В 2014 году ОАО «Мосводоканал» ввело новые, более строгие требования к прочностным расчетам для объектов реконструкции и нового строительства. Это изменение призвано повысить безопасность и надежность водопроводных сетей Москвы, обеспечивая бесперебойное и качественное водоснабжение для миллионов жителей города. Обо всем этом поговорим в этой статье.

В настоящее время разрабатываемая проектная документация для объектов реконструкции и нового  строительства ОАО ”Мосводоканал” в большинстве случаев не содержит технико-экономических и прочностных расчетов с обоснованием выбора материала, типа трубы, толщины стенки трубы, стандартного размерного соотношения (SDR), кольцевой жесткости (SN), что приводит к увеличению стоимости работ, а также снижению эксплуатационной надежности объектов.

Для всех материалов труб и соответствующих методов производства работ необходимо проведение прочностного расчета на воздействие внутреннего давления рабочей среды, давления грунта, временных нагрузок, собственной массы труб и массы транспортируемой жидкости, атмосферного давления при образовании вакуума и внешнего гидростатического давления грунтовых вод. При использовании методов микротоннелирования и ГНБ необходимо учитывать возникающие осевые нагрузки.

Выбор материала трубопровода необходимо обосновать сравнительным технико-экономическим расчетом. Расчет должен проводиться с учетом технических требования ОАО ”Мосводоканал”. При пересечении с существующими инженерными коммуникациями или расположении трубопровода в их охранной зоне учитываются требования сторонних эксплуатирующих организаций. Технико-экономическое обоснование и прочностные расчеты трубопровода должны входить в состав проектно-сметной документации и предъявляться при рассмотрении проекта.

Рассмотрение и согласование проектной документации в ОАО ”Мосводоканал” без наличия вышеуказанных расчетов запрещается.

Сама телефонограмма от 30.07.2014 представлена ниже.

Прочностные расчеты трубопроводов – это комплекс инженерных вычислений, направленных на оценку способности трубопровода выдерживать различные нагрузки и воздействия в течение всего срока его эксплуатации.

Зачем нужны прочностные расчеты?

Прочностные расчеты позволяют:

• Обеспечить безопасность и надежность водопроводных сетей.
• Предотвратить аварии и утечки.
• Оптимизировать расходы на строительство и эксплуатацию.
• Увеличить срок службы водопроводных объектов.

Что входит в прочностные расчеты?

Прочностные расчеты должны включать:

1. Расчет на внутреннее давление рабочей среды:

• Определяет допустимое внутреннее давление, при котором не происходит разрушения или деформации труб.
• Учитывает характеристики материала труб, толщину стенки, диаметр трубы, рабочую температуру и другие факторы.

2. Расчет на давление грунта:

• Определяет допустимую нагрузку от веса грунта, под которым находится трубопровод.
• Учитывает тип грунта, глубину заложения трубы, диаметр трубы и другие факторы.

3. Расчет на временные нагрузки:

• Определяет допустимую нагрузку от временных факторов, таких как снеговые нагрузки, транспортные нагрузки, строительные нагрузки.
• Учитывает тип временной нагрузки, ее величину, место приложения и другие факторы.

4. Расчет на собственную массу труб и транспортируемой жидкости:

• Определяет допустимую нагрузку от веса самих труб и транспортируемой по ним жидкости.
• Учитывает материал труб, толщину стенки, диаметр трубы, плотность транспортируемой жидкости и другие факторы.

5. Расчет на атмосферное давление при образовании вакуума:

• Определяет допустимое разрежение в трубопроводе, при котором не происходит деформации или разрушения труб.
• Учитывает характеристики материала труб, толщину стенки, диаметр трубы и другие факторы.

6. Расчет на внешнее гидростатическое давление грунтовых вод:

• Определяет допустимое давление от грунтовых вод, которое может выдержать трубопровод.
• Учитывает уровень грунтовых вод, тип грунта, диаметр трубы и другие факторы.

7. Расчет на осевые нагрузки (при использовании методов микротоннелирования и ГНБ):

• Определяет допустимую осевую нагрузку, которую может выдержать трубопровод при прокладке методами микротоннелирования и ГНБ.
• Учитывает характеристики материала труб, толщину стенки, диаметр трубы, метод прокладки и другие факторы.

Прочностные расчеты трубопроводов должны выполняться квалифицированными инженерами с использованием специализированного программного обеспечения.

Результаты прочностных расчетов должны быть оформлены в виде технического отчета, который должен включать:

• Исходные данные для расчетов.
• Методику выполнения расчетов.
• Результаты расчетов.
• Выводы о прочности и надежности трубопровода.
• Рекомендации по эксплуатации трубопровода.

Прочностные расчеты трубопроводов являются важным элементом проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводных систем.

Выбор материала трубопровода

Выбор материала трубопровода должен обосновываться сравнительным технико-экономическим расчетом. Расчет должен проводиться с учетом технических требований ОАО «Мосводоканал». При пересечении с существующими инженерными коммуникациями или расположении трубопровода в их охранной зоне учитываются требования сторонних эксплуатирующих организаций.

Требования к проектной документации

Технико-экономическое обоснование и прочностные расчеты трубопровода должны входить в состав проектно-сметной документации и предъявляться при рассмотрении проекта.

Рассмотрение и согласование проектной документации

Рассмотрение и согласование проектной документации в ОАО «Мосводоканал» без наличия вышеуказанных расчетов запрещается.

Что делать, если у вас нет опыта выполнения прочностных расчетов?

Если у вас нет опыта выполнения прочностных расчетов, вы можете обратиться к специалистам, которые помогут вам выполнить все необходимые расчеты и подготовить проектную документацию в соответствии с требованиями ОАО «Мосводоканал».

Пример прочностного расчета для водопроводной трубы:

Исходные данные:

• Внутреннее давление: 10 бар
• Давление грунта: 2 т/м²
• Временная нагрузка: 1 т/м
• Материал трубы: ПВХ
• Тип трубы: SDR 21

Решение:

1. Определим расчетное сопротивление материала трубы. Для ПВХ SDR 21 расчетное сопротивление R = 4.5 МПа.
2. Рассчитаем кольцевую жесткость трубы SN по формуле:

SN = (E * t²)/(12 * (1 — v²))

где:

• E — модуль упругости материала (для ПВХ E = 1500 МПа)
• t — толщина стенки трубы (t = 4 мм)
• v — коэффициент Пуассона (для ПВХ v = 0.35)

SN = (1500 * 4²)/(12 * (1 — 0.35²)) = 80 Н/м²

3. Проведем проверочный расчет на прочность по формуле:

σ = P * D / (2 * t * SN)

где:

• σ — расчетное напряжение (не должно превышать расчетное сопротивление R)
• P — внутреннее давление (P = 10 бар = 1 МПа)
• D — наружный диаметр трубы (для SDR 21 D = 42 мм)

σ = (1 * 42) / (2 * 4 * 80) = 0.65 МПа < 4.5 МПа

Вывод:

При данных условиях прочность водопроводной трубы из ПВХ SDR 21 обеспечена.

Опасность игнорирования прочностных расчетов

Невыполнение требований к прочностным расчетам может привести к серьезным последствиям:

• Аварии и утечки: Разрушение или деформация труб может привести к утечке транспортируемой жидкости, что может нанести ущерб окружающей среде, имуществу людей и даже стать причиной гибели людей.
• Повышение расходов: Ремонт или замена поврежденных труб может привести к значительным финансовым затратам.
• Снижение срока службы: Неправильно спроектированный или построенный трубопровод может прослужить значительно меньше, чем ожидалось, что потребует его досрочной замены.
• Административная ответственность: За нарушение требований к прочностным расчетам может быть наложена административная ответственность, вплоть до приостановки деятельности предприятия.

Сравнительный технико-экономический расчет для водоканала: влияние типа трубы, толщины стенки, SDR и кольцевой жесткости на стоимость

При проектировании и строительстве водопроводных систем одним из важных факторов, влияющих на стоимость, является выбор типа трубы, толщины стенки, SDR и кольцевой жесткости. Проведем сравнительный технико-экономический расчет, чтобы определить, как эти параметры влияют на общую стоимость проекта.

1. Исходные данные:

• Диаметр трубы: 300 мм
• Длина трубопровода: 1000 м
• Рабочее давление: 10 бар
• Условия эксплуатации: подземная прокладка
• Срок службы: 50 лет

2. Варианты расчета:

Вариант 1:

• Тип трубы: ПВХ
• Толщина стенки: 4,2 мм
• SDR: 21
• Кольцевая жесткость: SN 80
• Стоимость трубы: 1 500 руб/м
• Стоимость монтажа: 1 000 руб/м

Вариант 2:

• Тип трубы: ПНД
• Толщина стенки: 3,2 мм
• SDR: 26
• Кольцевая жесткость: SN 64
• Стоимость трубы: 1 700 руб/м
• Стоимость монтажа: 1 100 руб/м

Вариант 3:

• Тип трубы: Сталь
• Толщина стенки: 5,0 мм
• SDR: 60
• Кольцевая жесткость: SN 160
• Стоимость трубы: 2 000 руб/м
• Стоимость монтажа: 1 200 руб/м

3. Расчет стоимости:

Вариант 1:

• Стоимость трубы: 1 500 руб/м * 1000 м = 1 500 000 руб
• Стоимость монтажа: 1 000 руб/м * 1000 м = 1 000 000 руб
• Общая стоимость: 1 500 000 руб + 1 000 000 руб = 2 500 000 руб

Вариант 2:

• Стоимость трубы: 1 700 руб/м * 1000 м = 1 700 000 руб
• Стоимость монтажа: 1 100 руб/м * 1000 м = 1 100 000 руб
• Общая стоимость: 1 700 000 руб + 1 100 000 руб = 2 800 000 руб

Вариант 3:

• Стоимость трубы: 2 000 руб/м * 1000 м = 2 000 000 руб
• Стоимость монтажа: 1 200 руб/м * 1000 м = 1 200 000 руб
• Общая стоимость: 2 000 000 руб + 1 200 000 руб = 3 200 000 руб

4. Анализ результатов:

Как видно из расчетов, вариант 1 является наиболее экономичным.

Вариант 2 имеет немножко более высокую стоимость, но при этом он обладает меньшей толщиной стенки и более высоким SDR, что может привести к его более быстрому износу.

Вариант 3 является самым дорогим и имеет наибольшую толщину стенки и SDR, что обеспечивает ему наибольшую прочность и долговечность.

5. Выводы:

• При выборе типа трубы, толщины стенки, SDR и кольцевой жесткости необходимо учитывать не только стоимость, но и другие факторы, такие как условия эксплуатации и срок службы.
• В данном случае вариант 1 является оптимальным выбором с точки зрения соотношения цены и качества.
• Однако, если требуется повышенная прочность и долговечность, то следует рассмотреть вариант 3.

6. Рекомендации:

• Перед принятием окончательного решения о выборе типа трубы, толщины стенки, SDR и кольцевой жесткости рекомендуется провести более подробный расчет, учитывающий все факторы

Поэтому важно, чтобы при проектировании, строительстве и эксплуатации трубопроводов всегда учитывались требования к прочностным расчетам.

Новые требования к прочностным расчетам в ОАО «Мосводоканал» направлены на повышение безопасности и надежности водопроводных сетей Москвы. Выполнение этих требований является обязательным для всех организаций, которые занимаются проектированием и строительством водопроводных объектов.

Поделиться ссылкой: