Журнал Полимерные трубы - Технологии и материалы

КОРСИС: испытания на сейсмостойкость

 

Украина – большая страна, и некоторые ее регионы – Крым, Прикарпатье и Закарпатье – расположены в сейсмоактивных зонах с сейсмичностью 7-8  баллов по 12-балльной макросейсмической шкале MSK-64. Как правило, это густозаселенные районы с разветвленной действующей инфраструктурой.

При строительстве трубопроводных сетей в таких регионах необходимо учитывать опасность сейсмического воздействия и использовать соответствующие материалы и конструкции. Особую актуальность сейсмостойкость трубопроводных систем приобрела в связи с реализацией масштабных строительных программ, связанных с подготовкой к Евро-2012.

Новая строительная продукция, разработанная и переданная в массовое (серийное) производство, подлежит обязательной оценке и подтверждению на соответствие требованиям безопасности. Важным этапом таких исследований, применительно к вопросам оценки сейсмической безопасности, являются испытания с применением динамической нагрузки на специальных стендах при помощи вибромашин.

Такие испытания были проведены в Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций имени В.А. Кучеренко (Москва) для оценки эксплуатационной надежности системы безнапорных трубопроводов на базе двухслойных профилированных труб КОРСИС и изготовленных на их основе полиэтиленовых колодцев при использовании их в сейсмических районах с балльностью 7–9 баллов по шкале MSК-64.

Испытания 

altИспытания системы трубопроводов проводились вибрационным (резонансным) методом, который позволил количественно измерить силовую нагрузку, имитирующую сейсмическое воздействие в широком диапазоне частот.

Для проведения динамических испытаний были смонтированы две экспериментальные модели из полиэтиленовых колодцев диаметром 630 и 1200 мм и труб КОРСИС диаметром 315 и 500 мм соответственно. Трубы при помощи муфт с уплотнительными кольцами были присоединены к патрубкам колодцев. Свободные концы труб были заглушены. При испытаниях трубы и колодцы были заполнены водой.

Опирание элементов экспериментальных образцов на платформу осуществлялось через специальные прокладки, расположенные с шагом 30–40 см по длине трубопровода. Принятое опирание моделировало более жесткие условия эксплуатации трубопровода при сейсмических воздействиях по сравнению с трубопроводом, уложенном на грунтовое основание.

В процессе испытаний ускорение виброплатформы, по данным установленных на ней акселерометров, изменялось в интервале от 1,46 до 16,8 м/с2. Частоты колебания системы изменялись в интервале от 1,8 до 13,8 Гц, амплитуды колебаний – от 1 до 29 мм. При этом ускорение в разных точках трубопровода изменялось в интервале от 0,01 до 44,64 м/с2 (4,46 g). По данным вибрационных испытаний для конкретных уровней нагружения были определены амплитудно-частотные характеристики испытуемых фрагментов, представляющие зависимость амплитуд колебаний сооружения от частоты гармонического воздействия. Изменяя частоту воздействия и амплитуды колебаний платформы, оценивались динамические характеристики (частоты основного тона колебаний, диссипативные свойства и пр.), а также принципиальный характер работы экспериментальной модели.

Полученные в результате испытаний данные позволяют определить физико-механические, эксплуатационные и другие характеристики исследуемой конструкции, включая динамические показатели подвергающейся испытаниям системы. Полученные данные являются основанием для оценки возможности расширения области применения исследуемой системы трубопроводов с учетом требований безопасности, эксплуатационной надежности и долговечности, предъявляемых в сейсмических районах.

Выводы и рекомендации

На основе анализа результатов динамических испытаний безнапорной системы трубопроводов на базе труб КОРСИС можно отметить следующее:

1. При испытаниях моделировались динамические нагрузки, соответствующие 7–9 балльному воздействию. По окончании испытаний безнапорная система трубопроводов на базе труб КОРСИС сохранила свою целостность и эксплуатационные качества.

2. В процессе испытаний при совпадении величин собственных частот колебаний трубопровода с частотами колебаний виброплатформы имел место резонанс. Это явление наблюдалось при колебаниях системы с частотой 5,1 Гц при амплитуде 4,1 мм. При резонансе эксплуатационная надежность системы трубопроводов не была нарушена.

3. Безнапорная система трубопроводов на базе труб КОРСИС и изготовленных на их основе полиэтиленовых колодцев может быть рекомендована для применения в районах с сейсмичностью 7–9 баллов.

Автор:  Глеб Сыгуров, Михаил Михайлов

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА