мая 24 2003

К вопросу изучения деформированного состояния трубчатых стальных свай морских платформ

Опубликовано в 11:51 в категории Проблемы Черного моря

К вопросу изучения деформированного состояния трубчатых стальных свай морских платформ

Фортученко Ю.А.

Одесский национальный морской университет

Техногенное воздействие на экологические системы морских акваторий со стороны береговых и шельфовых сооружений может привести к явлению деградации способности морских акваторий к самоочищению. Особенно актуальным является загрязнение морской среды нефтью при ее добыче на шельфах.

Гарантией недопущения попадания нефти в морскую среду при ее добыче с платформ является прочность и надежность их конструкций. При эксплуатации несущих конструкций платформ сквозного типа на свайном основании очень важно знать деформации, которые происходят со сваями при различных сложных нагрузках на опорный сквозной блок со стороны морской среды (волновое, ветровое, ледовое воздействие, подводное течение), которые создают изгибающие моменты как по высоте опорного блока, так и в свайных опорах, взаимодействующих с грунтом основания.

Изучение напряженно-деформированного состояния стальных трубчатых свайных опор можно осуществить на моделях этих трубчатых свай в лабораторных условиях с использованием тензометрического метода замера деформаций при помощи тензорезисторов или тензодатчиков сопротивления, наклеиваемых на внутреннюю поверхность стальных трубчатых элементов с двух противоположных сторон в плоскости изгиба этих свай.

Анкерные сваи, крепящие опорные блоки морских платформ к грунту, это обычно стальные трубы диаметром 0,92…2,13 м и стенками толщиной 25…64 мм , которые погружают в грунт на глубину до 100…150 м, а при необходимости и больше.

Задавшись масштабом моделирования, для изучения можно принять стальные бесшовные горячекатанные трубы по ГОСТ 8732 - 78 либо холоднодеформированные стальные трубы по ГОСТ 8734 - 75. Модели свай следует погружать в грунт с заглушенным нижним концом, чтобы избежать попадания грунта во внутреннюю полость трубчатой сваи.

Для наклейки тензодатчиков на внутреннюю поверхность трубчатого

стержня предлагается методика, которая была разработана в лаборатории

теории расчета и физико-механических исследований конструкций из силикатного бетона ВНИИСТРОМ и применена автором при исследовании напряженно-деформированного состояния поперечной и продольной арматуры в балках из тяжелого силикатного бетона .

Суть методики состоит в том, что наклейку тензодатчиков осуществляют с помощью специального вкладыша-пуансона, состоящего из стального трубчатого стержня, на котором закреплена упругая резиновая трубка. Один конец стержня заглушен, а ко второму концу припаян вентиль с ниппелем, в стенке стержня выполнено отверстие для подачи сжатого воздуха внутрь резиновой трубки. Размеры составных частей пуансона подбирают в зависимости от длины и внутреннего диаметра исследуемой модели трубчатой сваи.

Все тензодатчики наклеивают на внутреннюю поверхность сваи одновременно. Для этого заранее собирают ленточные модули, состоящие из необходимого числа тензодатчиков, расположенных на лентах (обычно изоляционная лента шириной 6…10 мм) с заданным шагом. Затем ленты следует закрепить на пуансоне так, чтобы тензодатчики находились друг напротив друга, покрыть их клеем и вввести в полость трубчатого стержня, после чего в полость пуансона подают воздух от газового баллона либо насоса. При подаче сжатого воздуха упругая резиновая трубка равномерно прижимает ленточные модули ко внутренней поверхности по всей длине исследуемого трубчатого элемента. Давление выдерживают постоянным в течение 2…3 часов, после чего в течение 2…3 мин давление снижают до атмосферного и пуансон вынимают из полого трубчатого элемента.

В теченике всего процесса наклейки тензодатчиков их исправность контролируют при помощи автоматического измерителя деформаций типа АИД-1М.

Подготовленную таким образом модель трубчатой сваи подвергают воздействию сосредоточенной горизонтальной силы и после соответствующих замеров деформаций с помощью автоматического измерителя деформаций АИД-1М получают полную картину деформативного состояния модели трубчатой сваи по сечениям, расположенным на расстояниях принятого шага между парами тензодатчиков. Это позволяет получить картину распределения фактических моментов, возникающих по высоте той части сваи, которая заглублена в грунт основания, а по разности моментов, определенных как произведение силы на плечо и тех, что получены путем измерения деформаций сваи, выявить картину распределения сил реактивного отпора грунта, увязав ее с характеристиками грунта.

Список литературы

1. Симаков Г.В. и др. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. -Л.: Судостроение, 1989. - 328с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.3.- М.: Машиностроение, 1980.- 557 с.

3. Гусаков В.Н., Карамян К.О. Способ изготовления испытательных полых арматурных стержней. Авт.свид. № 164106. Бюлл. Изобр. № 14, 1964.

4. Гусаков В.Н., Карамян К.О., Фортученко Ю.А. Измерение деформаций внутренних поверхностей полых деталей большой длины. Измерительная техника. Научно-техн. журн. комитета стандартов, мер и измерительных приборов при СМ СССР.-М.: 1966, №9 , с.84 – 85.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.