Конструкция подвижных и неподвижных опор. Расчет неподвижной опоры.

Опоры служат для восприятия усилия от трубопроводов и передачи их на несущие конструкции или грунт, а также для обеспечения организованного совместного перемеще­ния труб и изоляции при температурных деформациях. При сооруже­нии теплопроводов применяют опоры двух типов: подвиж­ные и неподвижные.

Подвижные опорывоспринимают вес теплопровода и обеспечивают его свободное перемещение на строительных конструкциях при температурных деформациях. При пере­мещении трубопровода подвижные опоры перемещаются вместе с ним. Подвижные опоры используют при всех спо­собах прокладки, кроме бесканальной. При бесканальной прокладке теплопровод укладывается на нетронутый грунт или тщательно утрамбованный слой песка. При этом под­вижные опоры предусматривают только в местах поворота трассы и установки П-образных компенсаторов, т. е. на участках, где трубопроводы прокладывают в каналах. Подвижные опоры испытывают главным образом верти­кальные нагрузки от массы трубопроводов

По принципу свобод­ного перемещения различают опоры скольжения, качения и подвесные. Скользящие опоры, применяют независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб. Эти опоры просты по конструкции и надежны в эксплу­атации.

Катковые опоры применяют для труб диаметром 175 мм и более при осевом перемещении труб, при прокладке в тоннелях, коллекторах, на кронштейнах и на отдельно стоящих опорах. Применение катковых опор в непроходных каналах нецелесообразно, так как без над­зора и смазки они быстро корродируют, перестают вращаться и начинают работать фактически как скользящие опоры. Катковые опоры обладают меньшим трением, чем скользящие, однако при плохом уходе катки перекашива­ются и могут заклиниваться. Поэтому им необходимо дать правильное направление. Для этого в катках предусматри­вают кольцевые выточки, а на опорной плите — направля­ющие планки.

Роликовые опоры (применяют редко, так как трудно обеспечить вращение роликов. Катковые и роликовые опоры надежно работают на прямолинейных участках сети. На поворотах трассы трубопроводы перемещаются не только в продольном, но и в поперечном направлении. Поэтому установка катковых и роликовых опор на кри­волинейных участках не рекоменду­ется В этом случае используют шари­ковые опоры. В этих опорах шарики свободно перемещаются вместе с башмаками по подкладному листу, удерживаются от вы­катывания за пределы опоры выступами опорного листа и башмака.

Если по местным условиям прокладки теплопроводов относительно несущих конструкций скользящие и катковые опоры не могут быть установлены, применяются подвесные опоры. Нежесткая конструкция подвески поз­воляет опоре легко поворачиваться и перемещаться вместе с трубопроводом. В результате по мере удаления от непод­вижной опоры углы поворота подвесок увеличиваются, со­ответственно возрастает перекос трубопровода и напряже­ние в тягах под действием вертикальной нагрузки трубо­провода.

Подвесные опоры по сравнению со скользящими созда­ют на горизонтальных участках значительно меньшие уси­лия вдоль оси трубы.

Неподвижными опорами трубопроводы как бы делятся на самостоятельные участки. С помощью неподвижных опор трубы жестко закрепляют в определенных точках трас­сы между компенсаторами или участками с естественной компенсацией температурных деформаций, которые вос­принимают, кроме вертикальных нагрузок значительные го­ризонтальные усилия, направленные по оси трубопровода и складывающиеся из неуравновешенных сил внутреннего давления, сил сопротивления свободных опор и реакции компенсаторов. Наибольшее значение имеют силы внутрен­него давления. Поэтому для облегчения конструкции опо­ры стараются расположить ее на трассе таким образом, чтобы внутренние давления в трубопроводе были уравно­вешены и не передавались на опору. Те опоры, на которые реакции внутреннего давления не передаются, называются разгруженными неподвижными опорами; те же опоры, кото­рые должны воспринимать неуравновешенные силы внутрен­него давления, называются неразгруженными опорами.

Существуют промежуточные и концевые опоры. На про­межуточную опору действуют усилия с обеих сторон, на концевую—с одной. Неподвижные опо­ры труб рассчитывают на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы теплопроводов, в том числе при открытых и закрытых задвижках

Неподвижные опоры предусматривают на трубопрово­дах при всех способах прокладки тепловых сетей. От пра­вильного размещения неподвижных опор по длине трас­сы тепловых сетей во многом зависит величина температур­ных деформаций и напряжений в трубах. Неподвижные опоры устанавливают на ответвлениях трубопроводов, в местах размещения запорной арматуры, сальниковых компенсаторов. На трубопроводах с П-образными компен­саторами неподвижные опоры размещают между компенса­торами. При бесканальных прокладках тепловых сетей, когда не используется самокомпенсация трубопроводов, неподвижные опоры рекомендуется устанавливать на пово­ротах трассы.

Расстояние между неподвижными опорами определяют исходя из заданной конфигурации трубопроводов, темпера­турных удлинений участков и компенсирующей способности устанавливаемых компенсаторов. Неподвижные закреп­ления трубопроводов выполняют различными конструкция­ми, которые должны быть достаточно прочными и жестко удерживать трубы, не допуская их перемещения относи­тельно поддерживающих конструкций.

Конструкции неподвижных опор состоят из двух основ­ных элементов: несущих конструкций (балок, железобетонных плит), на которые передаются усилия от трубопрово­дов, и собственно опор, при помощи которых осуществля­ется неподвижное закрепление труб (приварные косынки, хомуты). В зависимости от способа прокладки и места установки применяют неподвижные опоры: упорные, щито­вые и хомутовые. Опоры с вертикальными двусторонними упорами и лобовые применяют при установ­ке их на каркасах в камерах и тоннелях и при проклад­ке трубопроводов в проходных, полупроходных и в непро­ходных каналах. Щитовые опоры применяют как при бесканальной прокладке, так и при прокладке теплопроводов в непроходных каналах при размещении опор вне камер.

Щитовые неподвижные опоры представляют собой вер­тикальные железобетонные щиты с отверстиями для про­хода труб. Осевые усилия передаются на железобетонный щит приваренными к трубопроводу с обеих сторон кольца­ми, усиленными ребрами жесткости. До недавнего времени между трубой и бетоном прокладывали асбест. В настоя­щее время применение асбестовых набивок не допускается. Нагрузка от трубопроводов тепловых сетей через щитовые опоры передается на днище и стенки канала, а при беска­нальной прокладке — на вертикальную плоскость грунта. Щитовые опоры выполняют с двойным симметричным армированием, так как действующие усилия от труб могут быть направлены в противоположные стороны. В нижней части щита делают отверстия для прохода воды (в случае попадания ее в канал).