Расчет устойчивости морских подводных трубопроводов при воздействии волн и течений

Dб – диаметр обетонированного подводного трубопровода, м, Dб = 1,268 м;

V – скорость донных течений на возвышении Du от дна, м/с, V = 0,5 м/с;

G – ускорение силы тяжести, м/с2,g = 9,81 м/с2;

В – угол между нормалью к оси трубопровода и направлением придонного течения, в = 0;

Таким образом пригруз трубопровода равен 202,2 кг/м.

Если определенный по формуле (2.19) допустимый вес трубопровода в воде оказывается большим, чем фактический вес запроектированного трубопровода, то трубопровод необходимо забалластировать грузами, надежно прикрепленными к нему через определенные расстояния, или сплошным бетонным утяжеляющим покрытием. Величину балластировки 1 м свободно лежащего на дне трубопровода принимают:

.(2.28)

При использовании сплошного утяжеляющего покрытия или при балластировке отдельными грузами, расстояние между которыми в свету меньше полуторной протяженности груза, расчет сил волновых воздействий и давления от течения производится повторно, если ожидается значительное увеличение этих нагрузок с учетом увеличенного соответственно наружного диаметра трубопровода.

Границей между мелководным и прибрежным участками по трассе трубопровода следует принимать глубину моря, равную полуторной высоте волны в данном створе; последнюю следует определять по наблюдениям или рассчитывать согласно Техническим условиям СН 288-64 (Указания по проектированию гидротехнических сооружений, подверженных волновым воздействиям. М. Госстройиздат, 1965) с учетом деформации волн, выходящих с глубокой воды на мелководье.

На прибрежных участках трассы подводные трубопроводы, заглубляются в грунт. При этом под воздействием прибойных волн возможен переход грунта в жидкотекучее состояние. В этих условиях трубопровод необходимо дополнительно проверять на устойчивость в соответствии с зависимостью:

(2.29)

гдегТ объемная масса трубопровода, кг/м3;

КН – коэффициент надежности, КН = 1,2;

г – объемная масса разжиженного грунта, кг/м3,

(2.30)

где GГР – удельная масса скелета грунта, кг/м3, GГР = 2650 кг/м3;

гв – объемная масса морской воды, кг/м3, гв = 1030 кг/м3;

W – влажность грунта (отношение массы воды, заключенное; в порах грунта, к массе твердых частиц гранта), %, W = 194 %;

Таким образом объемная масса трубопровода должна быть равна или превышать 1568 кг/м3.