Анализ напряженно-деформированного состояния трубопровода из обетонированных труб с кольцевыми прорезями

При сооружении подводных переходов наиболее надежным и эффективным способом балластировки является способ, предполагающий использование труб со сплошным бетонным покрытием. В статье рассматриваются два способа уменьшения эффекта локального возмущения полей напряжений в необетонированной зоне трубопровода. Первый заключается в увеличении радиуса упругого изгиба обетонированного трубопровода до значений, соответствующих допустимым упругим напряжениям в стенке трубопровода без бетонного покрытия. Второй способ состоит в том, чтобы разбить обетонированный слой на участки, деформирующиеся независимо, с помощью регулярных кольцевых прорезей в обетонированном слое, и таким образом резко уменьшить степень локальности деформирования стальной трубы. Для анализа степени локализации напряженно-деформированного состояния стальной трубы разработана методика расчета радиуса упругого изгиба, основанная на результатах численного эксперимента и основных концепциях теории анализа размерностей. Предлагается простое аналитическое решение задачи о допустимом радиусе упругого изгиба обетонированного трубопровода, которое может быть положено в основу нормативных документов, регламентирующих порядок проектирования, сооружения и эксплуатации магистральных трубопроводов с бетонным покрытием. В основе второго способа лежит идея уменьшить допустимый радиус изгиба обетонированного трубопровода путем устройства в бетонном покрытии кольцевых прорезей с регулярностью, позволяющей снизить негативный эффект локальных всплесков напряжений и уменьшить изгибную жесткость трубопровода, принимая во внимание деформацию слоя антикоррозионного покрытия. Такое решение учитывает результаты численного моделирования плети, составленной из двух обетонированных труб, нагруженной собственным весом.