Фундамент под газоперекачивающий агрегат

Обновлено: 08.05.2024

Приемку фундаментов выполняют специалисты монтажной организации совместно с представителями заказчика и строительной организации, а также завода - поставщика оборудования. Производится проверка качества бетона фундамента в отношении его монолитности и на отсутствие трещин, раковин, сколотых мест. Строительная организация при сдаче фундаментов приемочной комиссии представляет исполнительную схему фундамента с нанесенными на ней:

проектными и фактическими размерами фундаментов;

расположением закладных частей;

расположением колодцев под анкерные или фундаментные болты;

Перед приемкой фундамента в первую очередь устанавливают репер в виде шаброванной площадки размером 120х120 мм, которую располагают в непосредственной близости от периметра или закрепляют в бетоне фундамента. Репером может являться опора колонны цеха или другое металлическое тело, заделанное в фундамент. Репер является контрольной точкой для вычисления высоты применяемого фундамента, вычисления размеров осей фундамента, а также размеров до анкерных болтов и расположенных закладных.

При приемке фундаментов проверяется соответствие фундамента проекту. Оси и реперы должны быть расположены таким образом, чтобы они не были закрыты монтируемым оборудованием. Затем проверяют габаритные размеры фундамента относительно основных осей. Далее устанавливают правильность выполнения колодцев для фундаментных болтов, отвесность и привязку их к основным осям фундамента с помощью струн, отвесов и рулетки, а также чистоту и перпендикулярность мест установки анкерных плит. Проверяют соответствие высотных отметок опорных поверхностей.

При строительстве зданий с сохранением мерзлого состояния грунтов основания применяются в основном столбчатые и свайные фундаменты. Это позволяет уменьшить площадь смерзания грунта с фундаментом в пределах деятельного слоя и создает возможность их заанкеривания в слое вечномерзлого грунта, залегающего ниже деятельного слоя.

Столбчатые фундаменты изготовляются из бетона или железобетона с башмаками или без башмаков, что определяется расчетом по выпучиванию. Сваи изготовляются из различных материалов (деревянные, железобетонные, из бурообсадных труб, заполненных бетоном, и т. д.), различного сечения и формы.

Глубина заложения столбчатых фундаментов под стены и колонны зданий, возводимых на непучинистых грунтах, кроме скальных, должна быть для деревянных стен не менее 0,5 м, а для каменных не менее 0,75 м ниже поверхности планировки.

На пучинистых грунтах, которые промерзают в период эксплуатации зданий и сооружений, фундаменты закладываются не менее 0,5 м ниже расчетной поверхности вечномерзлых грунтов для деревянных стен и не менее 1 м для стен каменных.

Нормативная сила, удерживающая фундамент от выпучивания вследствие смерзания его с вечномерзлым грунтом или вследствие трения фундамента о талый или сыпучемерзлый грунт, определяется специальным расчетом.

Опыт строительства в ряде районов Севера показывает, что в местах ввода в здание инженерных коммуникаций, оттаивание грунтов под ними достигает более 2 м. Это обстоятельство обязывает глубину заложения фундаментов в местах ввода увеличивать на 2 м больше обычной. Строительные организации Норильска и других северных районов для обеспечения необходимой прочности грунтов в основании под капитальными зданиями и сооружениями увеличивают глубину заложения фундаментов.

Эти мероприятия, как показывает практика, позволяют значительно уменьшить вероятность деформаций зданий, стоимость же возведения фундаментов при этом увеличивается незначительно.

При наличии погребенного льда или значительного его включения в грунтах в основании монолитных фундаментов необходимо устраивать песчаные подушки из сухого крупно- или среднезернистого песка толщиной не менее 0,2 м, чтобы не допустить глубокого оттаивания грунта в основании при укладке и прогреве бетонной смеси.

Строители Якутска в этих случаях применяли в нижней части ростверки из дерева. Как показала практика строительства в Красноярском крае и других районах, при увеличении для этой цели глубины котлована под фундамент значительно возрастает объем земляных работ и стоимость фундамента.

На наш взгляд, укладка ростверка из дерева является излишней, так как при укладке фундамента непосредственно на мерзлый грунт или при использовании песчаной подушки толщиной 0,2 м электропрогрев бетона для набора необходимой прочности, как правило, не вызывает существенных осадок, а мерзлое состояние оттаявшего грунта восстанавливается еще до возведения зданий.

При возведении столбчатых фундаментов из монолитного бетона большую трудность представляет его укладка и обеспечение набора прочности, особенно в зимнее время. Строители Якутска в ряде случаев для прогрева уложенного бетона применяли пар, а это связано с необходимостью устройства двойной опалубки и укладки паропроводных труб от парокотельной до строящегося объекта.

Более экономичным способом для прогрева уложенного бетона является электропрогрев, но набор прочности бетона при этом способе прогрева достигает только около 70% от R28.

Для получения проектной марки бетона в конструкции целесообразно в ряде случаев увеличить марку бетона. Бетонирование фундаментов в распор с грунтом стенок котлована требует большого внимания. Так в Норильске столбовые фундаменты при этом способе местами оказались зауженными на 50% от размеров, предусмотренных проектом. Прочность бетона на участках, прилегающих к стенкам котлована, была ниже проектной.

Столбовые сборные фундаменты из отдельных бетонных элементов также не нашли применения из-за трудности замоноличивания стыков бетонных элементов в зимнее время.

Изложенные примеры свидетельствуют о том, что высокая стоимость и трудоемкость устройства таких фундаментов, особенно в зимнее время, делает нерентабельным строительство бескаркасных промышленных и жилых зданий на таких фундаментах.

В целях устранения недостатков в возведении фундаментов из бетона, укладываемого в подготовленные котлованы, и ускорения возведения фундаментов целесообразно применять столбовые железобетонные фундаменты в виде колонн, изготовляемых индустриальным методом в заводских условиях. Установка железобетонных колонн в подготовленные котлованы осуществляется с помощью крана.

Рисунок 2.1 - Установка ГПА Ц-16 на фундамент

Высоту отметок установочных подкладок или верхних плит-оголовков колонн фундаментов замеряют с помощью нивелира или гидростатического уровня. Результаты проверки высотных отметок учитывают при выборе толщины постоянных прокладок под фундаментные рамы оборудования.

Перед монтажом оборудования на поверхности фундамента следует сделать насечки для разрушения поверхностной бетонной пленки. Эта насечка позволит улучшить схватывание бетона фундамента и бетонной смеси подливки. После нанесения просечки поверхность фундамента необходимо продуть и промыть водой.

Приемка фундамента оформляется актом, акт подписывается строительной организацией, заказчиком, представителем завода-изготовителя ГПА.

Монтаж блока нагнетателя и турбины на фундамент

Монтажные работы блока нагнетателя и турбины выполняются специализированными монтажными организациями по специально разработанным проектам производства работ и инструкциям заводов-изготовителей или фирм поставщиков оборудования. Организация монтажных работ должна базироваться на принципах комплектно-блочного и крупноблочного монтажа на основе полной заводской готовности оборудования, изготовляемого в заводских условиях, поставке оборудования укрупненными узлами и блоками с заводов и производственных баз монтажных организаций.

Для монтажа основного тяжелого и крупногабаритного оборудования используют краны достаточной грузоподъемности.

При монтаже газоперекачивающего агрегата, как правило, сначала на фундаменте устанавливают нагнетатель, а затем монтируют турбогруппу и вспомогательное оборудование. Монтируемое оборудование сначала устанавливают на деревянные бруски, а затем при помощи домкратов помещают на постоянные площадки: клиновые или плоские.

В последнее время всё большее применение находят сферические площадки. Их применение резко снижает объем подготовительных работ, связанных с подготовкой площадок как клиновых, так и плоских.

Монтаж нагнетателя выполняют кранами соответствующей грузоподъемности. Корпус нагнетателя устанавливают по оси фундамента на клиновые прокладки, расположенные на закладных деталях фундамента.

Рисунок 2.2 – Установка нагнетателя на фундамент:

1 – нагнетатель; 2 – фундамент; 3 – анкернвя стяжка; 4 – закладная плита; 5 – клиновые прокладки

Клиновые прокладки устанавливают по обе стороны каждого фундаментного болта согласно чертежу. Прокладки должны быть попарно и чисто обработаны, не иметь забоин и плотно прилегать одна к другой. К опорной поверхности закладной плиты (установочной подкладки) и опорной поверхности рамы нагнетателя прокладки должны прилегать не менее чем на 80% своей площади. Пригонку клиньев во время установки под агрегат проверяют щупом толщиной 0,03 мм, а плотность их посадки - ударом молотка по звуку.

Рисунок 2.3 – Прокладки установочные (опорные):

1 – фундамент; 2 – болт анкерный; 3 – рама; 4 – прокладки плоские; 5 – прокладки плоские сферические; 6 – клиновые прокладки; 7 – подливка бетоном

Далее, в отверстия рамы устанавливают фундаментные стяжки (анкерные болты). Анкерные болты должны занимать отвесное положение и не касаться стенок анкерных колодцев.

При установке нагнетателя проверяют горизонтальность установки корпуса в двух взаимно перпендикулярных направлениях по уровню, укладываемому на разъем корпуса подшипника. Отклонение от горизонтальности допускается не более 0,1 мм на 1 м. При предварительной установке нагнетателя проверяют нивелиром расстояние от разъема корпуса подшипника до высотной отметки, нанесенной на фундаменте; отклонение положения разъема от проектной высотной отметки не должно превышать ± 3 мм. Выверку нагнетателя проводят при помощи специальных отжимных болтов. Регулировка положения нагнетателя относительно проектной высотной отметки осуществляется подбивкой клиньев. Далее проверяют положение осей всасывающего и нагнетательного патрубков относительно осей фундамента и относительно осей фундаментов разгрузочных опор.

После выполнения указанных проверок, производится подготовка к заливке анкерных болтов, при этом обращают внимание на чистоту колодцев, а при отрицательных температурах наружного воздуха - и на обеспечение температурного режима подливки.

После предварительной установки нагнетателя приступают к монтажу турбогруппы. Монтаж турбоблока выполняется аналогично монтажу нагнетателя. Турбоблок в конечном итоге устанавливают на клинья по продольной и поперечной осям фундамента, ориентируясь на метки, нанесенные на фундаменте, после чего в колодцы закладываются анкерные болты.

После установки рамы турбоблока на клинья необходимо: проверить предварительную центровку между нагнетателем и турбиной (1-й этап); удостовериться, что расстояние от нагнетателя до турбогруппы соответствует чертежам, что обеспечит необходимый разбег промвала; убедиться, что при монтаже турбины не произошло перемещения нагнетателя и сохранены расстояния от патрубков нагнетателя до опор, а также не произошло смещения и разворота нагнетателя вокруг его оси; проверить уклоны нагнетателя и турбины.

Убедившись, что нагнетатель сохранил свое положение, необходимые подрегулировки производят корпусом турбины.

После обеспечения необходимых требований по центровке, высотным отметкам, расстоянию между оборудованием, производят заливку анкерных болтов. При наборе необходимой прочности производят предварительную затяжку анкерных болтов. В процессе затяжки анкерных болтов в обязательном порядке необходимо убедиться, что обеспечена необходимая прочность заливки, для чего необходимо установить индикатор и проверить вытяжку анкерного болта.

Выверку рамы с турбоблоком по высотным отметкам проводят при помощи домкратов и клиньев. Окончательно пространственное положение рамы в горизонтальной плоскости выверяют гидростатическим уровнем. (Замеры производят до присоединения трубопроводов к ГТУ при необтянутых фундаментных болтах). Замеры высотных отметок выполняют при помощи двух головок гидроуровня: одну устанавливают на репер, а другую - поочередно на замеряемые реперные площадки рамы. Результаты измерения сравнивают с данными заводского паспорта или формуляра. При выверке положения рамы в горизонтальной плоскости используют требование обеспечения повторяемости результатов сборки в заводских условиях и на монтаже. При этом обеспечивается в допускаемых пределах необходимое положение корпусов и уклона роторов и обеспечение зазоров в проточных частях турбогруппы в пределах, указанных в заводских формулярах. При помощи клиньев и обтяжки фундаментных болтов необходимо добиться, чтобы результаты замеров не отличались от заводских более чем на ± 0,03 мм. После проведения предварительной затяжки проводят вторично проверку центровки турбины и нагнетателя и, если они остались без изменений, проводят ещё раз выверку рамы и приступают к окончательному затягиванию фундаментных болтов, обеспечивая при этом плотность посадки в узлах - рама, клинья, закладные пластины. После окончательной затяжки фундаментных болтов и стабильности показателей гидроуровня и центровки производят прихватку клиньев между собой электросваркой с обеих сторон сварным швом длиной не менее 25 мм. При окончательной затяжке анкерных болтов положение цилиндров турбогруппы и показания гидроуровня и центровки не должны изменяться. Момент затяжки обеспечивается специальными динамометрическими ключами. Последовательность и значение момента затяжки указываются в заводских инструкциях и рабочих чертежах фундамента.

Окончательно центровку проверяют после присоединения технологических трубопроводов. Приспособление для центровки снимают только после завершения сварки замыкающих стыков.

Результаты центровки заносят в ремонтный формуляр ГПА. По окончании центровки устанавливают зубчатую муфту (промвал) между силовой турбиной и нагнетателем.

Все современные типы ГПА оснащены системами автоматики, обеспечивающими пуск и работу агрегата в автоматическом режиме, имеют защиту при возникновении аварийных режимов, сигнализацию о неисправностях, автоматическое поддержание заданной температуры и давления масла при аварийной остановке агрегата и другие конструктивные особенности, обеспечивающие надежность эксплуатации.

Газоперекачивающие агрегаты (ГПА) — это сложные энергетические установки, предназначенные для компримирования природного газа, поступающего на компрессорную станцию по магистральному газопроводу .

ДЛЯ ЧЕГО ОНИ НУЖНЫ?

Задача газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях — повышение давления голубого топлива до заданной величины. Для транспортировки газа по магистральным газопроводам применяют ГПА с газотурбинными авиационными и судовыми, а также электрическими двигателями. Наиболее распространённым приводом является газотурбинный.

Рабочий процесс газотурбинных агрегатов осуществляется в несколько этапов. Перекачиваемый газ по газопроводу через всасывающий трубопровод ГПА поступает в центробежный нагнетатель. Здесь происходит компримирование газа и его подача в нагнетательный коллектор компрессорной станции. Приводом механизма сжатия газа как раз является газотурбинный двигатель, использующий в качестве топлива очищенный и приведенный к рабочему давлению перекачиваемый газ. Очищенный атмосферный воздух поступает на вход газотурбинного двигателя, снабженного традиционными техническими средствами подготовки и сжигания топливовоздушной смеси. Продукты сгорания, имеющие высокую температуру и давление и, следовательно, обладающие большой энергией, формируют газовый поток, энергия которого, в конечном итоге, преобразуется в механическую работу. Именно она и используется для приведения в действие центробежного нагнетателя. При движении газового потока через проточную часть газотурбинного двигателя уменьшается его энергия, и снижаются температура и давление. После этого отработанный газ через выхлопную систему выходит в атмосферу.

Конструкция агрегатов и уровень их автоматизации обеспечивают работоспособность ГПА без постоянного присутствия персонала. Агрегаты могут работать в климатических зонах с температурой окружающего воздуха от — 55 до + 45 градусов по Цельсию.

Устройство газоперекачивающего агрегата с авиаприводом

КАК ОНИ УСТРОЕНЫ?

Основные элементы газоперекачивающего оборудования — это нагнетатель природного газа (компрессор) и его привод, всасывающее и выхлопное устройства, маслосистема, топливовоздушные коммуникации, автоматика и вспомогательное оборудование.

Классификацию ГПА осложняет многообразие конструкций установок. Однако их можно сгруппировать по функциональному признаку, принципу действия и типу привода.
Функциональный признак определяет область применения агрегатов — на головных, линейных или дожимных компрессорных станциях . Принцип действия ГПА — объемный или динамический — важен при определении производительности КС . По типу привода агрегаты подразделяются на установки с использованием авиационных, электрических и судовых двигателей.

КАК У НАС?

В ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» эксплуатируется 12 компрессорных станций с 10 типами газоперекачивающих агрегатов. ГПА оснащены различными видами двигателей: газотурбинными авиационными и судовыми, а также электрическими. Всего в работе на компрессорных станциях Общества 113 газотурбинных установок. Их общая установленная мощность более 1000 МВт. Большая часть ГПА оснащена авиационными двигателями. Мощность агрегатов варьируется от 4 до 18 МВт. Самые мощные ГПА эксплуатируются на ДКС-1.

К
фундаментам
перекачивающих
агрегатов
предъявляются более жесткие требования по сравнению
с фундаментами зданий, что объясняется большими
динамическими
нагрузками
на
фундаменты
и
минимальными допусками на горизонтальность и
смещение фундаментов.
Поэтому фундаменты перекачивающих агрегатов
должны обладать необходимой статической прочностью
и
малой
чувствительностью
к
динамическим
(вибрационным)
нагрузкам;
малой
амплитудой
колебания или ее отсутствием, или же малой
динамической осадкой.

В практике сооружения насосных и компрессорных
станций
применяют
три
типа
фундаментов
перекачивающих агрегатов:
— массивные,
— рамные;
— свайные.
Тип фундаментов перекачивающих агрегатов НС и КС
зависит
от
многих
причин:
высотной
отметки
расположения перекачивающего агрегата, характера и
прочности грунтов основания и района строительства.

Фундаменты перекачивающих агрегатов насосных и компрессорных станций:
а — массивные монолитные; б — массивные сборно-монолитные; в — рамные; г — свайные на
стойках с массивной плитой; 1— монолитный участок; 2 — блок; 3 — стойки; 4 — рама; 5 — плита;
6 — ГТУ; 7 — нагнетатель

Массивные
фундаменты
конструируют
с
необходимыми
выемками
и
отверстиями
для
отдельных частей оборудования и колодцами для
анкерных болтов. Конфигурация и размеры этого
фундамента в плане зависят от конфигурации и
размеров основания перекачивающих агрегатов.
Массивные фундаменты широко применяют на НС и
КС под насосные и газоперекачивающие агрегаты с
нулевой высотной отметкой или с незначительным
отклонением от нее. Такие фундаменты отличаются
высокой несущей и демпфирующей способностью, т. е.
способностью к гашению колебаний. Массивные
фундаменты выполняют монолитными и реже —
сборно-монолитными.

Фундаменты рамного типа имеют вид стоящего на
фундаментной плите каркаса из ригелей и стоек.
Фундаменты
должны
удовлетворять
условиям
прочности и устойчивости. Конструкция верхней части
фундамента диктуется габаритами машины и
удобством ее обслуживания.
Эти
фундаменты
широко
применяют
для
газоперекачивающих агрегатов, устанавливаемых на
плюсовых высотных отметках до +4,5 м. К таким
агрегатам относятся газоперекачивающие агрегаты с
приводом от стационарных газовых турбин ГТК-10, ГТ6-750, ГТ-750-6.

Фундаменты выполняют из бетона класса не ниже
В12,5 с применением арматуры класса AI-AIII.
Массивные фундаменты армируют только по
поверхности, а также в местах ослабления отверстиями
или приложения сосредоточенных сил. Рамные
фундаменты армируют как стойки и ригели рам по
нормам проектирования железобетонных конструкций.
Фундаменты под оборудование обычно выполняют
монолитными, армируют сварными сетками и
каркасами, опалубку делают из железобетонных
тонких плит, которые впоследствии оставляют в
составе конструкции фундамента.

Сваи представляют собой стержни, погруженные в
грунт или изготовленные в грунте и передающие
нагрузки от сооружения грунту.
Верхние части свай объединяются плитой или
балкой, которые называются ростверком. Ростверк
передает нагрузки от сооружения на сваи и
обеспечивает их совместную работу. Сваи с ростверком
составляют свайный фундамент. В ряде случаев
применяют безростверковые свайные фундаменты, к
ним относят сваи-колонны и одиночные сваи, на
которые надевают специальные оголовки. Свайные
фундаменты проектируют на основе инженерногеологических
и
гидрологических
условий
строительной площадки в соответствии с указаниями

Свайные фундаменты с установкой перекачивающих насосных
агрегатов:
на отметке: а — нулевой; б — выше нулевой; 1 — стальная рама; 2 — свая; 3 —
башмак; 4 — стойка; 5 — оголовок

Фундаменты для технологического оборудования насосных и компрессорных станций:
а — сплошной плитный; б — из песчано-гравийной смеси; в — свайный; г, д, е - свайный
безростверковый: с оголовком из железобетона; стальным и подвижным стаканом; стальным и
неподвижным стаканом; 1 — ростверк; 2 — свая; 3 — бетонная смесь; 4 — оголовок; 5 — уголок; 6 —
подвижный стакан; 7 — неподвижный стакан

Выполнение свайных фундаментов не требует
устройства больших котлованов и траншей. Вместе с
тем сваи позволяют передавать нагрузки на плотные
грунты, лежащие глубоко от поверхности, обладающие
большей несущей способностью, чем грунты, лежащие
вблизи поверхности земли. При соответствующих
способах погружения свай они дополнительно могут
уплотнять слабые грунты.

Применение свайных фундаментов для газоперекачивающих и
насосных агрегатов дает значительные технико-экономические
преимущества:
- малый объем земляных работ при сооружении свайных
фундаментов;
- значительное снижение:
а) расхода бетона;
б) трудоемкости возведения таких фундаментов по сравнению
с трудоемкостью возведения массивных и рамных монолитных
железобетонных фундаментов. Даже по сравнению с трудовыми
затратами при сооружении модернизированных рамных
фундаментов экономия трудовых затрат при сооружении свайных
фундаментов составляет 30 %;
в) сроков возведения фундаментов газоперекачивающих и
насосных агрегатов.

По материалу сваи могут изготовляться:
- железобетонными;
- бетонными;
- стальными;
- деревянными.
Выбор материала свай определяется гидрогеологическими
условиями;
особенностями
возводимого
сооружения;
применяемым для устройства свай оборудованием и другими
факторами.
По способу изготовления и заглубления в грунт различают
следующие виды свай:
- сборные и монолитные;
- забивные;
- вдавливаемые;
- завинчиваемые;
- буроопускные;
- буронабивные, в т.ч. с уплотненным забоем, набивные в
пробивных скважинах, виброштампованные.
Применение различного вида свай должно быть обосновано
технико-экономическими расчетами.

В качестве забивных свай чаще всего используются
железобетонные сваи, они могут применяться
независимо от уровня грунтовых вод и в любых грунтах
при отсутствии включений валунов.
Стальные и деревянные сваи используются редко.
Погружение в грунт забивных свай выполняют при
помощи молотов, вибропогружателей (вибрация
ослабляет сцепление между зернами грунта и между
грунтом и сваей и способствует погружению свай в
грунт),
вибровдавливающих
и
вдавливающих
устройств.
Железобетонные сваи изготовляют сплошного
сечения (квадратные, прямоугольные, круглые и др.) и
пустотелые с открытым или закрытым нижним
концом. Круглые пустотелые сваи большого диаметра
(обычно 100-160 см) называются сваями-оболочками.

Сваи без поперечного армирования ствола
применяют для восприятия вдавливающих нагрузок до
500 кН и горизонтальных нагрузок до 15 кН при
условии полного погружения свай в грунт и в случае,
если часть сваи выступает до 2 м над поверхностью
грунта
и
находится
внутри
помещения
с
положительными температурами.
Сваи
с
поперечным
армированием
ствола
рекомендуется применять для всех видов зданий и
сооружений в любых грунтах для восприятия
вдавливающих, выдергивающих и горизонтальных
нагрузок.

Армирование свай; формы поперечного сечения свай:
свая: а — без поперечного армирования; б — с поперечным армированием; в — сечения свай; 1 —
арматурные сетки; 2 — предварительно напряженный стержень; 3 — арматурная спираль; 4 —
стержни арматурного каркаса; 5 — навивка арматуры в виде спирали

Наряду с забивными сваями достаточно часто
применяют набивные и буронабивные сваи.
Набивные
сваи
изготовляют
в
скважине,
предварительно пробитой в грунте. При пробивке
грунт уплотняется, за счет чего повышается несущая
способность свай. Набивные сваи выполняются
диаметрами до 1,2 м включительно, длиной до 50 м.
Набивные
сваи
различаются
по
способам
изготовления. Так, набивные виброштампованные сваи
изготовляются путем заполнения скважин жесткой
бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде
трубы с заостренным нижним концом и закрепленным
на ней вибропогружателем.

В случае возможного обрушения стенок скважины
применяют набивные сваи с извлекаемой или с
неизвлекаемой оболочкой. При их изготовлении в
пробитую скважину опускается инвентарная труба,
нижний конец которой закрыт бетонной пробкой, в
трубу подается бетонная смесь, и по мере заполнения
трубы бетоном она извлекается из скважины, бетон при
уплотнении вдавливается в грунт. Бетонная пробка
остается под нижним концом сваи. При необходимости
после заполнения бетонной смесью оставляют также и
трубы, которые в этом случае являются оболочкой сваи.

Буронабивные сваи изготовляют в заранее пробуренных
скважинах. По способам изготовления и размерам они
выполняются аналогично набивным сваям.
Набивные и буронабивные сваи могут усиливаться
арматурой. Арматурные каркасы ставят на всю длину или
только в верхней части сваи. Выпуски арматуры позволяют
обеспечить связь свай с ростверком.
Недостатком набивных и буронабивных свай является
сложность контроля за качеством выполненных свай.
Пробные раскопки свай иногда выявляют, что бетон свай
расчленен осыпавшимся со стенок скважины грунтом,
особенно часто это случается при выполнении свай малого
диаметра, а оставлять в грунте инвентарные трубы дорого.
Вместе с тем буронабивные сваи позволяют производить
работы практически без сотрясений земли, что важно при
выполнении
работ
вблизи
существующих
зданий,
целостность которых может нарушаться при забивке свай.

20. Буронабивные сваи: арматурный каркас: 1 — на всю длину сваи; 2 — в верхней части сваи; 3 — арматурные стержни; уширенная пята

Известные конструкции свай очень разнообразны и
по формам поперечного сечения, и по формам
продольного сечения, и по способам заглубления в
грунт или изготовления в грунте, и по конструкции
различных элементов (ствол, оголовка, остриё свай,
армирование и т. п.). Рассмотренные конструкции свай
наиболее простые и достаточно часто применяются в
строительстве.

Ростверки свайных фундаментов предназначены
для передачи давления от опор на сваи. Ростверк
представляет собой жесткую плиту, в которой давление
от сооружения распространяется от опоры во все
стороны в плане. По направлениям от центра опоры в
стороны свай эти силы передаются непосредственно на
сваи, в пролете между сваями они должны быть
уравновешены
силами,
которые
необходимо
«подвесить» к сжатой зоне ростверка и таким образом
также передать на сваи. В соответствии с этим
устанавливают схему армирования ростверка.

23. Ростверк отдельной опоры: а — план; б — схема внутренних сил; в — схема армирования; 1 — арматурные контурные пояса для

По характеру работы различают сваи-стойки и висячие
сваи.
Сваи-стойки опираются на скальные или практически
несжимаемые грунты. Под действием вдавливающей силы
такие сваи практически не получают осадки, и, соответственно,
между сваей и грунтом не возникают силы трения. Вся
нагрузка, приложенная на сваю-стойку, передается по стволу
сваи на грунт через острие сваи.
Висячие сваи опираются на сжимаемые грунты. Под
нагрузкой они получают осадку; соответственно, между
поверхностью сваи и грунтом возникают силы трения, а также
грунт оказывает сопротивление острию сваи.
Проектируя свайные фундаменты, учитывают, что нижние
концы забивных свай, как правило, должны заглубляться в
прочные грунты, прорезая слабые напластования. Сваи,
опирающиеся на крупнообломочные, гравелистые и средней
крупности песчаные грунты, пылевато-глинистые грунты с
показателем текучести IL < 0,1, заглубляются в них не менее
чем на 0,5 м, а в прочие грунты, принятые за основание сваи,
должны заглубляться не менее чем на 1,0 м.

20. Буронабивные сваи: арматурный каркас: 1 — на всю длину сваи; 2 — в верхней части сваи; 3 — арматурные стержни; уширенная пята

23. Ростверк отдельной опоры: а — план; б — схема внутренних сил; в — схема армирования; 1 — арматурные контурные пояса для

Газоперекачивающие агрегаты с приводом от стационарных газовых турбин поставляют с заводов-изготовителей в виде отдельных блоков, полностью подготовленных к монтажу, газоперекачивающие агрегаты с электроприводом— в виде трех отдельных блоков: электродвигателя, редуктора и центробежного нагнетателя. Все агрегаты, устанавливают на фундаменты на отметках, близких к нулевым.

Монтаж газоперекачивающих агрегатов с приводом от стационарных газовых турбин и электроприводом, как правило, ведут до начала строительства общих или индивидуальных зданий. Для монтажа блоков газоперекачивающих агрегатов наиболее часто применяют стреловые самоходные краны — гусеничные и пневмоколесные грузоподъемностью до 100 т и более). При отсутствии на строительной площадке стреловых самоходных кранов достаточной грузоподъемности используют спаренные краны меньшей грузоподъемности. Для установки газоперекачивающих агрегатов на отметке опорной поверхности фундамента, близкой к нулевой, применяют также по два крана-трубоукладчика необходимой грузоподъемности. Вопрос применения конкретных видов монтажных кранов на строительных площадках компрессорных станций решается в проекте производства работ (ППР). Доставка блоков ГПА в зону монтажа осуществляется на трейлерах грузоподъемностью от 30 до 100 т.

Монтаж газоперекачивающего агрегата включает следующие технологические операции: доставку блоков ГПА в зону монтажа (в пределы вылета стрелы крана); установку блоков ГПА на опорные поверхности фундамента; выверку и стыковку монтажных блоков; затяжку фундаментных или анкерных болтов.

Рассмотрим технологию и организацию монтажа мощных газоперекачивающих агрегатов. Агрегат устанавливают на фундамент. Агрегат поставляют на площадки сооружаемых компрессорных станций в виде четырех основных монтажных блоков: нагнетателя массой 60 т, турбины низкого давления массой 34 т, турбины высокого давления массой 56 т и блока маслохозяйства массой 29 т. Монтаж газоперекачивающих агрегатов проводят до начала строительства индивидуальных зданий. Самоходные монтажные краны для монтажа блоков выбирают исходя из максимальной массы блока.

Монтаж газоперекачивающих агрегатов ведут последовательно по захваткам. Захваткой служит фундамент под агрегат. Следовательно, общее число захваток равно трем. В пределах каждой захватки последовательно выполняют следующие монтажные операции: монтаж центробежного нагнетателя; монтаж блока турбины низкого давления; монтаж блока турбины высокого давления; монтаж блока маслохозяйства.

При первом варианте монтажа установку на фундамент всех блоков газоперекачивающего- агрегата осуществляют с одной стоянки крана. В зону действия монтажного кранаблоки газоперекачивающего агрегата доставляют на трейлере грузоподъемностью 60 т. Строповку нагнетателя выполняют четырьмя универсальными.стропами за монтажные штуцеры рамы. При установке нагнетателя на фундамент в проектное положение необходимо учесть следующее. Доставку блоков ГПА на трейлере к фундаменту выполняют со стороны газовой турбины. В месте установки нагнетателя на фундаменте (в плане) имеются выступы для размещения опор под трубопроводы обвязки. Наличие этих выступов ограничивает приближение крана к месту установки нагнетателя в проектное положение на фундаменте, а это, в свою очередь, не дает возможности установить нагнетатель непосредственно в проектное положение на фундаменте при стреле крана длиной 20 м. Поэтому нагнетатель устанавливают в промежуточное положениена фундамент с последующим его горизонтальным перемещением в проектное положение . Горизонтальное перемещение нагнетателя в проектное положение осуществляют с помощью домкратов. Для облегчения этого перемещения перед установкой нагнетателя на поверхность фундамента укладывают трубы диаметром 219 мм, смазанные солидолом и играющие роль катков. После горизонтального перемещения в проектное положение нагнетатель с помощью домкратов поднимают, удаляют катки и опускают его на опорную поверхность фундамента. Закончив установку блока нагнетателя, последовательно на фундамент устанавливают блоки турбины низкого давления, турбины высокого давления и масло- хозяйства. Установку всех этих блоков в проектное положение осуществляют одним краном с одной стоянки.

Наибольшую трудность при монтаже представляет выверка блока турбины (турбоблока). Выверка в горизонтальной плоскости заключается в достижении совпадения продольных и поперечных осей турбоблока и фундамента. Выверка турбоблока в вертикальной плоскости должна обеспечить его строго горизонтальное положение и является наиболее трудоемкой.

Наибольшую, трудность при монтаже системы смазки представляют сборка и соединение труб маслопровода. Применяют два метода монтажа маслопроводов: из укрупненных трубных узлов, изготовленных в монтажных мастерских, и из отдельных труб, поступивших на монтажную площадку, В первом случае при монтаже выполняют подгонку «по месту» трубных узлов в соответствии с чертежами системы и соединение трубных узлов с помощью газовой или ручной электродуговой сварки. Во втором случае на монтажной площадке внутри компрессорного цеха проводят резку труб на необходимую длину в соответствии с чертежами системы маслопроводов.

Блочные газоперекачивающие агрегаты с приводом мощностью 6300 и 16000 кВт от авиационных газовых турбин соответственно ГПА-Ц-6,3 и ГПА-Ц-16 поставляют с заводов в виде отдельных блоков, соединяемых в единый агрегат на месте монтажа. Каждый блок размещен в индивидуальном транспортабельном блок-контейнере и имеет следующую массу (в т):

блок турбоагрегата. 40,7

всасывающая камера с контейнером автоматики . 2,93

выхлопная шахта . 5,137

блок маслоохладителей . 10,2

Воздухоочистительное устройство . . 7,53

блок шумоглушителей . 2,51

блок фильтров . 5,02

блок турбоагрегата. 70

блок маслоагрегатов . ; 5,65

Монтажный блок воздухоочистительного устройства (ВОУ) агрегата ГПА-Ц-6,3 поставляют на монтаж в виде двух отдельных блоков: шумоглушителя с фильтрами и элементов площадки обслуживания. Перед началом монтажа методом укруп- -нительной сборки оба блока соединяют в единый блок ВОУ с навешиванием и закреплением площадки обслуживания.

Монтаж блоков газоперекачивающего агрегата лучше всего осуществлять непосредственно с колес трейлера грузоподъемностью 60—70 т самоходными кранами. Блок турбоагрегата ГПА-Ц-6,3 массой 40,7 т устанавливают на фундамент с помощью гусеничного крана СКГ-63 или пневмоколесного крана К-7361 (К-631) грузоподъемностью 63 т, а при отсутствии самоходных кранов с помощью двух кранов-трубоукладчиков Т-35-60 максимальной грузоподъемностью 35 т каждый. Монтаж остальных монтажных блоков, масса которых колеблется от 2,51 до 10,2 т, выполняют самоходным автомобильным краном максимальной грузоподъемностью 16 т (например, КС-4561). Блок турбоагрегата ГПА-Ц-16 массой 70 т устанавливают на фундамент с помощью пневмоколесного или гусеничного крана максимальной грузоподъемностью 100 т.

До начала монтажа обеспечивают приемку фундамента от строительной организации, его необходимую подготовку.

Монтаж блоков газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-6,3 проводят в следующей последовательности. Вначале устанавливают на фундамент, выверяют и предварительно закрепляют блок турбоагрегата /, который принимают за базовый и к которому прицентровывают остальные монтажные блоки. Затем устанавливают блок всасывающей камеры с контейнером автоматики. На верхнюю опорную поверхность блока турбоагрегата устанавливают монтажный блок выхлопной шахты. С левого торца блока турбоагрегата на фундамент устанавливают и прицентровывают к нему блок маслоохладителей. Последним ведут монтаж блока воздухоочистительного устройства. Этот блок предварительно укрупняют из двух блок-шумоглушителейи фильтров и элементов площадки обслуживания.

14. Материалы применяемые в резервуаростроении

В стальных конструкциях в основном применяется мягкая малоуглеродистая сталь с содержанием углерода до 0,22%, которая по терминологии ГОСТ может быть разных марок (табл.1 и 2). Она хорошо сваривается, почти не закаливается и потому является весьма удобной для работы в элементах конструкций.

Все стали, применяемые в строительных конструкциях, должны обладать свариваемостью. Свариваемостью называется способность стали давать после остывания сварного шва цельное (не имеющее трещин) и прочное соединение, сохраняющее прочность и цельность в течение длительного времени при разнообразных силовых (статических и динамических) и температурных воздействиях, в том числе и при низких температурах.

Работа малоуглеродистой стали под статической нагрузкой хорошо характеризуется известной диаграммой растяжения (рис. 1), на которой четко проявляются основные точки: предел пропорциональности (s_пц), ограничивающий упругую работу стали; предел текучести (s_т) на площадке текучести, характеризующий пластическую работу стали; предел прочности или временное сопротивление (s_в), характеризующий предельную нагрузку, воспринимаемую испытуемым элементом, а также относительное удлинение e при разрыве (по оси абсцисс), область самоупрочнения за площадкой текучести и др.

Предел текучести определяет границу напряжений, при которых деформации оказываются еще настолько малыми, что можно пользоваться методами расчета по упругой стадии работы материала. На площадке текучести обрывается однозначная связь между напряжениями и деформациями, определяющая сопротивление материала (одному напряжению соответствует много значений деформации — сталь течет); поэтому на площадке текучести сопротивление материала временно исчерпывается, и, таким образом, предел текучести является пределом расчетных напряжений. Относительное удлинение при разрыве характеризует пластичность стали. Склонность стали к переходу в хрупкое состояние характеризуется ударной вязкостью; поскольку эта склонность в значительной степени зависит от структуры стали, ее чистоты и однородности, ударная вязкость характеризует также и структуру стали.

Рис. 1. Диаграмма растяжения стали

Рис. 2. Кривые распределения предела текучести стали марки Ст.3 по результатам испытаний разных лет

Сталь Ст.3 достаточно однородна. Представление об изменчивости качеств стали дают статистические кривые распределения различных ее характеристик, показывающие, как часто (в процентах) имеет место то или иное значение данной характеристики (рис. 2). Среднее, наиболее часто встречающееся значение предела текучести, как это видно по кривым распределения, составляет примерно 29 кг/мм2.

Величина предела текучести зависит от толщины элемента; при увеличении толщины она уменьшается.

Наряду с малоуглеродистыми сталями обыкновенного качества для тяжелых конструкций применяются низколегированные стали, имеющие более высокие механические характеристики.

Все низколегированные стали хорошо свариваются и имеют хорошую ударную вязкость с низким порогом хладноломкости (—40о — —60°). Они изготовляются спокойными и имеют поэтому мелкозернистую структуру. Присутствие меди, хрома и никеля повышает стойкость многих марок против коррозии. С другой стороны, низколегированные стали более чувствительны к концентрации напряжений и потому часто имеют относительно более низкую вибрационную прочность.

Преимущество полимерных материалов в резервуаростроении: изделия применяются в экстремальных условиях эксплуатации, где использование других материалов себя не оправдывает или оказывается слишком дорогим. Полимер заменяет традиционно используемые материалы: углеродистые и нержавеющие стали, металлические изделия с гуммировкой, освинцованные, покрытые эмалью, фторопластом и т.д.

Все оборудование из полимеров, как правило, проявляет:

• стойкость к воздействию большинства агрессивных химикалий;

• высокую стойкость к образованию множественных трещин;

В связи со своим более сложным и разнообразным химическим составом низколегированные стали по новому ГОСТ имеют и более сложные наименования (обозначения). В основу обозначения марки низколегированной стали положен ее химический состав.

В обозначение входят: среднее количество углерода в сотых долях процента и затем наименования компонентов: марганца — (Г), кремния — (С), хрома — (X), никеля — (Н), меди — (Д). Цифры после букв указывают процентное содержание соответствующего элемента в целых единицах. Если количество какого-либо компонента составляет менее 0,3%, то такой компонент вовсе не обозначается и не считается легирующим. Так, сталь марки 14Г2 является марганцовой сталью с содержанием в среднем 0,14% углерода и от 1 до 2% марганца, остальные же компоненты входят в количествах, меньших 0,3%; марка 15ХСНД обозначает сталь, содержащую в среднем 0,15% углерода и легированную хромом, кремнием, никелем и медью в количествах более 0,3 и менее 1%. ГОСТ охватывает большое количество низколегированных сталей, пригодных для строительства. Здесь должны быть отмечены уже освоенные стали 15ХСНД (бывшая сталь НЛ2), 10ХСНД (бывшая сталь СХЛ4), 10Г2СД (бывшая марганцово-кремнистая сталь — МК), применяемая для трубопроводов и листовых конструкций, а также более новые стали 14Г2, 15ГС, 14ХГС и др. Отличием всех этих сталей является то, что они содержат мало углерода (<0,18%), а их повышенные механические свойства достигаются другими присадками (марганцем, кремнием, хромом, никелем и др.). Механические характеристики этих сталей примерно на 40 — 50% выше соответствующих характеристик стали марки Ст. 3.

Все низколегированные стали поставляются одновременно по механическим свойствам и химическому составу. Механические свойства и химический состав низколегированных сталей, представляющих интерес для строительства, указаны соответственно в табл. 3 и 4.

Все перечисленные виды сталей хорошо свариваются и имеют хорошую ударную вязкость с низким порогом хладноломкости (—40 о — —60°). Они изготовляются спокойными и имеют поэтому мелкозернистую структуру. Присутствие меди, хрома и никеля повышает стойкость многих марок против коррозии. С другой стороны, низколегированные стали более чувствительны к концентрации напряжений и потому часто имеют относительно более низкую вибрационную прочность.

Основной причиной, стимулирующей переход на новые марки низколегированной стали, является сложность легирования стали НЛ2 (15ХСНД) и ее большая стоимость вследствие содержания в ней никеля, меди и хрома. Поэтому основным направлением в создании новых низколегированных сталей является простое легирование дешевыми безникельными присадками. Типичным представителем таких сталей является сталь марки 14Г2, основанная на присадке дешевого марганца, которая и должна рассматриваться как основная строительная низколегированная сталь. Правда, простота легирования приводит к некоторому снижению прочностных показателей и требует особой тщательности изготовления (наличие чистого ферромарганца), поскольку плавку нельзя корректировать другими компонентами, как в многокомпонентных сталях, но зато плавка последних более трудоемка и дорога. Компромиссным решением являются стали марок 15ГС и 14ХГС, которые должны рассматриваться как весьма перспективные.

Конструкция резервуаров

Резервуарные конструкции подразделяются по форме на вертикальные цилиндрические, горизонтальные цилиндрические,прямоугольные, каплевидные и другие.

По схеме установкина:наземные,иподземные.Наземными считают те у которых днище находится на уровне или выше планиророчрой отметки прилегающей площадки, подземными - те у которых наивысший уровень жидкости в резервуаре находится ниже самой нижней планировочной отметки прилегающей площадки (в пределах 3 м) не менее чем на 0,2 м.

Резервуары сооружают различных объемов от 5 до 120 000 м³. Для хранения светлых нефтепродуктов применяют преимущественно стальныерезервуары, а также железобетонные с бензоустойчивым внyтpенним покрытием листовой стальной облицовкой и тп. Для нефти и темных нефтепродуктов применяют в основном железобетонные резервуары. Хранение смазочных масел осуществляется в стальных резервуарах. Расстояния между резервуарами принимают равными: для резервуаров с плавающими крышами не менее 0,5 диаметра; для резервуаров со стационарными крышами и понтонами 0,65 диаметра; для резервуаров со стационарными крышами, но без понтонов 0,75 диаметра. Каждая группа наземных резервуаров огpаждается земляным валом или стенкой, высота которых принимается на 0,2 м выше расчетноrо уровня разлившейся жидкости.

Конструктивные элементы резервуаров, в соответствии со сложившейся у заводов-изготовителей терминологией, подразделяются на основные и комплектующие конструкции.

К основным конструктивным элементам резервуара относятся те конструкции, без наличия которых невозможно строительство резервуара заданного конструктивного исполнения с соблюдением комплекса требований по надежной и безопасной эксплуатации резервуара:

• стационарная или плавающая крышка

• лестницы, площадки, ограждения

• люки и патрубки

К комплектующим конструкциям относятся элементы, обеспечивающие выполнение дополнительных требований технологического проекта резервуара в части пожарной безопасности и удобства эксплуатации:

Читайте также: