Особенности возведения эстакад для трубопроводов

ГОСТ 23237-78 Опоры отдельно стоящие под технологические трубопроводы. Типы и основные параметры

Проектирование эстакад трубопроводов – достаточно сложный процесс, что обусловлено наличием множества определенных нюансов в работе. Но прежде всего тут необходимо учитывать требования к прочности будущей конструкции и условия ее эксплуатации.

Исходя из этого, справиться с задачей могут лишь высококвалифицированные специалисты, имеющие четкое представление о правилах проектирования данных сооружений. Только в случае обращения в профильную компанию можно рассчитывать на достойный результат.

Конструкция эстакады

Для реализации разнообразных технологических процессов и адекватной работы оборудования на промышленных объектах, которые относятся к категории опасных производств, необходимо обеспечить бесперебойную подачу различных жидких, газообразных и сыпучих продуктов (парообразные вещества, вода, смазочные материалы, различные газы и др.). Решается данная задача путем обустройства трубопроводов. Такие транспортные сети могут монтироваться на эстакадах и на отдельных опорных конструкциях.

Читайте также: Токарно-карусельные станки – назначение, устройство, популярные модели

Рассматривать проектирование эстакад трубопроводов следует с анализа конструкций, под которыми часто подразумевают совершенно не те сооружения. Если они не имеют никакого отношения к транспортировке, то и не могут рассматриваются в данном контексте.

Что собой представляет технологическая эстакада? Она является сложным продолговатым сооружением, состоящим из опорных и пролетных конструкций и предназначенным для установки инженерных сетей над поверхностью земли. Необходимость в эстакаде возникает, когда уже имеющиеся постройки распределены на поверхности и не могут быть изменены. В таком случае остается только надземный путь: например, при соединении сложных проездов или организации дорожного объезда. Технологические эстакады защищают от осадков, поскольку выполняются в закрытом виде.

В связи с широким разнообразием применения опорных конструкций и эстакад различают несколько видов данных сооружений, зависящих от КР, габаритов и форм. Они отличаются:

• по высоте верхних опор: высокие и низкие;
• по конструктиву несущих элементов: опоры, фундамент, пролеты.
• по материалу изготовления: сталь, ж/б, смесь стали и ж/б.

Перечень конструкций, которые обычно применяются при строительстве технологических эстакад:

• подъемники – единый или сборный элемент из ж/б. Чтобы выполнить его крепление к трубе необходимы рамы с п-образным сечением
• колонны – изготавливают из стали или ж/б;
• фундамент, необходимый для поддержания опорных элементов – стаканного типа, состоящий из монолита или ж/б;
• стержневые конструкции (фермы) – предназначены для пролетов, выполнены из металла;
• опорные балки, вставки – различной длины, используется ж/б;
• обслуживающие детали для трубопроводной арматуры – мосты и небольшие площадки, лестницы, выполненные из стали (угловой, просечной, круглой и т.п.);
• лакокрасочные материалы для защиты от коррозии и прочих разрушений металлических конструкций.

Помимо перечисленных вариантов различают также опорные, подвесные или смешанные эстакады. Они могут состоять из одного, двух или нескольких ярусов. Инженеры-проектировщики решают, стоит ли устанавливать к несущим конструкциям балочные крепления. В индивидуальном порядке принимаются решения о выборе одного из видов эстакад. На это влияют особенности производства, будущая нагрузка на конструкцию, ее длина.

Если эстакада предназначена для обслуживания трубопроводной трассы, важно учитывать будущие условия ее эксплуатации. Помимо этого, обращают внимание на пожелания заказчика проекта и технологические особенности конструкции.

Опоры для трубопроводов

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Где используются опоры для трубопроводов
• Какие бывают опоры для трубопроводов
• Чем отличаются неподвижные и скользящие опоры под трубопроводы
• Какие стандарты и нормативы применяют при изготовлении опор трубопроводов

Опоры для трубопроводов представляют собой значимые элементы всей системы коммуникаций. Они принимают на себя вес труб, и далее вся нагрузка распределяется по несущим конструкциям или передается непосредственно почве. Благодаря опорам удается передвигать трубы в продольном направлении, фиксировать их и предохранять от преждевременного истирания. Сегодня производители предлагают широкий выбор коммуникаций и соответствующих опорных элементов из различных материалов, все они имеют свои технические характеристики – об этом и поговорим далее.

Необходимость проектирования эстакад для трубопроводов

Проектирование эстакад трубопроводов может происходить по различным причинам. Успешное решение такой задачи дает возможность:

• увеличить срок службы установки;
• снизить расходы на строительно-монтажные работы;
• уменьшить вложения в реконструкцию;
• повысить безопасность и надежность конструкции;
• оптимизировать доставку и транспортировку строительных материалов;
• включить в будущие траты ремонт и модернизацию.

Как вы могли заметить, разработка проекта технологических эстакад требует большого опыта и широкого спектра знаний. Рекомендуем выбирать подрядчика только из организаций, имеющих допуск СРО и давно зарекомендовавших себя в данной сфере.

Расстояние между опорами трубопроводов

Однако мало знать типы опор для трубопроводов и купить все необходимые элементы. Для грамотного строительства нужно четко представлять себе расстояние между данными конструкциями, ведь только в этом случае система будет исправно работать. Дистанция устанавливается согласно требованиям, указанными в соответствующей документации, а также на основе информации о сфере эксплуатации трубопровода, его весе, возможном прогибе во время службы.

Расчет значений производят на основе данных из таблицы «Проектирование тепловых сетей» А. А. Николаева. Так, для горизонтального размещения таблица предлагает следующий расчет: при минимальном диаметре трубы 20 мм и максимальной температуре рабочей среды +60 ˚С опоры должны быть удалены друг от друга на 60 см. Здесь работает правило: чем больше диаметр трубы, тем больший используется шаг.

Такой же принцип расчета используется, если планируется вертикальное размещение. Допустим, магистраль имеет диаметр 40 мм и температуру +20 ˚С, тогда длина одного сегмента составляет 138 см. Если же температура сети доходит до +70 ˚С, то протяженность сегмента сокращается до 113 см.

Читайте также: Назло сборщикам металлолома: самоделки из двигателя от стиральной машины

При расстановке неподвижных металлических опор учитываются схематические характеристики тепловых коммуникаций. Обычно такие конструкции устанавливают возле ответвлений магистрали, запорной арматуры и на прямых участках, при этом учитываются свойства установленных там компенсаторов.

Расчет расстояния между неподвижными элементами системы производят таким образом:

L = 0,9 × ∆L / (a × (t-tpo)), где

• ∆L – способность компенсатора, в мм (берут значения из таблицы);
• а – коэффициент линейного расширения стальных стенок при температурных колебаниях, в мм/м˚С;
• L – длина отрезка трубопровода, для которого производится вычисление, в м;
• t – расчет температуры рабочей среды при монтаже, в ˚С;
• tро – температура окружающей среды;
• 0,9 – значение погрешности (равно 10%).

Чтобы рассчитать расстояние между скользящими креплениями, необходимо представлять себе сферу использования всей системы. Дело в том, что, например, для холодного трубопровода этот шаг будет больше, чем для коммуникаций, по которым течет горячая вода.

Особенности проектирования эстакад

Невозможно в двух словах описать, как проходит проектирование эстакад трубопроводов. Это достаточно сложный и долгий процесс, который зависит от различных условий. Грамотно увеличить сроки функционирования конструкции можно, если на предварительном этапе обратить внимание на:

• силу, с которой трубы действуют на опоры и другие несущие детали;
• характеристики материалов, транспортируемых на объект;
• условия внешней среды (атмосферные осадки, температура, влага).

Это интересно!
“Утепление труб канализации: разбираемся в принципах и материалах”

Как уже упоминалось выше, каждая эстакада обладает особенностями, которые нужно учитывать при проектировании деформационных швов (температурных блоков). Они необходимы для снижения нагрузки и предотвращения появления деформаций под температурным и атмосферным воздействием.

В противном случае под сильным воздействием и нагреванием стен трубы будут находиться под опасным давлением, что провоцирует разрушения. Физик Гук описывает процессы и последствия этого в законе сопротивления материалов. При отсутствии компенсатора трубопровод не удлиняется при увеличении температуры.

Исключительно температурные перепады и выбранный материал для изготовления труб (характеристика удлинения и упругости) влияют на напряжение сжатия в состоянии защемления трубопровода. Отсюда можно сделать вывод, что трубы из одного материала, но предназначенные для водо- и теплоснабжения, будут иметь различное напряжение. Поскольку в таком случае разница в температурах будет значительна. Если снижается внутреннее напряжение, становится меньше компенсаторов, а расстояние между участками растет.

Не стоит забывать об одном условии, которое необходимо всегда учитывать при создании проекта. Каждая конструкция с течением времени нуждается в реконструкции или ремонте. Так что планировать будущие работы рекомендуется на самых ранних этапах. Потребуется организация проезда строительных машин, участок для размещения вспомогательного оборудования. Также учитывают вес строительных материалов и работников.

Как показывает статистика и опыт, чаще всего ранняя реконструкция объекта требуется из-за изначально халатного отношения к разработке проекта, проведению СМР. Тщательно подходите к проектированию эстакад трубопроводов, чтобы снизить риск возникновения деформаций и нарушений преждевременно.

Опоры для трубопроводов: варианты использования

Основная функция опор для трубопроводов состоит в креплении коммуникации в определенном положении. Также они препятствуют деформации труб под действием температур и вибраций. Дело в том, что колебания часто возникают при транспортировке рабочей среды по системе.

Читайте также: Держатель электродов для сварочного аппарата

Крайне важно уделить предельное внимание процессу установки, так как от опорных элементов зависит надежность коммуникаций. Если будут допущены ошибки, они просто не справятся с возложенными на них задачами.

Сразу скажем, что данные изделия используются в самых разных сферах, различаются по виду и назначению. Так, без них не обходится монтаж коммуникаций:

• на предприятиях;
• в ЖКХ;
• на АЭС;
• на ТЭС;
• в газовой и нефтяной сферах.

Если речь идет о газопроводе, то к опорам предъявляются особенно серьезные требования, в том числе, когда трубопровод идет через неблагоприятные, с климатической точки зрения, регионы. Не менее важно, чтобы опорная конструкция защищала трубы от повреждений в наиболее уязвимых местах, то есть в местах крепления.

Терминология ГОСТ 22130 определяет опоры как конструктивный элемент трубопровода, то есть их нельзя назвать переходной конструкцией между трубами и фундаментами.

Как мы уже говорили, опорные элементы используются при прокладке коммуникаций в самых различных отраслях. Необходимые изделия выбирают в зависимости от их назначения таким образом, чтобы они позволяли передавать осевые, поперечные, вертикальные нагрузки, крутящиеся моменты на почву или несущие конструкции.

Опоры трубопроводов: нормативы и стандарты

На данный момент на государственном уровне разработаны стандарты для двух категорий таких изделий:

• ГОСТ 14911-82 «Детали стальных трубопроводов. Опоры подвижные. Типы и основные размеры». Распространяется он на подвижные конструкции из стали марок ОПБ (бескорпусные), ОПХ (хомутовые), ОПП (подвижнее приварные);
• ГОСТ 16127-78 «Детали стальных трубопроводов. Подвески. Типы и основные размеры». Он распространяется на подвески с обозначением ПМ, ПГ, ПМВ, ПГВ.

Если говорить об отраслевых стандартах на сборочные единицы для крепления трубы газопроводов, то в Москве их в 2,5 раза больше:

• ОСТ 108.275.24 – трубопроводы АЭС и ТЭС;
• ОСТ 24.125.154 – трубопроводы АЭС и ТЭС из высоколегированных и специальных сталей;
• ОСТ 36-94 – подвижные элементы технологических магистралей;
• ОСТ 36-104 – стальные конструкции для систем, работающих со средами, которым свойственны низкие температуры;
• ОСТ 36-146 – серии КН, ВП, ТО, ХБ, УП, ШП, ТП, КХ, КП, ТХ, ТП для диаметров 57 – 1420 мм.

Также есть три нижестоящих относительно ГОСТа стандарта ТУ. Они используются при производстве описанных нами моделей:

• ТУ 1468-012-04698606 – подвижные элементы технологической обвязки, используемые при давлении 10 МПа, температуре от -70 °С до +450 °С, диаметрах труб 18–1620 мм;
• ТУ 1468-002-92040088 – подвеска, опоры и блок модули для трубопроводов 32 МПа, DN 15–1600 мм;
• ТУ 1468-001-00151756 – скользящие элементы для диаметров 100–1400 мм, температуры от -70 °С, давления 10 МПа.

Также существует две серии сборочных единиц этого типа:

• 903-10: 4-й выпуск – для конструкций, монтируемых неподвижно, 5-й выпуск – для подвижных модификаций, 6-й выпуск – для подвесок;
• 903-13: выпуск 6-95 – подвески, выпуск 7-95 – неподвижные элементы, выпуск 8-95 – подвижные.

Альбом чертежей Т-ММ-26-05 включает в себя варианты исполнения подвижных и мертвых конструкций ПС, ОНС и ОСС. В документации НТС 65-06 можно найти рабочие чертежи и технический регламент, предназначенные для изготовления ПО и НПО.

Особенности возведения эстакад для трубопроводов

Предприятия различной промышленности для транспортирования сырья и продуктов в жидком и газообразном виде широко используют технологические трубопроводы. Газоснабжение, водоснабжение, централизованное отопление – здесь также не обойтись без труб для транспортировки готовых продуктов потребителям. При надземном расположении трубопроводов сооружаются отдельно стоящие опоры и эстакады. Эстакады – инженерные сооружения для размещения трубопроводов, состоящие из отдельных опор, пролетов в виде ферм или балок, траверс и связей. При проектировании и возведении опор и эстакад учитывают расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузок для них.

Виды нагрузок на эстакады

• Постоянные. Это вес самих эстакад со всеми площадками, ограждениями.
• Временные длительные. Вес всего, что размещается на эстакадах, т.е. трубопроводов, арматуры, изоляционных материалов и футеровки, транспортируемой жидкости с учетом температурных воздействий и внутреннего давления, отложений на внутренних стенках труб.
• Кратковременные. Внешние нагрузки, имеющие временный характер – вес людей при обслуживании вместе с инструментом и оборудованием, ветровых, снеговых нагрузок.
• Особые. Сюда относится сейсмическое воздействие, а также вес отложений, образованных вследствие резкого нарушения эксплуатационного режима.

Если известно, что трубопроводы после монтажа впоследствии не будут перемещаться, то нагрузки от них относят к постоянным.

Возведение эстакад для трубопроводов

Проектирование ж/б и стальных конструкций эстакад под трубопроводы осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85. Все эстакады для трубопроводов и кабелей устанавливаются в несколько этапов:

• Доставка в разобранном виде металлоконструкций и железобетонных конструкций с завода-изготовителя к месту установки.
• Разгрузочные работы и укрупнительная сборка отдельных конструктивных элементов эстакад.
• Подъем и установка конструкций посредством спецтехники с последующей выверкой и закреплением.
• Демонтаж подмостей, лестниц, используемых при монтаже, такелажного оборудования.
• Испытания установленных конструкций.

На месте установки поставляемые металлоконструкции эстакад, состоящие из собранных на заводе-изготовителе блоков, принимают без разборки – проводят только визуальный контроль. Сотрудники заказчика проверяют поверхность металла и сварные швы на отсутствие трещин, различных заводских и транспортных повреждений.

Конструктивно эстакада под трубопровод представляет собой простую сборную конструкцию из фундамента, колонн, установленных на фундамент и закрепленных в нем, продольных балок и траверс. Это стандартный вариант для большинства труб при надземной прокладке.

До монтажных работ проводится подготовка монтажной площадки – территории, где будет осуществляться установка с учетом места размещения спецтехники. Наиболее тяжелыми в конструкции эстакады являются опоры. Установка осуществляется посредством подъемных кранов (автокранов), рассчитанных на заданную нагрузку. Укрупненно собранные блоки опускаются автокраном на капитальные и временные опоры. Последовательно выполняется подъем в вертикальное положение и закрепление колонн, других блоков эстакады.

Эксплуатация и обслуживание эстакад

В обязательном порядке периодически проводится контроль состояния эстакад и отдельно стоящих опор под трубопроводы. Обычно выполняется визуальный контроль с оценкой состояния железобетонных, бетонных элементов и последующий ремонт, замена при необходимости. В общем случае технологический контроль при эксплуатации включает в себя:

• Железобетонные колонны. Разрушение защитного слоя бетона устраняется посредством оштукатуривания цементным составом с добавлением смол. При сколах, оголении арматуры, трещинах проводится зачистка поврежденных участков, пескоструйная или иная механическая обработка металлических элементов для удаления следов коррозии, обработка ингибиторами коррозии и восстановление защитного слоя бетона.
• Ригели, траверсы. При недопустимых деформациях проводят усиление или замену элементов, восстанавливают защитный слой бетона для ж/б элементов, зачищают от коррозии и восстанавливают антикоррозийную защиту лакокрасочными материалами.
• Площадки, мостики, лестницы. Устранение следов коррозии с последующей антикоррозийной обработкой. Проверка состояния сварных, болтовых соединений, устранение дефектов при их обнаружении.

Профессиональный монтаж в соответствии с проектной документацией и своевременный контроль, обслуживание опор и эстакад помогут существенно продлить срок службы ж/б и металлоконструкций.

Источник https://masterieltsonline.ru/stanki/ustrojstvo-fundamenta-pod-oporu-truboprovoda.html

Источник https://www.zavodsz.ru/blog/vozvedenie-estakad-truboprovodov/