Трубы PRO AQUA PROKAN в условиях сейсмической активности

Последние десятилетия в системах наружных инженерных сетей традиционные материалы, из которых изготавливались трубопроводы (сталь, чугун, железобетон), стали вытесняться современными – полимерными. Они обладают рядом ощутимых преимуществ, важнейшими из которых являются полное отсутствие коррозии, длительный срок эксплуатации, высокая эластичность и легкость. При этом последние два параметра полимерных труб играют важную роль в случае использования трубопроводов в сейсмических зонах. Отличительными чертами гофрированных двухслойных труб являются эластичность, малый вес и высокая жесткость. По данным производителя, указанные трубы можно применять для строительства наружных инженерных сетей, расположенных под дорогами с динамической нагрузкой 11,5 т на ось транспортного средства. В Центре испытаний сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко на виброплатформе маятникового типа были проведены экспериментальные исследования по оценке сейсмостойкости гофрированных двухслойных труб различного диаметра (от 150 до 800 мм) и фитингов из полипропилена, выпускаемых российским заводом «ПРО АКВА».

На рисунке показана схема расположения элементов трубопровода на платформе с указанием использованных в эксперименте диаметров труб.

Соединение труб различного диаметра выполнено с помощью специальных переходов. Свободный конец трубы оснащается уплотнительным резиновым кольцом. Соединение труб осуществляется путем установки трубы в муфту до упора. Уплотнительное резиновое кольцо устанавливается в паз первого гофра. При испытаниях трубопровод был заполнен водой.

Разработанный под руководством д. т. н. А. М. Курзанова испытательный стенд позволил моделировать динамические нагрузки на сооружение, соответствующие силовым воздействиям при землетрясениях различной интенсивности (от 7 до 9 баллов). Колебания платформы-маятника, на которую установлен трубопровод (рис. 4), возбуждаются с помощью вибромашины ВИД-12, закрепленной на платформе. За счет инерционной силы, развиваемой ВИД-12, обеспечивается тот или иной спектр воздействий на конструкции трубопровода и определенный уровень амплитуды колебаний платформы. В процессе испытаний частотный спектр может меняться от 0 до 18 Гц, величина амплитуды – от 0 до 150 мм; для заданного значения амплитуды осуществляется изменение частот в указанном выше спектре.

Измерение, регистрация и первичная обработка сигналов (частотных и т. д.), полученных в результате испытаний, осуществлялись с помощью специализированного измерительно-вычислительного комплекса МIС-036, включающего ноутбук с пакетом прикладных программ и периферийное устройство для автоматизированного процесса обработки сигналов. Для измерения ускорений, частот колебаний и динамических перемещений платформы и элементов трубопровода использовались однокомпонентные датчики-акселерометры АТ 1105-10м. Общее количество контролируемых точек, включая платформу, составляло 4.

В таблице приведены отдельные значения параметров динамического нагружения виброплатформы, по цветовой гамме соответствующие зонам сейсмичности, указанным на карте сейсмического районирования территории РФ.

Анализ результатов лабораторных динамических испытаний трубопроводов системы водоотведения из полипропиленовых труб PRO AQUA ProКan с двухслойной профилированной стенкой позволяет отметить следующее.

1. В процессе испытаний ускорение виброплатформы по данным акселерометров, установленных на ней, изменялось в интервале от 1,54 до 7,38 м/с2, что эквивалентно сейсмическому воздействию от 7,5 до 9,9 балла. Частоты колебаний платформы изменялись от 2,6 до 14,8 Гц, амплитуды колебаний – от 3,6 до 14,6 мм. При этом ускорение в разных точках трубопровода (по его высоте) изменялось от 2,5 до 8,2 м/с2.

2. В процессе испытаний при амплитуде колебаний платформы А = 4,1 мм и частоте f = 4,8 Гц имело место совпадение величины собственной частоты колебаний трубопровода с частотой колебаний платформы, то есть наблюдался эффект резонанса. Как показал последующий осмотр трубопровода, его эксплуатационная надежность не была нарушена: протечек в стыках трубопровода и повреждений его элементов не установлено.

3. Трубопроводы PRO AQUA ProКan производства завода «ПРО АКВА» могут применяться в районах с 7–9-балльной сейсмикой.