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Travamento de tubos e conexões ponta e bolsa

Enviado em 07 Agosto 2018, 11:35 AM

O travamento dos tubos e conexões com bolsas é uma técnica alternativa aos blocos de ancoragens para equilibrar os efeitos dos empuxos hidráulicos. É essencialmente adotada quando existem obstruções (zona urbana), em terrenos com baixa resistência mecânica, em montagens aéreas ou ainda em pipe-rack.

PRINCÍPIO

Esta técnica consiste em travar as juntas por um comprimento suficiente, a montante e a jusante de uma mudança de direção, a fim de utilizar as forças de atrito solo/tubo para equilibrar a força de empuxo hidráulico. O cálculo do comprimento a travar é independente do sistema de travamento utilizado.

CÁLCULO DOS COMPRIMENTOS A TRAVAR (MÉTODO DE ALABAMA)

Comprimento a travar:

L: comprimento a travar (m)

P: pressão de teste na obra (Pa)

S: seção transversal (m²)

θ: ângulo da curva (radiano)

Fn: força de atrito por metro de tubo (N/m)

c: coeficiente de segurança (1,2 em geral)

 

FN=K.f (2We + Wp + WW)

 

Wp: peso do tubo vazio (N/m)

Ww: peso da água (N/m)

W: peso do reaterro (N/m)

f: coeficiente de atrito solo/tubo

K: coeficiente de distribuição das pressões do reaterro em volta dos tubos (segundo compactação K = 1,1 a 1,5)

 

We= γ HD .α1

 

α1 = 2/3 (teste com juntas descobertas)

D: diâmetro externo do tubo (m)

H: altura de recobrimento (m)

 

f = α2 tg (0,8 Φ)

 

α2 = 1; tubo revestido com zinco + pintura betuminosa

α2 = 2/3; tubo com manta de polietileno, escolhendo:

 

Φ = ângulo de atrito interno do solo

 

Φ

Flange cego

1

Curva 90°

0,7854

Curva 45°

0,4880

Curva 22°30’

0,2734

Curva 11°15’

0,1450

 

O comprimento a travar pode ser alterado em função da segurança, que depende:

• dos cuidados no assentamento;

• da qualidade e da compactação do reaterro;

• da incerteza das características físicas do reaterro.

É conveniente, em tal circunstância, levar em consideração a presença parcial ou não do lençol freático, corrigindo o peso do tubo cheio pelo empuxo de Arquimedes correspondente.

 

APLICAÇÃO PRÁTICA

Caso de um terreno de resistência mecânica média:

• terreno: cascalho/areias, argila

• ângulo de atrito interno Φ = 30°

• resistência σ ≈ 0,6 daN/cm²

• massa específica γ= 2t/m³

• sem lençol freático

• tubo revestido com zinco + pintura betuminosa

• coeficiente de segurança: 1,2

Caso de uma pressão P diferente de 1,0 MPa

Corrigir o valor L da tabela pelo fator multiplicativo P/1,0 (onde P é expresso em MPa).

Caso de utilização da manta de polietileno

Multiplicar o comprimento a travar da tabela da página seguinte por 1,9. Não esquecer o fator multiplicativo descrito acima, se houver.

EXEMPLO

Calcular o comprimento de travamento para:

• uma curva 45°

• canalização DN 500, classe k9

• pressão de teste de 2,5MPa

• sem manta de polietileno

• terreno médio

• sem lençol freático

• altura de cobertura 1,5m

Para as condições de assentamentos “médios” definidas anteriormente, a tabela apresenta:

• L = 9,5 m P = 1,0MPa, sem manta de polietileno

• L = 23,8 m P = 2,5MPa, sem manta de polietileno

 

TABELA PARA JUNTA DESCOBERTA

Comprimento (em m) a travar de um lado e do outro para uma pressão de teste de 1,0MPa, qualquer que seja o sistema de travamento utilizado:

DN

Alturas de Recobrimento

Curva 90°

Curva 45°

Curva 22°33’

Curva 11°15’

Flange cego

1m

1,5m

2m

1m

1,5m

2m

1m

1,5m

2m

1m

1,5m

2m

1m

1,5m

2m

 

80

4,5

3,1

2,3

2,8

1,9

1,5

1,6

1,1

0,8

0,8

0,6

0,5

5,7

3,9

3

 

100

5,4

3,7

2,8

3,4

2,3

1,8

1,9

1,3

1

1

0,7

0,5

6,9

4,7

3,6

 

150

7,7

5,3

4

4,8

3,3

2,5

2,7

1,8

1,4

1,4

1

0,7

9,8

6,7

5,1

 

200

9,9

6,8

5,2

6,1

4,2

3,2

3,4

2,4

1,8

1,8

1,3

1

12,6

8,7

6,6

 

250

12

8,3

6,4

7,5

5,2

4

4,2

2,9

2,2

2,2

1,5

1,2

15,3

10,6

8,1

 

300

14,1

9,8

7,5

8,7

6,1

4,7

4,9

3,4

2,6

2,6

1,8

1,4

17,9

12,5

9,6

 

350

16

11,2

8,6

9,9

7

5,4

5,6

3,9

3

2,9

2,1

1,6

20,3

14,3

11

 

400

17,9

12,6

9,7

11,1

7,8

6

6,2

4,4

3,4

3,3

2,3

1,8

22,8

16

12,4

 

450

19,7

14

10,8

12,3

8,7

6,7

6,9

4,9

3,8

3,6

2,6

2

25,1

17,8

13,8

 

500

21,5

15,3

11,9

13,4

9,5

7,4

7,5

5,3

4,1

4

2,8

2,2

27,4

19,5

15,1

 

600

25

17,9

14

15,5

11,1

8,7

8,7

6,2

4,9

4,6

3,3

2,6

31,8

22,8

17,8

 

700

28,2

20,4

16

17,5

12,7

9,9

9,8

7,1

5,6

5,2

3,8

2,9

35,8

25,9

20,3

 

800

31,2

22,8

17,9

19,4

14,1

11,1

10,9

7,9

6,2

5,8

4,2

3,3

39,8

29

22,8

 

900

34,1

25

19,8

21,2

15,6

12,3

11,9

8,7

6,9

6,3

4,6

3,7

43,4

31,9

25,2

 

1000

36,9

27,2

21,6

22,9

16,9

13,4

12,8

9,5

7,5

6,8

5

4

46,9

34,7

27,5

 

1200

41,9

31,4

25,1

26

19,5

15,6

14,6

10,9

8,7

7,7

5,8

4,6

53,4

40

32

 

 

 

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