при потоці стічних вод, а потім стічні води поступово замінюються чистою водою. Для очищення застосовуються спеціальні скребки, протягає через стару трубу за допомогою лебідки, а також високоефективні гідродинамічні промивні машини з витратою води 800 л / хв. і робочим тиском 130 атм. Особливу увагу при очищенні дюкера приділяється її якості. За роки експлуатації в дюкері скупчується не тільки велика кількість осаду, але іноді і будівельне сміття, уламки бетону і сталевих конструкцій і т.д. Всі ці сторонні предмети, не будучи віддаленими, можуть привести до пошкодження рукава.

Для визначення ефективності очищення проводиться обстеження за допомогою телеметричної установки. Остання являє собою мікроавтобус, де змонтований пульт управління камерою, монітором і барабаном, на який намотується дріт, керуючий камерою-роботом і передавальний сигнали від камери на монітор. Сам робот - це мініатюрне шасі з чотирма колесами і встановленим на ньому телеоб'єктивом і потужними лампами освітлення. Робот проїжджає по трубі, і оператор бачить стан дюкера зсередини.

При великих діаметрах (від 1000 мм) доцільним стає огляд дюкера водолазом, пропливають по всьому дюкера в легкому водолазному костюмі. У разі виявлення сторонніх предметів, які можуть перешкодити процесу санації, водолаз зміцнює їх до тросу і предмети видаляються за допомогою лебідки. Також при обстеженні дюкера можуть бути виявлені вм'ятини від якорів, наскрізні діри з зазубреними краями або стирчать гострі предмети, які в змозі зашкодити рукав під час санації. Всі ці ушкодження також повинні бути усунені. При цьому зазубрені краї отворів шліфуються, гострі предмети зрізаються. Це іноді призводить до подорожчання вартості робіт, що є недоліком застосування даного методу санації. Під час очищення також визначаються довжина дюкера і його діаметр, після чого замовлення на виготовлення рукава надходить на завод. Виготовлені рукава і просочені рукава доставляються на місце установки, і починається безпосередньо процес санації.

В існуючий дюкер простягається рукав, де поліпропіленовий шар виявляється зовні, а фетровий з просоченням - всередині, потім в нього вивертається другий рукав фетровим шаром з просоченням назовні, а поліпропіленовим - всередину. Цей процес називається методом подвійного виворотки.

Слід відзначити ту обставину, що при прокладці по дну річки з одного берега на інший дюкер зазвичай має чотири повороту у вертикальній площині. Кути поворотів, як правило, не бувають більше 45°, але іноді зустрічаються і великі кути - до 90°. На великих діаметрах (від 600 мм і вище) рукав здатний проходити й такі повороти. Вода, яка знаходиться всередині рукава, нагрівається, що призводить до полімеризації і твердненню просочувального складу в обох рукавах, а також їх склеюванню один з одним. Потім склеєний рукав набуває необхідну міцність. Після нагрівання вода в рукаві охолоджується повільно, що необхідно для запобігання розтріскування полімеризованого шару. Потім кінці рукава обрізуються у рівень з кромкою старого трубопроводу і встановлюються розпірні кільця з нержавіючої сталі для щільного примикання рукава до старої труби. Далі здійснюється телеобстеження або огляд дюкера водолазом.

На закінчення проводяться гідравлічні випробування, промивка і хлорування (у разі водопровідного дюкера), монтаж патрубків, що з'єднують дюкер з підводять трубопроводами. Дюкер готовий до введення в експлуатацію. Весь процес від початку санації до установки розпірних кілець займає до трьох діб

Для комплексу робіт із санації дюкера застосовується таке обладнання:

· Гідродинамічна машина;

· Лебідка;

· Набір скребків;

· Телеметрична установка на шасі мікроавтобуса;

· Бойлерна установка для нагрівання води;

· Вишка для розгортання рукава;

· Комплект шлангів.

В залежності від типу трубопроводу - безнапірний або напірний, каналізаційний або водопровідний - для просочення рукава використовуються різні типи смол: для безнапірних каналізаційних трубопроводів - поліефірні, для напірних - еластичні поліефірні смоли. При цьому додаткового армування рукава не потрібно. У разі санації водопровідного дюкера склад для просочення готується на основі епоксидних смол і рукав додатково армується вкладишем зі скловолокна, що дозволяє санувати трубопроводи з робочим тиском до 10 Бар.

Область застосування методу

Даним методом можна відновлювати дюкери діаметром від 150 до 2000 мм і довжиною до 1000 м. У разі санації дюкерів, великих за довжиною та діаметром, вага просоченого рукава може перевищити максимальну дозволену до перевезення вантажопідйомність транспортних засобів (20 т вантажу). В цьому випадку замовляється спецтранспорт і виходять необхідні дозволи для провезення вантажу. Іноді загальна вага транспортного засобу і просоченого рукава може перевищувати 40 т. Також можливий варіант роздільної доставки сухого рукава і смол безпосередньо на будівельний майданчик і організації його просочення на місці. Для цього на будмайданчику монтується мобільна просочувальна лінія, що складається з роликових столів, тентів-укриттів, змішувачів, дозаторів, вакуумних пристроїв та інших допоміжних елементів.

Переваги і недоліки методу. Економічний ефект

З переваг методу варто відзначити наступні:

· Короткий термін виконання робіт;

· Можливість роботи без осушення старого дюкера;

· Відсутність негативного впливу на навколишнє середовище;

· Можливість не переривати рух суден;

· Тривалий (від 50 років і вище) термін служби відремонтованого дюкера.

До недоліків методу відноситься подорожчання вартості робіт у разі усунення пошкоджень дюкера. Крім того, іноді метод непридатний через неможливість видалення якихось великих перешкод або у випадку, якщо їх видалення веде до істотного збільшення витрат. Так, наприклад, якщо виведений з експлуатації дюкер отримав серйозні пошкодження від якорів, внаслідок чого в ньому утворилися наскрізні отвори з зазубреними краями, для закладення цих отворів з зовнішнього боку труби доведеться вдаватися до допомоги спеціалізованої компанії, що проводить підводні роботи. А це в свою чергу може зажадати і земляних підводних робіт на дні річки.

Слід зазначити техніко-економічний ефект від застосування даного методу. Порівняльний аналіз вартості робіт з прокладання нового дюкера та санації старого показує: зазвичай санація обходиться на 10-20% дешевше традиційних методів. І це при тому, що при прокладанні нового дюкера до витрат на його будівництво слід додати витрати на утилізацію старого дюкера, будівництво нових підвідних і відвідних трубопроводів, благоустрій території, а також витрати на відшкодування шкоди транспортним компаніям від призупинення судноплавства на час монтажу нового дюкера. [5]

3. Розрахунок дюкерів

3.1 Гідравлічний розрахунок дюкерів

Гідравлічний розрахунок дюкера. Завдання гідравлічного розрахунку дюкера полягає у визначенні втрат напору та пропускної здатності дюкера при заданій швидкості руху води в трубі. Швидкість в трубі вибирають відповідно до техніко-економічним обґрунтуванням і виходячи з умови незамулені при пропуску будь-якого з розрахункових витрат. Її зазвичай призначають в межах 1,5…4 м/с. При більшій швидкості різко збільшуються втрати напору.

Гідравлічний розрахунок коротких дюкерів проводять на пропуск максимальних витрат. Дюкери, що досягають по довжині декількох сотень метрів, розраховують на пропуск мінімальних витрат для виявлення гідравлічного стрибка, несприятливо позначається на роботі дюкера (гідравлічний стрибок викликає вібрацію труб і розлад стиків). При виникненні стрибкового сполучення передбачають заходи, що попереджають утворення гідравлічного стрибка в трубі дюкера.

При гідравлічному розрахунку зазвичай виникає необхідність розглянути один із трьох випадків:

· визначення втрат напору в дюкері, тобто різниці рівнів води в каналі перед і за спорудою, по заданому витраті потоку, поперечному перерізу, довжині споруди, її подовжньому профілю;

· знаходження поперечного перетину дюкера по заданих втрат напору при відомому витраті, довжині дюкера і поздовжньому профілі;

· визначення витрат дюкера по відомим втрат напору, розмірам дюкера (поперечному перерізу, довжині) і подовжньому профілю.

· Розрахунок для кожного з перерахованих випадків проводять на основі рівняння Бернуллі, яке складають для двох перерізів - перед входом в дюкер і за дюкером (рис. 2).



Рисунок 2. Розрахункова схема дюкера

де - глибина і швидкість потоку в підвідному каналі;

- глибина і швидкість потоку для відвідного каналу;

- швидкість в трубі дюкера;

z - різниця рівнів води перед дюкером і за ним (втрачається напір).

Якщо поперечні розміри підвідного та відвідного каналів, а також інші їх характеристики однакові, що досить часто зустрічається в практиці, то для цього випадку рівняння Бернуллі прийме наступний вигляд:

де - сума коефіцієнтів гідравлічного опору на вході, виході, тертя, грат і поворотах.

Коефіцієнт гідравлічного опору на вході дорівнює: 0,5 - при загострених кромках, 0,2 - при закруглених кромках, 0,05… 0,06 - при досить плавному вході.

Коефіцієнт гідравлічного опору при виході з труби обчислюють за формулою:



де - площі поперечного перерізу дюкера і живого перерізу каналу.

Коефіцієнт гідравлічного опору на тертя по довжині труб дюкера визначають за наступними формулами: для труб круглого перерізу для труб:

прямокутного перерізу:

де л - гідравлічний коефіцієнт тертя по довжині в трубах;

- довжина труби, м;

С - коефіцієнт Шезі, м^1/2 / с;

d - діаметр труби, м;

n - коефіцієнт шорсткості;

R - гідравлічний радіус, м.

Значення гідравлічного коефіцієнта тертя для круглих труб при d <4,0 м визначають за формулою HH Павловського:

або по табл. 1 в залежності від діаметра d і коефіцієнта шорсткості п при с, обчисленої за формулою H.H. Павловського.

Значення гідравлічного коефіцієнта тертя для круглих труб

Таблиця 1. По довжині

Коефіцієнт гідравлічного опору при повороті в решітці, можна визначати за формулою Кіршмера:

де S - товщина стрижня решітки;

b - величина просвіту між стрижнями;

б - кут нахилу решітки до горизонту;

в - коефіцієнт, значення якого залежить від форми перетину решітки: для круглих стрижнів в = 1,79; для прямокутних - в = 2, 42; для прямокутних стержнів із закругленими вхідними кромками - в = 1,83; для прямокутних із закругленими вхідними і вихідними кромками - в = 1,67; для клиноподібних з закругленими кромками - в = 0,76 (значення в наведено для стрижнів товщиною (діаметром) 10 мм і шириною 50 мм).

Коефіцієнт гідравлічного опору при повороті, рекомендується визначати за залежністю

де - коефіцієнт опору при повороті на 90°;

б - коефіцієнт, що залежить від центрального кута повороту труби и.

Коефіцієнтзалежить від R/d (відносини радіуса заокруглення до діаметру труби) і коефіцієнта опору по довжині трубопроводу л і може бути визначений за формулою А.Д. Альтшуля:

Або із таблиці 2

Значення коефіцієнта при плавному повороті на 90°

Таблиця 2

Величина коефіцієнта б може бути визначена:

при и <90° - за формулою А.Я. Міловича:

при и > 90° - за формулою Б.Б. Некрасова:

або за даними Кригера (табл. 3)

Значення коефіцієнта в залежності від центрального кута повороту труби.

Таблиця 3

Необхідно відзначити, що коефіцієнтом опору при повороті враховується тільки вплив викривлення потоку при русі його в межах коліна. Втрати ж напору на тертя по довжині коліна слід враховувати при розрахунку прямолінійних ділянок труб, вводячи в розрахунок довжину осьової лінії заокруглення.

При визначенні коефіцієнта опору при повороті для труб прямокутного перерізу можна користуватися вище наведеної формулою, але коефіцієнт опору при повороті на 90° визначати за формулою:

де b - ширина труби

Значеннянаведено в (табл. 4)

Значення коефіцієнтів опору для прямокутних труб

Таблиця 4

Швидкість розраховується за формулою:



де µ- коефіцієнт витрати системи.

За рівняння Бернуллі в початковому вигляді задача вирішується стосовно першого випадку розрахунку.

Для другого випадку використовуються залежність і . В даному випадку рішення ведеться підбором і розрахунки зводяться в таблицю.

Третій випадок розрахунку виконується за рівнянням:

де z₀ - різниця рівнів води з урахуванням швидкості підходу, м.

Слід зазначити, що великі значення швидкостей в трубах дюкера призводять до різкого збільшення втрат напору і в результаті - до істотного зниження позначки в зворотному каналі, тобто відбувається втрата в командуванні каналу над зрошуваними територіями. Тому швидкості в трубах зазвичай приймають в межах 1,5… 4 м / с.

Кут звуження на вході в дюкер рекомендується призначати не більше 30°, кут розширення на виході - не більше 12°. По довжині дюкера не повинно бути ділянок з раптово змінюються переріз. Якщо дюкери працюють в зимових умовах, необхідно проводити термічний розрахунок на обмерзання і перевірку пропускної здатності споруди в цих умовах.

3.2 Статичний розрахунок дюкерів

Статичний розрахунок дюкерів проводять на поєднання постійних, тимчасових тривалих, короткочасних і особливих навантажень і впливів з урахуванням можливості їх одночасної дії. Розрахунки проводять для періодів будівництва і експлуатації. Коефіцієнти перевантаження визначають відповідно до СНиП.

При укладанні труб дюкера в сильнопросадочних або набухаючих грунтах необхідно проводити розрахунки на нерівномірну деформацію споруди та підстави. При неприпустимих деформаціях слід передбачати відповідні заходи (попередня замочка підстави, проектування дюкерів із сталевих труб і т.п.). У районах з глибоким сезонним промерзанням грунтів, схильному морозному пученню, проводять теплотехнічні розрахунки підстави та перевірки елементів дюкера на вплив сил морозного пучення. Застосування дюкерів в районах вічної мерзлоти і глибокого сезонного промерзання при відсутності відповідних обґрунтувань слід уникати.

Дюкери круглого перерізу розраховують як труби, прямокутного перерізу - як замкнуті прямокутні рами. У трубах, що укладаються великими ланками, слід враховувати напруги, що виникають при їх укладанні (від кручення і вигину) і засипці ґрунтом. Специфіка роботи труб під час будівництва вимагає залізобетонних труб не тільки з поперечною, а й з досить сильною поздовжньою арматурою.

У відкритих дюкерах, як правило, круглого перетину статичному розрахунку піддають труби і опори. Всі навантаження і впливи на труби і опори в залежності від напрямку по відношенню до осі труб дюкера ділять на осьові, нормальні, вертикальні, горизонтальні та радіальні. Для визначення кожної з перерахованих сил користуються розрахунковими залежностями, що застосовуються в розрахунках напірних трубопроводів.

В засипаних дюкерах слід враховувати тертя труб об ґрунт на похилих ділянках дюкера і проводити перевірку на тиск ґрунту в разі повного спорожнення дюкера.

Статичний розрахунок стінок вхідного і вихідного оголовків дюкера проводять в залежності від прийнятої конструкції або за схемою розрахунку підпірних стінок, або за схемою розрахунку докових конструкцій. У розрахунках за нормативний температурний перепад приймають різницю між максимально і мінімально можливою температурою стінок в період експлуатації та найменшою і найбільшою температурою, при якій фіксується розрахункова схема трубопроводу (замонолічування швів бетонних дюкерів, установка компенсаторів і зварювання захльостів в металевих трубах). [3]

Список джерел

1. Василенко А.А. «Водопровідні мережі». - Навчальний посібник. - К.: КНУБА, 2006. - С. 63-65.

2. Железняков Ю.А. «Гидротехнические сооружения» - Справочник проектировщика. - М.: Стройиздат, 1983. - С. 409-411.

3. Нестеров М.В. «Гидротехнические сооружения». - Учебное пособие. - Мн.: Новое знание, 2006. - С. 151-158.

4. СНиП 2.04.05 - 85 «Канализация. Наружные сети и сооружения». - С. 24

Размещено на Allbest.ru