Постановка задачи: Рассчитать шаг расстановки железобетонных грузов при укладке нефтепровода через болото. Исходные данные для расчета: наружный диаметр трубы - Dн, толщина стенки - d, b - угол поворота трассы, град, R=1000 Dн - радиус упругого изгиба. вид груза, его масса и размеры. Исходные данные в табл. 3.1.
Расчет устойчивости участка нефтепровода, прокладываемого заболоченных и пойменных участках трассы, выполняется по формуле:
Б>=KМ (КН.В. qвс +qизг – qтр – qпр), (1)
где Б – необходимая дополнительная пригрузка на 1 м, н/м; KМ – коэффициент, зависящий от вида пригрузки, KМ = 1,05 (для ж/бетонных и чугунных грузов); КН.В. – коэффициент надежности при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимается равным 1.05 для заболоченных и пойменных участков трассы; qвс – расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод, н; Dн –наружный диаметр трубопровода (с учетом изоляции и футеровки); gв-объемный вес воды, н/м3 ; qизг – дополнительная пригрузка, необходимая для изгиба трубопровода по заданной кривой дна траншеи, н/м.
Если Б > 0, то это означает, что трубопровод обладает положительной плавучестью и его необходимо пригружать.
Выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод определяется по формуле, Н/м:
(2)
Объемный вес воды с учетом взвешенных частиц, Н/м3, определяем по формуле:
, где 
=1100 кг/м3 - плотность воды на болоте;
Дополнительная пригрузка, необходимая для изгиба трубопровода по профилю траншеи:
· для вогнутых участков трассы определяется по формуле:
, (3)
· для выпуклых участков трассы определяется по формуле:
(4)
Е – модуль упругости материала трубы, Па (прил.6); осевой момент инерции поперечного сечения трубы, м4, определяем по формуле:
b - угол поворота трассы, рад, b (рад)= b (град)* 
/180; R=1000Dн - радиус упругого изгиба, м.
Собственный вес трубы qтр, Н/м, определяем по формуле:
(5)
где 
= 0,95 - коэффициент надежности по нагрузке от веса трубы;
=78500 Н/м3 - объемный вес стали, принимаемый по прил. 6.
Нагрузку от веса продукта в трубе qпр, Н/м, определяем по формуле:
где 
= 0,95 - коэффициент надежности по нагрузке от веса продукта.
Расчет проводим с учетом опорожнения трубопровода, поэтому 
.
Шаг расстановки железобетонных грузов определяется по формуле:
(6)
Вес груза в воде определяется по формуле:
(7)
Вес груза в воздухе, Qпр, определяем по формуле:
Qпр = тгр·g (8)
где тгр – масса груза, кг (прил. 8); g=9,8 м/с2 - ускорение свободного падения.
Для железобетонных грузов объем 
, м3, рассчитываем по формуле: 
(9)
где а, b, d, h, R, с - размеры железобетонного груза, прил. 8.
Для чугунных грузов объем , м3, рассчитываем по формуле
. (10)
R1, R2 , М - размеры чугунных грузов, м, даны в прил. 9.
Зная расстояние между грузами и длину обводненного участка трассы, можно определить необходимое количество грузов.
Пример 3. Рассчитать шаг расстановки железобетонных пригрузов при укладке нефтепровода через болото. Шаг расстановки пригрузов рассчитывать с учетом опорожнения нефтепровода. Исходные данные для расчета: наружный диаметр трубы Dн = 1220 мм, толщина стенки d = 11 мм, пригруз - железобетонный седловидный, масса и размеры в зависимости от диаметра даны в прил. 8.
Решение
Необходимую дополнительную пригрузку на 1 метр трубы Б определяем по формуле (1).
Выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод:
(Н/м)
Расчет проводим с учетом опорожнения трубопровода, вес продукта qпр = 0;
Км = 1,05 (для железобетонных пригрузов).
Кнв = 1,05 (для болотистых участков).
(Н/м),
(Н/м), в Б добавить qизг
10100 > 0 → трубу необходимо пригружать.
Для трубы диаметром 1220 мм размеры железобетонного пригруза (прил. 8):
а = 2000 мм R = 580 мм с = 1050 мм
d = 320 мм b = 1600 мм h = 500 мм
(м3)
(Н),
где масса пригруза тгр = 4000 кг (прил. 8)
Тогда вес пригруза в воде:
(Н)
Таким образом, шаг расстановки пригрузов равен = 16653/10100 = 1,65 м.
Приложение 2
