Kỹ thuật khoan ngầm kéo đường ống thép cắt ngang đường sắt và đường cao tốc

Kỹ thuật khoan ngầm kéo đường ống thép cắt ngang đường sắt và đường cao tốc

Sự cần thiết của một thực tiễn để giải quyết việc lắp đặt các điểm giao cắt đường ống dưới đường sắt lần đầu tiên được công nhận bởi ấn phẩm của Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) Code 26 vào năm 1934. Quy tắc này thể hiện sự hiểu biết giữa các ngành công nghiệp đường ống và đường sắt liên quan đến việc lắp đặt đường kính tương đối nhỏ sau đó thịnh hành.

Sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống đường ống thép ngầm sau năm 1946 sử dụng ống đường kính lớn đã dẫn đến việc đánh giá lại và sửa đổi API Code 26 để đưa vào các tiêu chí thiết kế đường ống. Trong ngành dầu khí, chưa từng có sự cố kết cấu nào xảy ra do đất và tải trọng đặt trên đường ống vận chuyển hoặc vỏ bọc dưới đường sắt hoặc đường cao tốc.

Năm 1985, Viện Nghiên cứu Khí đốt bắt đầu tài trợ cho một dự án nghiên cứu nhằm phát triển một phương pháp luận cải tiến cho việc thiết kế các đường ống vận chuyển định hướng ngang băng qua bên dưới đường sắt và đường cao tốc. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các đánh giá hiện đại về thực tiễn băng qua đường sắt và đường cao tốc và hồ sơ hoạt động mô hình phần tử hữu hạn ba chiều của các đường ống vận chuyển không phân chia bên dưới đường sắt và đường cao tốc, và thử nghiệm thực địa rộng rãi trên các đường ống thiết bị quy mô đầy đủ.

Tóm tắt kỹ thuật và Cơ sở dữ liệu cho Hướng dẫn về Đường ống cắt ngang đường sắt và đường cao tốc, bao gồm các kết quả của mô hình số, dẫn xuất đầy đủ của các đường cong thiết kế được sử dụng trong thực tiễn được khuyến nghị này, và cơ sở dữ liệu của các phép đo thực địa được thực hiện trên các đường ống thử nghiệm.

Mục lục

1 Phạm vi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Tổng quát. . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Ứng dụng. . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.3 Loại đường ống. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.4 Quy định về An toàn Công cộng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.5 Phê duyệt cho các Giao lộ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Ký hiệu, Phương trình và Định nghĩa. . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2.1 Các ký hiệu. . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2.2 Phương trình. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.3 Định nghĩa . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3 Điều khoản về An toàn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4 Giao lộ Không thiên vị. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.1 Loại giao nhau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.2 Thông tin chung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.3 Vị trí và Căn chỉnh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.4 Nắp đậy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.5 Thiết kế. . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.6 Tải trọng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.7 Ứng suất. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.8 Giới hạn của ứng suất tính toán. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.9 Định hướng các mối hàn dọc tại các điểm giao cắt với đường sắt và đường cao tốc. . 30

4.10 Vị trí của các mối hàn dầm tại các điểm giao cắt với đường sắt. . . . . .. . . . . . 30

5 Giao cắt có vỏ bọc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.1 Ống dẫn được lắp trong vỏ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.2 Vỏ bọc cho các giao cắt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.3 Đường kính bên trong tối thiểu của vỏ. . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.4.Độ dày của tường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.5 Tổng quát. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.6 Vị trí và Căn chỉnh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.7 Nắp đậy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.8 Cài đặt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.9 Phốt vỏ bọc. . . ... . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5.10 Lỗ thông hơi. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.11 Chất cách điện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.12 Kiểm tra và thử nghiệm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6 Cài đặt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.1 Cài đặt không rãnh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.2 Mở Cắt hoặc Cài đặt Rãnh. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6.3 Tổng quát. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

7 Đường sắt và đường cao tốc cắt ngang đường ống hiện có. . . . . . . 36

7.1 Điều chỉnh đường ống tại các điểm giao cắt. . . . . . . . . . . . . . . . . .36

7.2 Điều chỉnh đường ống tại chỗ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7.3 Điều chỉnh Đường ống Yêu cầu Gián đoạn Dịch vụ. 36

7.4 Bảo vệ đường ống trong quá trình xây dựng đường cao tốc hoặc đường sắt. . . . . . . . 37

Phụ lục A Các thuộc tính vật liệu bổ sung và các giá trị thiết kế đan chéo nhau. . . . . . . 38

Phụ lục B Các vấn đề về ví dụ thiết kế không có căn cứ. . . . . . . . . . . 40

Phụ lục C. Độ dày thành vỏ. . . . . . . . . . 49

Phụ lục D Chuyển đổi Đơn vị. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Người giới thiệu . . . . . . . . . .......... . . . . . . . . . . . . . . . 51

KỸ THUẬT KHOAN NGẦM KÉO ĐƯỜNG ỐNG THÉP CẮT NGANG ĐƯỜNG SẮT VÀ ĐƯỜNG CAO TỐC

1 Phạm vi

1.1 Tổng quát

Đường ống thép cắt ngang đường sắt và đường cao tốc, nhấn mạnh chính đến các điều khoản về an toàn công cộng. Nó bao gồm thiết kế, lắp đặt, kiểm tra và thử nghiệm cần thiết để đảm bảo giao cắt an toàn của đường ống thép dưới đường sắt và đường cao tốc. Các điều khoản áp dụng cho việc thiết kế và xây dựng các đường ống thép hàn dưới đường sắt và đường cao tốc. Các quy định của thực tiễn này được xây dựng để bảo vệ cơ sở đi ngang qua đường ống, cũng như cung cấp thiết kế phù hợp để lắp đặt và vận hành đường ống một cách an toàn.

1.2 Ứng dụng

Các quy định ở đây phải được áp dụng cho việc xây dựng các đường ống ngầm đi qua đường sắt và đường cao tốc và việc điều chỉnh các đường ống hiện có đi qua đường sắt hoặc đường cao tốc. Thực tiễn này không nên được áp dụng trở về trước. Nó cũng không nên áp dụng cho các đường ống theo hợp đồng xây dựng vào hoặc trước ngày ấn bản này có hiệu lực. Nó cũng không nên được áp dụng cho các giao cắt được khoan định hướng hoặc cho các đường ống được lắp đặt trong các đường hầm tiện ích.

1.3 Loại đường ống

Thực hành này áp dụng cho các đường ống thép hàn.

1.4 Các quy định về an toàn công cộng

Các điều khoản chú trọng chính đến an toàn công cộng. Các điều khoản quy định trong thực tiễn này cung cấp đầy đủ sự an toàn trong các điều kiện thường gặp trong ngành công nghiệp đường ống. Yêu cầu đối với các điều kiện bất thường hoặc bất thường không được thảo luận cụ thể, cũng như tất cả các chi tiết về kỹ thuật khoan ngang qua đường sắt và đường cao tốc và xây dựng không được cung cấp. Các quy định hiện hành của tỉnh, huyện, thành phố trực thuộc trung ương và các cơ quan quản lý có thẩm quyền đối với cơ sở được vượt qua sẽ được tuân thủ trong quá trình thiết kế và xây dựng đường ống.

1.5 Chấp thuận cho Giao lộ

Trước khi xây dựng đường ngang qua đường ống, nên sắp xếp với đại lý được ủy quyền của cơ sở được giao.

4 Băng qua giao lộ

4.1 Kiểu giao nhau

Quyết định sử dụng đường ống có vỏ bọc phải được dự đoán dựa trên việc xem xét cẩn thận các ứng suất đặt ra đối với đường ống không có vỏ bọc, so với những khó khăn tiềm ẩn liên quan đến việc bảo vệ đường ống có vỏ bọc khỏi bị ăn mòn. Phần này tập trung đặc biệt vào việc thiết kế các đường ống vận chuyển không bị lệch để thích ứng một cách an toàn với các ứng suất và biến dạng đặt ra tại các điểm giao cắt với đường sắt và đường cao tốc. Các điều khoản áp dụng cho việc thiết kế và xây dựng các đường ống thép hàn dưới đường sắt và đường cao tốc.

4.2 Yêu cầu chung

4.2.1 Đường ống vận chuyển phải càng thẳng càng tốt và phải có giá đỡ bằng đất đồng nhất cho toàn bộ chiều dài của đường giao nhau.

4.2.2 Ống dẫn phải được lắp đặt sao cho giảm thiểu khoảng trống giữa ống và đất liền kề.

4.2.3 Đường ống vận chuyển phải được hàn theo các phiên bản mới nhất được phê duyệt của Tiêu chuẩn API 1104, Hàn đường ống và các thiết bị liên quan, và ASME B31.4 hoặc B31.8, tùy theo điều kiện nào áp dụng được.

4.3 Vị trí và Căn chỉnh

4.3.1 Góc giao nhau giữa đường ống giao cắt và đường sắt hoặc đường cao tốc được băng qua phải càng gần 90 độ càng tốt. Trong mọi trường hợp, nó phải nhỏ hơn 30 độ.

4.3.2 Cần tránh những chỗ băng qua địa hình ẩm ướt hoặc đá và những nơi cần phải có vết cắt sâu nếu có thể.

4.3.3 Khe hở dọc và ngang giữa đường ống và kết cấu hoặc công trình tại chỗ phải đủ để cho phép bảo dưỡng đường ống và kết cấu hoặc công trình.

4.4 Nắp đậy

4.4.1 Giao cắt đường sắt

Đường ống vận chuyển dưới đường ray xe lửa phải được lắp đặt với độ che phủ tối thiểu, được đo từ đầu ống đến chân đường ray:

Vị trí Che phủ tối thiểu

a) Theo cấu trúc theo dõi thích hợp. 6 ft (1,8 m)

b) Dưới tất cả các bề mặt khác trong phạm vi quyền ưu tiên hoặc tính từ đáy mương. 3 ft (0,9 m)

c) Đối với đường ống vận chuyển HVL, từ đáy mương. 4 ft (1,2 m)

4.4.2 Giao lộ đường cao tốc

Đường ống vận chuyển dưới đường cao tốc phải được lắp đặt với lớp che phủ tối thiểu, được đo từ đỉnh ống đến đỉnh bề mặt.

Vị trí Che phủ tối thiểu

a) Dưới mặt đường thích hợp. 4 ft (1,2 m)

b) Dưới tất cả các bề mặt khác trong phần đường bên phải. 3 ft (0,9 m)

c) Đối với đường ống vận chuyển HVL, từ đáy mương. 4 ft (1,2 m)

4.5 Thiết kế

Để đảm bảo vận hành an toàn, các ứng suất ảnh hưởng đến đường ống ngầm phải được tính đến một cách toàn diện, bao gồm cả ứng suất theo chu vi và ứng suất dọc. Quy trình thiết kế bao gồm các bước sau:

a) Bắt đầu với độ dày thành ống cho đường ống có đường kính nhất định đến gần đường giao nhau. Xác định đường ống, đất, cấu tạo và đặc điểm hoạt động.

b) Sử dụng công thức Barlow để tính ứng suất chu vi do áp suất bên trong, SHi (Barlow). Kiểm tra SHi (Barlow) so với giá trị tối đa cho phép.

c) Tính ứng suất chu vi do tải trọng đất, SHe.

d) Tính toán tải trọng bên ngoài, w và xác định hệ số tác động thích hợp, Fi.

e) Tính ứng suất theo chu kỳ, ΔSH, và ứng suất dọc theo chu kỳ, ΔSL do hoạt tải.

f) Tính ứng suất ngoại tiếp do áp suất bên trong, SHi.

g) Kiểm tra ứng suất hiệu quả, Seff như sau:

1) Tính các ứng suất chính, S1 theo hướng chu vi, S2 theo hướng dọc và S3 theo hướng xuyên tâm.

2) Tính ứng suất hiệu quả, Seff.

3) Kiểm tra bằng cách so sánh Seff với ứng suất cho phép, SMYS × F.

h) Kiểm tra mỏi các mối hàn như sau:

1) Kiểm tra độ mỏi mối hàn bằng cách so sánh ΔSL với giới hạn mỏi mối hàn theo chu vi, SFG × F.

2) Kiểm tra mỏi mối hàn dọc bằng cách so sánh, ΔSH với giới hạn mỏi mối hàn dọc, SFL × F.

i) Nếu bất kỳ lần kiểm tra nào không thành công, hãy sửa đổi các điều kiện thiết kế trong Mục a một cách thích hợp và lặp lại các bước trong Mục b đến h.

4.6 Tải trọng

4.6.1 Yêu cầu chung

4.6.1.1 Đường ống dẫn tại một điểm giao cắt không nghiêng sẽ phải chịu cả tải trọng bên trong do điều áp và tải trọng bên ngoài từ lực đất (tải trọng chết) và giao thông đường bộ hoặc đường cao tốc (tải trọng sống). Một hệ số tác động nên được áp dụng cho tải trọng trực tiếp. Các phương pháp đề xuất để tính toán các tải trọng này và các yếu tố tác động được mô tả trong các phần phụ sau đây.

4.6.1.2 Các tải trọng khác có thể xuất hiện do biến động nhiệt độ do thay đổi theo mùa; lực căng dọc do tác dụng cuối; biến động liên quan đến điều kiện vận hành đường ống, tải trọng bề mặt bất thường liên quan đến thiết bị chuyên dụng; và các biến dạng mặt đất phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn như đất bị co lại và trương nở, sương giá bốc lên, mất ổn định cục bộ, nổ mìn gần đó và phá hoại bởi các cuộc khai quật lân cận. Có thể kể đến ứng suất đường ống do dao động nhiệt độ gây ra. Tất cả các tải khác là kết quả của các điều kiện đặc biệt.

Các tải trọng có tính chất này phải được đánh giá trên cơ sở cụ thể tại địa điểm và do đó, nằm ngoài phạm vi của điều này. Mô tả cách ứng suất của đường ống có thể bị ảnh hưởng bởi các khúc uốn dọc và tees trong vùng lân cận của đường giao nhau, và họ đưa ra các phương trình để đánh giá các tác động đó.

4.6.2 Tải bên ngoài

4.6.2.1 Tải trọng đất

Tải trọng đất là lực do trọng lượng của đất bên trên truyền lên đầu ống. Trái đất tải trọng được tính toán theo các quy trình đã được áp dụng rộng rãi trong thực tế đối với ống dẫn mương. Các thủ tục như vậy đã được sử dụng trong thiết kế đường ống trong nhiều năm và đã được đưa vào các thông số kỹ thuật được nhiều các tổ chức nghề nghiệp.

4.6.2.2 Tải trực tiếp

4.6.2.2.1 Giao cắt với đường sắt

Giả thiết rằng đường ống phải chịu tải từ một đoàn tàu như sẽ được áp dụng trên một trong hai đường ray. Để tải đồng thời cả hai đường ray, các hệ số gia tăng ứng suất đối với ứng suất dọc và ứng suất theo chu kỳ tuần hoàn được sử dụng. Đường giao cắt được giả định là hướng 90 độ so với đường sắt và là đường giao nhau kiểu kè. Kiểu định hướng này thường được ưa chuộng trong xây dựng đường ống mới và có khả năng dẫn đến ứng suất đường ống lớn hơn liên kết với đường ống giao nhau ở góc xiên với đường sắt.

4.6.2.2.2 Giao cắt đường cao tốc

Giả thiết rằng đường ống chịu tải trọng từ hai xe tải đi trên các làn đường liền kề, sao cho có hai bộ trục song song hoặc trục đơn thẳng hàng với nhau. Đường giao nhau được giả định là hướng 90 độ so với đường cao tốc và là đường giao nhau kiểu kè. Kiểu định hướng này thường được ưa chuộng trong xây dựng đường ống mới và có khả năng dẫn đến ứng suất đường ống lớn hơn những liên kết với đường ống giao nhau theo góc xiên với đường cao tốc.

4.6.3 Tải trọng bên trong

Tải trọng bên trong được tạo ra bởi áp suất bên trong, p, tính bằng pound trên inch vuông (psi) hoặc kilopascal (kPa). Áp suất vận hành tối đa cho phép, MAOP hoặc áp suất vận hành tối đa, MOP nên được sử dụng trong thiết kế.

4.7 Ứng suất

4.7.1 Yêu cầu chung

Để biết thông tin chi tiết về các phương pháp được sử dụng để phát triển các phương pháp thiết kế và các đường cong thiết kế để xác định nhấn mạnh.

4.7.2 Ứng suất do tải trọng bên ngoài

Tải bên ngoài lên đường ống mang sẽ tạo ra cả ứng suất theo chu vi và ứng suất dọc. Các quy trình khuyến nghị để tính toán từng thành phần của các ứng suất này phải tuân theo. Giả thiết rằng tất cả các tải bên ngoài được truyền theo phương thẳng đứng qua một cung 90 độ có tâm trên thân ống và được chống lại bằng phản lực thẳng đứng phân bố trên cung 90 độ có tâm trên phần ngược ống.

4.7.2.1 Ứng suất do tải trọng của đất

Ứng suất chu vi tại phần đảo đường ống do tải trọng đất gây ra. SHe (psi hoặc kPa), được xác định như sau: trong đó

KHe là hệ số độ cứng đối với ứng suất chu vi do tải trọng đất.

Be là hệ số chôn lấp của tải trọng đất.

Ee là hệ số đào đối với tải trọng đất.

γ là đơn vị trọng lượng của đất, tính bằng lb / in.3 hoặc kN / m3.

D là đường kính ngoài của ống, in. Hoặc m.

Khuyến nghị nên lấy γ là 120 lb / ft3 (18,9 kN / m3) (tương đương với 0,069 lb / in.3) cho hầu hết các loại đất trừ khi giá trị cao hơn được chứng minh dựa trên dữ liệu thực địa hoặc phòng thí nghiệm.

Hệ số độ cứng của tải trọng đất, KHe, tính đến tương tác giữa đất và ống và phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dày thành ống với đường kính, tw / D, và môđun phản ứng của đất, E '. Hình 3 cho thấy KHe được vẽ cho các E 'khác nhau, như một hàm của tw / D. Giá trị của E 'thích hợp cho cấu tạo của máy khoan ngang có thể nằm trong khoảng từ 0,2 đến 2,0 kips / in.2 (1,4 đến 13,8 mPa). Khuyến nghị nên chọn E 'là 0,5 kips / in.2 (3,4 mPa), trừ khi giá trị cao hơn được nhà thiết kế đánh giá là phù hợp hơn. Bảng A-1 trong Phụ lục A đưa ra các giá trị điển hình cho E '.

Hệ số chôn lấp, Be, được trình bày dưới dạng một hàm của tỷ số giữa chiều sâu ống trên đường kính khoan, H / Bd đối với các điều kiện đất khác nhau. Nếu đường kính khoan không rõ hoặc không chắc chắn tại thời điểm thiết kế, khuyến nghị rằng Bd được lấy là D + 2 in. (51 mm). Đối với công trình xây dựng có rãnh và các công trình mới được xây dựng trên các đường ống hiện có, Bd = D có thể được giả định, thừa nhận rằng sự nén chặt của đất trong rãnh sẽ dẫn đến giá trị E 'cao hơn so với giá trị đối với lắp đặt khoan nhồi.

Hệ số đào, Ee, được trình bày dưới dạng hàm của tỷ số giữa đường kính khoan trên đường kính ống.

Nếu đường kính khoan không rõ hoặc không chắc chắn tại thời điểm thiết kế, thì Ee phải được giả định bằng 1,0. Đối với rãnh xây dựng và các cấu trúc mới được xây dựng trên các đường ống hiện có, Ee có thể được giả định bằng 1,0.

4.7.2.2 Ứng suất do tải trọng trực tiếp

4.7.2.2.1 Tải trọng trực tiếp trên bề mặt

Tải trọng trực tiếp của đường sắt bên ngoài là tải trọng của phương tiện, w, tác dụng lên bề mặt của đường giao nhau. Khuyến nghị sử dụng Cooper E-80 tải w = 13,9 psi (96 kPa), trừ khi các tải được biết là lớn hơn. Đây là tải trọng do sự phân bố đồng đều của bốn trục 80 kip (356-kN) trên diện tích 20 ft x 8 ft (6,1 m x 2,4 m).

Tải trọng trực tiếp bên ngoài đường cao tốc, w, là do tải trọng bánh xe, P, tác dụng lên bề mặt đường. Đối với thiết kế, chỉ cần xem xét tải trọng từ một trong các bộ bánh xe. Tải trọng bánh xe thiết kế phải là tải trọng bánh tối đa từ trục đơn của xe tải, Ps hoặc tải trọng bánh tối đa từ bộ trục song song của xe tải, Pt. Hình 6 cho thấy các phương pháp chuyển đổi tải trọng trục thành tải trọng bánh đơn tương đương Ps và Pt. Ví dụ, một xe tải có tải trục đơn là 24 kips (106,8 kN) sẽ có tải trọng bánh đơn thiết kế là Ps = 12 kips (53,4 kN) và xe tải có tải trục song song là 40 kips (177,9 kN) sẽ có Tải trọng bánh xe song song thiết kế là Pt = 10 kips (44,5 kN). Tải trọng bánh xe trục đơn tối đa được khuyến nghị cho thiết kế là Ps = 12 kips (53,4 kN). Tải trọng bánh xe trục đôi tối đa được khuyến nghị cho thiết kế là Pt = 10 kips (44,5 kN). Quyết định xem tải trục đơn hay trục kép là quan trọng hơn phụ thuộc vào đường kính ống vận chuyển, D; độ sâu chôn lấp, H; và liệu mặt đường có vỉa hè dẻo, không có vỉa hè hoặc có vỉa hè cứng. Đối với tải thiết kế được khuyến nghị là Ps = 12 kips (53,4 kN) và Pt = 10 kips (44,5 kN), các trường hợp cấu hình trục quan trọng đối với các loại mặt đường, độ sâu chôn lấp và đường kính ống khác nhau được đưa ra.

Áp suất bề mặt thiết kế được áp dụng, w (lb / in.2 hoặc kN), sau đó được xác định như sau:

(2) ở đâu

P là tải trọng bánh xe đơn thiết kế, Ps, hoặc tải trọng bánh xe song song thiết kế, Pt, tính bằng lbs (kN).

Ap là diện tích tiếp xúc mà tải trọng bánh xe tác dụng lên; Ap được lấy là 144 in.2 (0,093m2).

Đối với tải trọng thiết kế được khuyến nghị là Ps = 12 kips = 12.000 lbs (53,4 kN) và Pt = 10 kips = 10.000 lbs (44,5 kN), áp lực bề mặt thiết kế được áp dụng như sau:

a) Tải một trục: w = 83,3 psi (574 kPa).

b) Tải trục song song: w = 69,4 psi (479 kPa).

Đối với tải trọng bánh xe thiết kế khác với mức tối đa khuyến nghị, tham khảo Phụ lục A.

4.7.2.2.2 Yếu tố tác động

Khuyến nghị rằng tải trọng sống được tăng lên bởi một hệ số tác động, Fi, là một hàm của độ sâu chôn lấp, H, của đường ống dẫn tại điểm giao cắt. Hệ số tác động đối với cả điểm giao cắt của đường sắt và đường cao tốc được thể hiện bằng đồ thị. Các hệ số tác động là 1,75 đối với đường sắt và 1,5 đối với đường cao tốc, mỗi yếu tố giảm 0,03 mỗi ft (0,1 trên m) ở độ sâu dưới 5 ft (1,5 m) cho đến khi hệ số tác động bằng 1,0.

4.9 Định hướng các mối hàn dọc tại các điểm giao cắt của đường sắt và đường cao tốc

Việc kiểm tra thiết kế chống lại mỏi mối hàn dọc trong thực tế được khuyến nghị này dựa trên giá trị lớn nhất của ứng suất theo chu kỳ, ΔSH. Do đó, nếu việc kiểm tra thiết kế chống mỏi mối hàn dọc đạt yêu cầu thì việc định vị mối hàn ở bất kỳ vị trí nào cũng được chấp nhận. Tuy nhiên, có thể thuận lợi khi xem xét định hướng theo chu vi của các mối hàn đường ống trong quá trình thi công. Vị trí tối ưu của tất cả các mối hàn dọc là ở vị trí 45, 135, 225 hoặc 315 độ với mão ở vị trí 0 độ. Đối với bất kỳ dự án khoan ngang định hướng nào trong số này, Công thức 3 và 5 sẽ dự đoán các giá trị bảo toàn của ứng suất chu kỳ theo chu kỳ. Do đó, các vị trí mối hàn tối ưu được liệt kê này cung cấp thêm một biên độ an toàn chống lại mỏi mối hàn dọc.

4.10 Vị trí của các mối hàn dầm tại các điểm giao cắt với đường sắt

Vị trí tối ưu của mối hàn chu vi tại các điểm giao cắt với đường sắt là ở khoảng cách, LG, ít nhất là 10 ft (3 m) so với đường tâm của đường ray đối với một đường ray băng qua. Như đã chỉ ra trong 4.8.2.1.1, có thể nhận được sự giảm đáng kể giá trị của ứng suất dọc theo chu kỳ trong trường hợp này. Không được tính đến hệ số giảm đối với kiểm tra mỏi khi đánh giá các điểm giao cắt của đường ống bên dưới hai hoặc nhiều đường ray liền kề. Không có hệ số giảm nào được thực hiện đối với việc kiểm tra mỏi liên quan đến các điểm giao cắt trên đường cao tốc. Vị trí thay đổi của giao thông đường cao tốc làm cho việc xác định vị trí các mối hàn chu vi là không thực tế để có được hiệu ứng tải trọng theo chu kỳ tối thiểu.

5 Đường cắt ngang

5.1 Ống mang được lắp trong vỏ

Quy trình thiết kế vỏ bọc bên dưới các điểm giao cắt với đường sắt và đường cao tốc đã được thiết lập và sử dụng trong thực tế trong nhiều năm. Vỏ có thể được tráng hoặc để trần.

5.2 Vỏ bọc cho đường giao nhau

Vật liệu thích hợp cho vỏ bọc là đường ống dây chuyền mới hoặc đã qua sử dụng, đường ống loại bỏ nhà máy, hoặc các loại hàng hóa hình ống thép có sẵn khác, bao gồm cả vỏ bọc được chia theo chiều dọc.

5.3 Đường kính bên trong tối thiểu của vỏ

Đường kính bên trong của ống vỏ phải đủ lớn để tạo điều kiện lắp đặt ống mang, để cung cấp cách nhiệt thích hợp cho việc duy trì bảo vệ catốt và ngăn truyền tải bên ngoài từ vỏ sang ống mang. Đường ống vỏ phải lớn hơn đường ống danh nghĩa ít nhất hai cỡ ống.

5.4 Độ dày của tường

5.4.1 Giao cắt nhàm chán

Chiều dày danh nghĩa tối thiểu của thành ống đối với ống vỏ thép trong các đường cắt ngang phải bằng hoặc vượt quá các giá trị nêu trong Phụ lục C.

5.4.2 Giao lộ rãnh hở

Nếu các yêu cầu của 5.7 được đáp ứng tại các vị trí lắp đặt có rãnh hoặc rãnh hở, thì có thể sử dụng chiều dày danh nghĩa tối thiểu của thành vỏ thép đối với các đường cắt ngang trong Phụ lục C. Nếu không thể đáp ứng các yêu cầu của 5.7, thì nên sử dụng việc lắp đặt vỏ ở độ sâu lớn hơn, sử dụng đường ống có vỏ tường nặng hơn, chèn lấp ổn định hoặc các phương pháp được chấp nhận khác.

5.5 Yêu cầu chung

5.5.1 Ống vách không được có vật cản bên trong, càng thẳng càng tốt và phải có lớp đệm đồng nhất cho toàn bộ chiều dài của đường giao nhau. Ngoài việc có thể nén chặt thích hợp, lớp đệm và chất lấp đầy phải có chất lượng thích hợp để tránh làm hỏng đường ống và / hoặc lớp phủ của ống.

5.5.2 Ống vách phải được lắp đặt với ống bao càng nhỏ càng tốt để giảm thiểu khoảng trống giữa ống và đất liền kề.

5.5.3 Ống vỏ thép phải được nối hoàn toàn để đảm bảo vỏ liên tục từ đầu đến cuối

 

Xem thêm Lắp đặt cơ sở hạ tầng đường ống ngầm ngang qua đường HDD