Расчет устойчивости морских подводных трубопроводов при воздействии волн и течений

(Pх)расч–расчетные значения горизонтальной боковой силы от воздействия волн и течений, кг/м,

(2.20)

гдеКсн – коэффициент снижения волновой нагрузки, Ксн = 0,6;

PXM – горизонтальная составляющая силы давления от течения, кг/м,

(2.21)

Где PXU – инерционная компонента горизонтальной составляющей нагрузки от волн, кг/м,

(2.22)

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

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

H – высота расчетной волны, м, h = 6 м;

Л – длина расчетной волны, м, л = 108 м;

ех – коэффициенты удельной нагрузки от волн, ех = 0,1 (по рисунку 2.1), т. к. соотношения

и ;

Рисунок 2.1 — Графики значений коэффициентов удельной нагрузки от волн иx(а) и еx(б)

дXU–коэффициент инерционной компоненты удельной горизонтальной нагрузки от волн, дXU = 1 (по рисунку2.2) , т. к. и ;

дXC–коэффициент скоростной компоненты удельной горизонтальной нагрузки от волн, дXC = 0,05 (по рисунку2.2), т. к. и ;

Рисунок 2.2 — Графики значений коэффициентов сочетания инерционного дхи (графики 1) и скоростного дхс (графики 2) компонентов удельной горизонтальной нагрузки от волн

PXC – скоростная компонента горизонтальной составляющей нагрузки от волн, кгс/м,

(2.23)

ц–угол между лучом набегающей волны и нормалью к трассе трубопровода, ц = 45°C;

PXT – вертикальная составляющая силы давления от течения, кг/м,

(2.24)

Где CX – коэффициент лобового сопротивления при обтекании цилиндра равномерным установившимся потоком жидкости (устанавливается по графику, приведенному на рисунке 2.3), CX = 1,2;

Рисунок 2.3 — Рекомендуемые значения коэффициента лобового сопротивления Сх при обтекании трубопровода равномерным установившемся потоком жидкости

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;

(PZ)расч – расчетное значение вертикальной подъемной силы от воздействия волн и течений, кг/м,

(2.25)

где Ксн – коэффициент снижения волновой нагрузки, Ксн = 0,6;

PZ – вертикальная проекции нагрузки от волн, действующих на 1 м длины, кг/м,

(2.26)

где PXC – скоростная компонента горизонтальной составляющей нагрузки от волн, кгс/м, PXC = 136,8 кг/м;

дXC – коэффициент скоростной компоненты удельной горизонтальной нагрузки от волн, дXC = 0,05;

ц – угол между лучом набегающей волны и нормалью к трассе трубопровода, ц = 45°C;

PZT – вертикальная составляющая силы давления от течения, кг/м,

(2.27)

где Cz – коэффициент подъемной силы (устанавливается по графику, приведенному на рисунке 2.4), Cz = 0,8

Рисунок 2.5 — Рекомендуемые значения коэффициента подъемной силы Cz

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