S6300318 (2)

Pomiędzy podporami stałymi rozmieszcza się w regularnych odstępach — wynoszących od kilku do kilkunastu metrów — podpory przelotowe, których zadanie polega na swobodnym wsparciu rurociągu pomiędzy punktami jego sztywnego umocowania. Podpory przelotowe zabezpieczają rurociąg wyłącznie przed nadmiernym ugięciem i umożliwiają przez jego umieszczenie nad podłożem prawidłową konserwację na całym obwodzie rury. Przy obliczaniu podpór stałych należy uwzględniać siły działające na betonowy blok podpory.

Warto przy tym zwrócić uwagę, że rurociąg można układać tak, aby pomiędzy punktami jego sztywnego umocowania nie umieszczać żadnych dylatacji; doprowadza to do rozmieszczenia wzdłuż jego trasy wyłącznie podpór stałych, co jest możliwe jedynie wówczas, gdy zmiany temperatur są niewielkie. Będą to więc przypadki dotyczące rurociągów krytych umieszczonych w sztolniach lub pokrytych gruntem.

Rurociągi stalowe odkryte, narażone na większe zmiany temperatur, dla zmniejszenia naprężeń osiowych wykonywa się z dylatacjami pomiędzy podporami stałymi. Podpory stale rozmieszcza się wówczas w znacznych, podanych powyżej odstępach lub też w punktach zmiany kierunku osi. Przy tym rozwiązaniu stosuje się oczywiście podpory przelotowe.

Na podporę stałą działają — postępując od góry do dołu — następujące siły (rys. 3-188b), które przyjmuje się jako dodatnie, jeśli są skierowane zgodnie z kierunkiem ruchu wody (a więc ku podporze) 1 jako ujemne, jeśli ich kierunek działania jest przeciwny do kierunku ruchu wody.

1.    Siła od zmiany kierunku lub zmiany nachylenia rurociągu wywołana parciem hydrostatycznym wody na jego ściankę

K,-+^twP ^{kG    (M05)}

gdzie: D_t — średnica rurociągu przed punktem zmiany pochylenia, m,

Yu> — ciężar objętościowy wody, kG/m’,

H — wysokość słupa wody odpowiadająca maksymalnemu ciśnieniu w rurociągu, a więc z uwzględnieniem uderzenia hydraulicznego, m.

Siła PJo i omówiona dalej siła PJJ, są największe z sił działających na rurociąg 1 podporę.

2.    Parcie wody na złączu dylatacyjnym, działające na obwód rurociągu

Pd"+*^di^{1 2 3 4 5}iT_u,H'    (3-206)

gdzie: Ój — grubość ścianki przewodu, m,

H' — maksymalna wysokość słupa wody na wysokości złącza dylatacyjnego, m.

3.    Ciężar własny przewodu

P_c=+G₀srap,    (3-207)

gdzie: G₀ — ciężar własny przewodu pustego na odcinku od dylatacji do podpory, kG,

Pi — kąt między płaszczyzną poziomą a osią przewodu na odcinku powyżej podpory stałej.

OJ, — ciężar rurociągu pustego pomiędzy dwiema podporami przeloto

wymi, kO,

ciężar wody w rurociągu pomiędzy dwiema podporami przelotowymi, kO.

Znak plus występuje przy wzroście temperatury ponad obliczeniową temperaturę ułożenia rurociągu, znak minus — przy spadku temperatury poniżej temperatury obliczeniowej.

Oprócz wymienionych wyżej sił na podporę działają od góry jeszcze siły od tarcia na złączu dylatacyjnym i siła od tarcia wody o ścianki przewodu; siły te są jednak na tyle nieznaczne w porównaniu z poprzednio wymienionymi, że można Je w obliczeniach pominąć.

Postępując od dołu do góry na podporę działają następujące siły, które oznacza się znakiem plus, jeśli działają one w kierunku przeciwnym do ruchu wody.

1.    Siła od zmiany kierunku osi rurociągu

(3-209)

gdzie Dt — średnica przewodu za zagięciem, m.

Należy w tym miejscu zwrócić uwagę, te Jeśli średnica D, = D.. to wartości bezwzględne P'_w oraz PJJ, są sobie równe Jeżeli natomiast w podporze następuje zmniejszenie średnicy (D, > D,). to siła będzie większa od siły P", a ich różnica jest w przybliżeniu silą, jaka powstaje na skutek zmniejszenia przekroju i parcia wody na ścianki zwężenia.

2.    Siła od parcia na złączu dylatacyjnym

P£— +«DAt_wH"    (3-210)

gdzie: ó_g — grubość ścianki przewodu, m,

H' — maksymalna wysokość słupa wody na wysokości złącza dylatacyjnego poniżej podpory, m.

Siłę od ciężaru własnego i tarcia w dolnym odcinku przewodu zazwyczaj można pominąć, gdyż w praktyce umieszcza się dylatacje z reguły poniżej podpór stałych i bardzo blisko tych podpór. Również pozostałe siły działające poniżej podpory i identyczne z silami wymienionymi przy omawianiu sił działających do góry podpory, można w obliczeniach pominąć.

Wszystkie wybrane do obliczeń siły działają wzdłuż jednej z osi rurociągu (rys. 3-188b) lub też z dostateczną dokładnością można im przypisać taki kierunek i położenie.

Działające w dwóch kierunkach siły sumuje się algebraicznie, a następnie oblicza ich sumę wektorową P = P'+P". która łącznie z ciężarem własnym Ca przyłożonym do środka ciężkości bloku podpory, daje siłę wypadkową R.

Wymiary bloku dobieramy próbami tak, aby wypadkowa R przechodziła przez jego podstawę w odległości x> a'3, po czym oblicza się nacisk na podłoże

_o _Rsin» / ,    _ko/cmt    (3-211)

^a ba \ o /

gdzie: 0 — kąt między płaszczyzną podstawy a wypadkową R, a — długość podstawy podpory, cm, b — szerokość podstawy podpory, cm,

*» ^cm>

Niezależnie od obliczenia nacisku na podłoże należy sprawdzić podporę na przesunięcie według założenia:

|xR sin 3>«R cos &    (3-212)

gdzie: «> 1,9 współczynnik pewności,

li " 0,8—0,7 współczynnik tarcia dla skaty i betonu.

Sl — Budowle wodne

1

Siła od tarcia przewodu na podporach przelotowych na skutek zmian tem

2

peratur

3

R'=±li£(G₀+ G^) cos 0,    (3-208)

4

gdzie: n — współczynnik tarcia mający wartość 0,45-1-0,50 przy tarciu stali o beton, 0,30-1-0,50 przy tarciu suchym stali o stal, 0,20+0,22 pnj tarciu stall o stal i wysmarowaniu gratitem, 0,05+0,10 przy pod

5

parciu rurociągu na podporze przelotowej na rolkach,