4 Общие требования
4.1 В соответствии с требованиями СП 31.13330 расчет подземных и надземных трубопроводов следует производить на совместное воздействие внешних нагрузок и внутреннего давления.
4.2 Расчет подземных трубопроводов необходимо производить на прочность, жесткость и устойчивость труб с раструбными соединениями диаметрами 80-1000 мм для различных условий строительства и эксплуатации.
4.3 Расчет на прочность надземных трубопроводов диаметрами 80-500 мм с соединениями "RJ" проводится на одновременное воздействие внешних нагрузок, внутреннего давления и осевых нагрузок от внутреннего давления.
4.4 Расчет на прочность подземных трубопроводов диаметрами 80-300 мм, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ), проводится на комбинированные нагрузки (внешние от грунта, транспорта и внутреннее давление воды) и осевые нагрузки от протягивания трубопровода в горизонтальную скважину.
4.5 Расчет подземных и надземных трубопроводов основан на способе сравнения несущей способности труб с действующими расчетными нагрузками, с введением коэффициентов запаса прочности.
4.6 Расчетное напряжение на растяжение принято равным 300 МПа, временная прочность при растяжении равна 420 МПа. Расчет производится при работе материала трубы только в упругой стадии (Rp = 300 МПа). Суммарное напряжение в опасном сечении трубы (лоток) при любых сочетаниях внешних нагрузок и внутреннего давления не должно превышать Rp = 300 МПа, доверительная вероятность р*≥0,997 при статических и малоцикловых нагрузках при 300 МПа.
4.7 Расчет высокопрочных чугунных напорных трубопроводов производится по принятой в отечественной практике методике расчета как защемленного с двух концов прямолинейного участка трубопровода.
4.8 Выполнение всех приведенных выше указаний и положений позволит обеспечить безаварийную работу трубопроводов из ВЧШГ в течение 100 лет.
5 Проектирование и строительство подземных трубопроводов открытой прокладки сетей водоснабжения и водоотведения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметрами 80-1000 мм
5.1 Определение нагрузок, действующих на подземный трубопровод
5.1.1 В качестве постоянных и временных нагрузок, действующих на подземный трубопровод, следует принимать:
внутреннее давление транспортируемой воды;
давление грунтовой засыпки;
давление подвижных транспортных средств, передающееся на трубопровод через грунт;
собственную массу трубопровода;
давление при образовании вакуума и овализации труб;
массу транспортируемой воды;
внешнее гидростатическое давление грунтовых вод.
5.1.2 Внутреннее давление воды в трубопроводе устанавливается на основании гидравлического расчета в соответствии с требованиями СП 31.13330.
5.1.3 Расчетное внутреннее давление надлежит принимать равным наибольшему возможному по условиям будущей эксплуатации давлению в водопроводе на различных участках по длине (при наиболее невыгодном режиме работы) без учета повышения давления при гидравлическом ударе или с повышением давления при гидравлическом ударе с учетом действия противоударной арматуры, если это действие в сочетании с другими нагрузками окажет на трубопровод худшее воздействие.
5.1.4 При расчете водопроводов на повышение давления при гидравлическом ударе (определенное с учетом противоударной арматуры или образования вакуума) внешнюю нагрузку следует принимать не более нагрузки от транспорта А-14 или гусеничной нагрузки НГ-60.
5.1.5 При определении величины вакуума рекомендуется учитывать действие предусматриваемых на водопроводе противовакуумных устройств, предотвращающих превышение давления воды, необходимого для функционирования предохранительной и регулирующей арматуры, и возможного превышения давления воды из-за недопустимой неточности срабатывания предохранительной и регулирующей арматуры.
5.1.6 За внутреннее давление воды при гидравлическом ударе принимается максимальное внутреннее давление, возникающее при нестационарном режиме движения воды.
5.1.7 Давление воды при гидравлическом ударе определяется с учетом максимального использования устройств, защищающих трубопровод от удара.
5.2 Гидравлический расчет трубопроводов
Гидравлический расчет напорных трубопроводов из высокопрочных чугунных труб следует проводить с учетом требований СП 31.13330 и настоящего подраздела СП.
5.2.1 Величина напора , необходимая для транспортирования воды (сточных вод), определяется по формуле
, (5.1)
где i - удельные потери напора по длине при температуре воды t, °С (потери напора на единицу длины трубопровода), м/м;
- потери напора в стыковых соединениях и в местных сопротивлениях, м (следует определять с учетом данных по местным сопротивлениям чугунных соединительных частей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом конкретного завода-изготовителя).
Примечание - Допускается принимать равной 10-20% потерь по длине .
5.2.2 Потери напора на единицу длины трубопровода i без учета гидравлического сопротивления соединений следует определять по формуле
, (5.2)
где - коэффициент гидравлического сопротивления;
V - средняя по сечению скорость движения воды (сточной воды), м/с;
g - ускорение силы тяжести, ;
d - расчетный диаметр труб, м.
Для труб без внутреннего покрытия
(5.3)
и для труб с внутренним покрытием толщиной
, (5.4)
где d, и - соответственно наружный диаметр, толщина стенки трубы и толщина внутреннего покрытия, мм.
5.2.3 Коэффициент гидравлического сопротивления следует определять по формуле
; (5.5)
, (5.6)
где Q - расход воды (стоков), ;
b - число подобия режимов течения воды (сточных вод)
(5.7)
(при b > 2 следует принимать b = 2);