В статье рассмотрены особенности нагружения трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения приморских городов, которые размещены в береговых зонах. Анализ условий эксплуатации таких трубопроводов на Южном берегу Крыма показал, что аварии, связанные с их разрушением, часто происходят в результате штормовых воздействий. Показано, что в условиях шторма трубопроводы подвергаются дополнительным нагрузкам, которые в зависимости от их интенсивности могут привести к разрушению, с потерей работоспособного состояние систем водоснабжения и водоотведения, а также нарушать требования экологической безопасности в береговых зонах. В действующих нормативных документах отсутствуют рекомендации по расчету трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения, размещенных в береговой зоне, которые могут подвергаться штормовым воздействиям. Для оценки прочности таких трубопроводов предложены расчетные зависимости для двух схем нагружения. Выполнен расчет трубопровода системы водоснабжения, размещенного в береговой зоне г. Алушта и проведен анализ полученных результатов.
Предмет исследования. Характер нагружения трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения в прибрежной зоне, с учетом воздействия волновых нагрузок.
Материалы и методы. На основе анализа особенностей нагружения, предложены две расчетные схем, которые встречаются на практике эксплуатации трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения, размещенных в береговой зоне. Первый вариант расчета – часть трубопровода уложена непосредственно на грунт, во втором варианте расчета – трубопровод располагается на вертикальных опорах.
Результаты. Установлено, что при надземном размещении пролеты опор и уровни волнения оказывают существенное влияние на прочность трубопровода. Изменение пролета между опорами приводит к увеличению суммарных напряжений в трубопроводе в меньшей степени, чем увеличение волновой нагрузки. При принятом материале труб и волновой нагрузке при штормах в 7 и 8 баллов вне зависимости от величины пролета между опорами прочность, рассмотренного в статье трубопровода, не обеспечивается.
Выводы. При оценке устойчивости и надёжности систем водоснабжения и водоотведения приморских городов, размещенных в прибрежных зонах необходимо учитывать особенности нагружения. Чтобы гарантировать прочность и долговечность надземного трубопровода в прибрежной зоне, необходимо осуществлять выбор пролета между его опорами с учетом допускаемого уровня волновой нагрузки, а также учитывать их при подборе материала трубопровода. При наземном размещении трубопроводов в прибрежной зоне максимальная волновая нагрузка не сильно влияет на их прочность, что обеспечивает достаточный запас надежности.
The article discusses the features of loading pipelines of water supply and sanitation systems in seaside cities located in coastal zones. An analysis of the operating conditions of such pipelines on the southern coast of Crimea has shown that accidents related to their destruction often occur as a result of storm impacts. It has been demonstrated that during storms, pipelines are subjected to additional loads, which, depending on their intensity, can lead to destruction and loss of the operational state of water supply and sanitation systems, as well as violate environmental safety requirements in coastal zones. The current regulatory documents do not provide recommendations for calculating pipelines of water supply and sanitation systems located in the coastal zone, which may be exposed to storm effects. To assess the strength of such pipelines, we propose calculation equations for two loading schemes. The calculation of the water supply system pipeline located in the coastal zone of the city of Alushta was performed, and the results were analyzed.
Subject of research. The nature of loading of pipelines of water supply and sanitation systems in the coastal zone, taking into account the impact of wave loads.
Materials and methods. Based on the analysis of loading features, two calculation schemes are proposed, which are encountered in the practice of operation of pipelines of water supply and sanitation systems located in the coastal zone. The first calculation option is when a part of the pipeline is laid directly on the ground, in the second calculation option – the pipeline is located on vertical supports.
Results. It has been established that when the pipeline is located above ground, the span of the supports and the level of wave action have a significant impact on the pipeline's strength. Changing the span between supports leads to an increase in the total stresses in the pipeline to a lesser extent than an increase in the wave load. With the chosen pipe material and the wave load during storms of 7 and 8 points, regardless of the span between supports, the pipeline discussed in the article does not meet the required strength.
Conclusions. When assessing the stability and reliability of water supply and sanitation systems in coastal cities located in coastal zones, it is necessary to take into account the specific features of loading. To ensure the strength and durability of above-ground pipelines in coastal zones, it is necessary to select the span between their supports based on the permissible level of wave load, and to consider these factors when selecting the pipeline material. When pipelines are located above ground in coastal zones, the maximum wave load does not significantly affect their strength, providing sufficient safety margins.
полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru