Глава 6Переходы трубопроводов через естественные и искусственные препятствия
Нормативные требования к подземным переходам газопровода через автомобильные дороги
Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах через автомобильные дороги всех категорий с усовершенствованным покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в защитном футляре (кожухе) из стальных труб или в тоннеле, диаметр которых определяется из условия производства работ и конструкции переходов и должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 200 мм.
Концы футляра должны выводиться на расстояние:
а) при прокладке трубопровода через железные дороги:
- от осей крайних путей – 50 м, но не менее 5 м от подошвы откоса насыпи и 3 м от бровки откоса выемки;
- от крайнего водоотводного сооружения земляного полотна (кювета, нагорной канавы, резерва) – 3 м;
б) при прокладке трубопровода через автомобильные дороги - от бровки земляного полотна – 25 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи.
Угол пересечения трубопровода с автомобильными дорогами должен быть, как правило, 90°. Прокладка трубопровода через тело насыпи не допускается.
Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под железными дорогами общей сети, должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 1,5 м от дна кювета, лотка или дренажа.
Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должно приниматься не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводной канавы или дренажа.
Автомобильныедорогиделятся на 5 категорий:
- I и II категории - дороги общегосударственного значения,
- III категория - дороги республиканского и областного значений,
- IV и V категории - дороги местного значения.
Интенсивность движения (число автомобилей в сутки) составляет:
- на дорогах I категории - свыше 6000,
- на дорогах II категории - от 3000 до 6000,
- на дорогах III категории - от 1000 до 3000,
- на дорогах IV категории - от 200 до 1000,
- на дорогах V категории до 200.
Расчет на прочность защитного футляра на переходе газопровода-отвода через автомобильную дорогу
Основные характеристики пересекаемой автомобильной дороги реконструируемым газопроводом отводом приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Характеристика автомобильной дороги IV категории
| Параметры элементов дорог | Значение |
| Число полос движения | |
| Ширина полосы движения, м | |
| Ширина проезжей части, м | |
| Ширина обочин, м | |
| Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины, м | 0,5 |
| Ширина земляного полотна, м |
Длина защитного кожуха на переходе через а/дорогу будет складываться из ширины проезжей части и расстояния в 25 м от бровки земляного полотна с обеих сторон:6+25+25=56 м.
Исходные данные
- глубина заложения футляра H = 1,5 м;
- материал – сталь 09Г2ФБ, расчётное сопротивление материала футляра R2 = 260МПа = 260 н/мм2;
- грунт – глина, средний удельный вес грунта γгр = 17 кН/м3;
- угол внутреннего трения грунта φгр = 400;
- коэффициент крепости породы fкр = 0,8,
- полотно дороги – бетонное, толщина покрытия полотна hп = 0,2 м,
- единичная ширина полотна дороги b=1 м;
- модуль упругости материала полотна дороги En = 2∙104МПа,
- коэффициент Пуассона материала полотна дороги μп =0,17;
- коэффициент постели грунта при сжатии k0 = 10 кН/м3;
- давление от подвижного состава создается трехосным автомобилем Н-30 с массой груза в 30 т; нагрузка на заднюю ось составляет 120 кН.
Рисунок 6.1- Схема к расчету футляра на прочность
а – нагрузка, действующая на футляр; б – свод естественного обрушения
Рисунок 6.2 - Эпюра реакции основания полотна дороги
1. Ориентировочное значение диаметра защитного футляра (кожуха):
(6.1)
Принимаем Dк= 273 мм.
2. Ширина свода обрушения:
(6.2)
3. Высота свода обрушения:
(6.3)
0,52 м
4. Так как 
, то над кожухом образуется свод естественного обрушения, поэтому расчетную вертикальную нагрузку от действия грунта и расчетную величину бокового давления грунта определяем по формулам:
(6.4)
(6.5)
5. Момент инерции полотна дороги:
(6.6)
6. Цилиндрическая жёсткость полотна дороги:
(6.7)
7. Коэффициент жёсткости полотна дороги αж:
(6.8)
8. Параметр 
:
(6.9)
Таким образом, зона распространения суммарной эпюры реакции основания определим как сумму 2 
=3,6+1,6+2,3=7,5 м
9. Максимальное значение реакции основания 
имеет место в точках х2 и х3, равных нулю, когда параметр 
[6]:
(6.10)
10. Тогда нагрузка 
[6].
11. Находим напряжения в грунте в любой точке с координатами х. z, действующие вертикально вниз, при х=0 и z=Н=1,9 м:
(6.11)
12. Расчетное давление от подвижного транспорта при условии 
для нагрузок от одиночных машин:
(6.12)
13. Расчетное сжимающее усилие при радиусе футляра 
:
(6.13)
Н/м
14. Расчетный изгибающий момент при коэффициенте, учитывающем всестороннее сжатие футляра с=0,25[7]:
(6.14)
Н
где cпл – коэффициент, учитывающий всестороннее сжатие футляра.
15. Толщина стенки футляра (кожуха):
(6.15)
0,0089 м = 9 мм
По сортаменту выбираем толщину защитного кожуха 9 мм.