При пересечении магистральными трубопроводами водных преград, как правило, строят подводные переходы (ПП). Несмотря на сравнительно небольшую долю ПП в общем объеме магистральных трубопроводов, именно они являются наиболее ответственными элементами.
К надежности и эксплуатационной безопасности ПП предъявляются высокие требования, так как даже незначительные их повреждения могут привести к экологической катастрофе.
Эксплуатация ПП через водные преграды показала, что в основном аварийные ситуации при их строительстве и ремонте возникают в результате потери трубопроводом проектного положения, т. е. происходит его всплытие.
Проектное положение трубопровода обеспечивается различными средствами балластировки — одиночными кольцевыми чугунными или железобетонными грузами и т.д. Наиболее надежным и эффективным способом балластировки являются обетонированные трубопроводы с арматурным каркасом.
Обетонированные трубы позволяют снизить число критических дефектов трубопровода при строительстве и капитальном ремонте, а также исключить смещения балластного покрытия при укладке, например, методом протаскивания.
Теория проектирования магистральных трубопроводов подземного, наземного (в насыпи) и надземного типов изложена в работах [1–7]. Расчеты на прочность и устойчивость ПП рассмотрены в работах [8–10].
Однако нет завершенного и приближенного к инженерной практике расчета на прочность и устойчивость ПП из обетонированных труб, что и обусловливает актуальность данного исследования.
Цели данной работы:
• теоретическое обоснование экстраполяции основных положений расчета железобетонных элементов гражданских, промышленных и гидротехнических сооружений на проектирование бетонных балластных покрытий с арматурой;
• получение формулы минимально допустимого радиуса упругого изгиба из условия ограничения ширины нормальной поперечной трещины в растянутой зоне балластного покрытия;
• получение формулы предельной ширины раскрытия трещины;