ВСН 51.3-85. Ведомственные строительные нормы. Проектирование морских стационарных платформ

(утв. и введены в действие Распоряжением Мингазпрома СССР от 21.01.1985 № ВТ-75)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ВСН 51.1-81/Мингазпром"]:::rst
  n1["ВСН 51.3-85"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/vsn-51-3-85" "ВСН 51.3-85. Ведомственные строительные нормы. Проектирование морских стационарных платформ (утв. и введены в действие Распоряжением Мингазпрома СССР от 21.01.1985 N ВТ-75)"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Утверждены и введены в действие Распоряжением Мингазпрома СССР от 21 января 1985 г. № ВТ-75

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОРСКИХ СТАЦИОНАРНЫХ ПЛАТФОРМ

ВСН 51.3-85

Срок введения в действие 1 июля 1985 года

«Ведомственные строительные нормы по проектированию морских стационарных платформ» (ВСН 51.3-85) разработаны Государственным научно-исследовательским и проектным институтом по освоению месторождений нефти и газа Гипроморнефтегаз» при участии Главморнефтегаза Мингазпрома.

Исполнители: НИПИ «Гипроморнефтегаз» — Асплунд А.В.; Ахмедов Я.Э., к.ф.-м.н.; Бакулина В.В.; Гаджиев Р.А., к.т.н., ответственный исполнитель; Джафаров А.М., к.т.н., руководитель разработки; Исраилов А.А., к.т.н.; Курбанов М.Ф., к.т.н.; Лейбензон С.Р.; Мамедов Бурган М.; Мастан-заде З.С., к.т.н.; Микиртумов В.Р.; Сальников Л.Ф., к.т.н.; Самедов Ф.С., к.т.н., руководитель разработки; Саркисов В.Г., к.т.н., ответственный исполнитель; Таирли З.М., ответственный исполнитель; Трипольский М.Я., к.т.н.; Ханларова А.Г., д.т.н.; Шнейдеров Л.М.

Главморнефтегаз — Карась И.И.

Согласованы:

• Госстроем СССР 10.01.1985 № ДП-139-1;
• Госгортехнадзором СССР 04.04.1984 № 04-20/180;
• Главрыбводом Министерства рыбного хозяйства СССР 03.04.1984 № 30-11-9;
• Главным управлением по охране вод Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР 27.03.1984 № 13-5-02/331;
• Управлением пожарной охраны МВД Азерб. ССР 22.03.1984 № 18/6-959.

Утверждены и введены в действие Распоряжением Министерства газовой промышленности от 21.01.1985 № ВТ-75.

Взамен ВСН 51.1-81.

Настоящие ведомственные строительные нормы по проектированию морских стационарных платформ распространяются на стальные платформы сквозной конструкции, сооружаемые на морских нефтегазовых месторождениях с целью добычи нефти и газа.

Нормы проектирования устанавливают расчетные гидрометеорологические параметры, методы расчета нагрузок и воздействий, материалы, порядок расчета и конструирования стационарных платформ и их свайных фундаментов, требования к коррозионной стойкости.

Нормы проектирования не распространяются на морские стационарные платформы, возводимые на акваториях замерзающих морей СССР, а также на проектирование технологической части морских стационарных платформ.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Основные требования к конструкции сооружения

1.1.1. Требования настоящих норм должны соблюдаться при проектировании вновь возводимых, реконструируемых (расширяемых) стальных морских стационарных платформ сквозной конструкции, сооружаемых на морских нефтегазовых месторождениях.

Примечание. Воздействие отдельных дрейфующих льдов, в случае возможности их появления в районе строительства, необходимо учитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.06.04-82.

1.1.2. Морские стационарные платформы являются объектами обустройства морских нефтегазовых месторождений и относятся к сооружениям I класса.

1.1.3. При проектировании морских стационарных платформ, наряду с настоящими нормами, должны учитываться соответствующие требования действующих государственных стандартов, норм и правил, технических условий проектирования стальных конструкций, противопожарных и санитарных норм и других общесоюзных нормативных документов по проектированию и строительству, а также требования по обеспечению безопасности работ и охране труда в период строительства и эксплуатации сооружения и требования по охране окружающей среды.

1.1.4. Морские стационарные платформы, составленные из пространственных трубчатых опорных блоков и конструкций верхних строений платформ, должны иметь минимально необходимые габариты и отвечать требованиям прочности и устойчивости.

Выбор конструкции морских стационарных платформ, в том числе и свайных фундаментов, должен производиться на основании вариантных проработок, учитывающих требования по бурению, эксплуатации и ремонту скважин, требования по эксплуатации, монтажу и демонтажу всего комплекса технологического оборудования, используемого на платформе, а также требований по снижению стоимости и сокращению цикла строительства. Количество опорных блоков и блок-модулей (при модульном исполнении верхних строений платформ) должно быть минимальным.

1.1.5. Проектирование морских стационарных платформ должно осуществляться с учетом требований безопасной и бесперебойной нормальной эксплуатации сооружения в течение всего срока службы.

1.1.6. Проектирование морских стационарных платформ должно вестись на основании задания на проектирование, составленного в соответствии с требованиями инструкции СН 202-81*, в котором также должны содержаться сведения о следующих исходных данных для проектирования:

• об имеющихся базах строительной индустрии (заводы, монтажно-сборочные площадки) — их местоположение, степень технической оснащенности (грузоподъемные средства, устройства для спуска на воду готовых блоков, сварочная техника и т.д.);
• об условиях транспортировки на место строительства готовых блоков — типы транспортно-монтажных судов, специальных понтонов, барж или других плавучих средств, их технические характеристики (водоизмещение, грузоподъемность кранов, величина максимальной осадки и т.д.);
• срок службы сооружения.

1.1.7. Конструктивное решение морской стационарной платформы и ее ориентацию по частям света следует принимать такими, чтобы в направлении с наибольшими ветро-волновыми параметрами сооружение воспринимало возможно меньшее воздействие. При этом необходимо обеспечить размещение жилого модуля (бытовых помещений) со стороны господствующих ветров, а вышек и факелов — с противоположной стороны.

В особых случаях, когда расположение сооружения заранее обусловлено другими эксплуатационными требованиями (например, при проектировании приэстакадных стационарных платформ и др.), сооружение должно проектироваться с учетом этих требований и фактического направления внешних воздействий (ветра, волн и течения).

1.1.8. Высотное положение морских стационарных платформ должно назначаться с таким расчетом, чтобы между вершиной расчетной волны, определенной с учетом ветрового нагона и прилива, и нижней гранью надводных строений сооружения оставался просвет не менее 10% от высот гребня волны,

\text{Н}_{\text{кл}} = \text{Н}_{\text{у},max1\%} + 1,1\eta_{1\%} + \Delta h_{\text{вн}} + \text{Н}_{\text{пр}} , (1)

где \text{Н}_{\text{кл}} — отметка нижней грани надводных строений морской стационарной платформы, отсчитываемая от нуля Кронштадского футштока, м;

\text{Н}_{\text{у},max} — наивысший годовой уровень моря обеспеченностью 1%, отсчитываемый от нуля Кронштадского футштока, м;

\eta_{0,1\%} — высота гребня волны 0,1% обеспеченности в системе волн при обеспеченности расчетного шторма, назначаемой в соответствии с п. 2.2 настоящих норм, м;

\Delta h_{\text{вн}} — наибольший ветровой нагон, принимается по данным натурных наблюдений или определяется по приложению 1 к СНиП 2.06.04-82, м;

\text{Н}_{\text{пр}} — наибольшая высота прилива по видам: полусуточный, неправильный полусуточный, суточный, неправильный суточный, м.

Примечание. Подъем уровня моря, обусловленный цунами и падением барометрического давления при тайфуне, учитывается дополнительно.

1.1.9. При проектировании морских стационарных платформ должны максимально использоваться унифицированные решения, предусматривающие индустриализацию процессов изготовления, транспортировки, установки и крепления на месте строительства сборочных частей.

Основные размеры конструкций морских стационарных платформ, а также размеры их сборочных элементов следует назначать с учетом модульности и максимально возможной унификации элементов и узлов.

1.1.10. При проектировании и строительстве морских стационарных платформ необходимо принимать конструктивные схемы и технические решения, которые в соответствии с требованиями СНиП II-23-81 и настоящих норм должны обеспечивать:

а) прочность, устойчивость и геометрическую неизменяемость как сооружения в целом, так и его отдельных элементов при изготовлении, транспортировке, установке, креплении на точке строительства и эксплуатации;

б) качественное выполнение монтажных стыков, сопряжений и опираний, удобство установки и быстрой выверки положения конструкции;

в) простоту изготовления на заводах и монтажно-сборочных площадках с использованием высокопроизводительного оборудования и передовой технологии;

г) разбивку на сборочные единицы, размеры и масса которых допускают погрузку, беспрепятственную транспортировку, установку и крепление на месте строительства техническими средствами, определенными заданием на проектирование;

д) проведение натурных испытаний конструкций, узлов и отдельных элементов на головных платформах серии.

1.1.11. Участок для строительства морских стационарных платформ должен, как правило, иметь уклон дна, не превышающий 0,01.

1.1.12. Конструкции опорных блоков и свайные фундаменты следует рассчитывать по методу предельных состояний в соответствии с требованиями СТ СЭВ 384-76.

1.1.13. Настил морских стационарных платформ должен проектироваться металлическим, железобетонным или из другого материала, обеспечивающего его прочность и непроницаемость, с целью недопущения загрязнения морской среды отходами производства в процессе бурения, опробования и эксплуатации скважин.

Конструкция настила в соответствии с ГОСТ 17.1.3.02-77 должна предусматривать: отбортовку по всему периметру, уклон в сторону блока сбора сточных вод и канализационную систему для сбора сточных, морских и дождевых вод в специальные емкости.

1.1.14. Все надводные элементы морских стационарных платформ должны быть доступны для безопасного осмотра и обслуживания, для чего надлежит предусматривать люки, ходы, лестницы, перильные ограждения, специальные смотровые приспособления, позволяющие вести работы в период эксплуатации.

1.1.15. Морские стационарные платформы должны оборудоваться причально-посадочными устройствами, предназначенными для обеспечения подхода с наветренной стороны судов и посадки-высадки людей. Они должны располагаться не менее, чем с двух сторон сооружения и возвышаться над наивысшим годовым уровнем моря \text{Н}_{\text{у},max} (см. п. 1.1.8) не менее, чем на 1,5 м.

1.1.16. При наличии приливов и отливов высота причально-посадочных устройств должна быть назначена с учетом обеспечения швартовки и высадки.

1.1.17. Морские стационарные платформы должны, как правило, оборудоваться вертолетными площадками, располагаемыми с противоположной от бурящихся скважин стороны платформы.

Проектирование вертолетных площадок осуществляется в соответствии с требованиями ОАТ ГА-80 «Общие авиационные требования к средствам обеспечения вертолетов на судах и приподнятых над водой платформах».

1.2 Основные положения по расчету сооружений

1.2.1. Расчеты конструкций морских стационарных платформ следует выполнять по СНиП II-23-81 и согласно требованиям настоящих норм.

1.2.2. Расчетную схему морских стационарных платформ следует принимать в виде пространственной конструкции с жесткими соединениями элементов в узлах с учетом совместной работы опорных блоков со свайным фундаментом. Выбор расчетных схем, а также методов расчета стальных конструкций необходимо производить с учетом использования ЭВМ. Для сложных конструкций морских стационарных платформ допускается расчетную схему принимать в виде отдельных пространственных опорных блоков с учетом их совместной работы и взаимного влияния.

Расчетные усилия в элементах конструкций следует определять в предположении упругих деформаций стали.

1.2.3. При определении усилий в отдельных элементах и частях сооружений нагрузки и воздействия должны приниматься в наиболее невыгодных возможных при строительстве и эксплуатации положениях и сочетаниях, принимаемых в соответствии с п. 3.1.6 настоящих норм.

1.2.4. Определение усилий в элементах конструкций блоков допускается производить с учетом защемления их на уровне верха сваи (нижнего узла опорного блока). Полученные при этом опорные реакции являются внешними нагрузками для расчета свай. Усилия в сваях от этих нагрузок следует определять в соответствии с требованиями приложения к СНиП II-17-77.

1.2.5. При определении усилий в элементах решеток опорных блоков нагрузку от волн и течения допускается принимать в виде сосредоточенных сил, приложенных в узлах расчетной схемы конструкции. При проверке прочности элементов, непосредственно воспринимающих волновую нагрузку, должен также учитываться изгибающий момент от линейно распределенной нагрузки.

Оси элементов опорных блоков должны быть, как правило, центрированы во всех узлах по центрам тяжести сечений.

Примечание. При наличии эксцентриситета в узлах примыкания элементов более 0,25 от диаметра поясной трубы, в расчетную схему необходимо вводить условный расчетный узел для учета влияния дополнительного изгибающего момента.

1.2.6. Герметичные в период эксплуатации или в монтажный период трубчатые элементы опорных блоков, расположенные в подводной зоне, должны рассчитываться на воздействие гидростатического давления.

1.2.7. Устойчивость опорных блоков на опрокидывание в процессе монтажа (до закрепления их к грунту) проверяется по условию \text{М}_{\text{уд}}>\text{М}_{\text{опр}} ( \text{М}_{\text{уд}} — удерживающий момент относительно точки опрокидывания от собственного веса опорного блока с учетом подъемной силы, действующей на погруженные в воду элементы, и коэффициента надежности по нагрузке n = 0,9; \text{М}_{\text{опр}} — опрокидывающий момент относительно точки опрокидывания от воздействия ветра, волны и течения).

Высоту волны необходимо принимать 13% обеспеченности (h_{13\%}) в системе волн; при этом обеспеченность расчетного шторма должна соответствовать требованиям п. 2.2 настоящих норм, а скорость течения должна определяться по конкретным режимным характеристикам течения в районе строительства.

1.2.8. Определение горизонтального перемещения опорных блоков производится расчетом на нормативные нагрузки без коэффициента динамичности.

Горизонтальное перемещение блоков на уровне центра верхних узлов не должно превышать 0,005·h, где h — высота блока от центра нижних узлов.

1.2.9. При расчете прочности и устойчивости несущих элементов конструкции следует учитывать: коэффициент надежности по назначению \gamma_{\text{н}} = 1,0 и коэффициент условий работы \gamma_{\text{р}} = 0,9 .

Для замкнутых оболочек, находящихся под гидростатическим давлением, при проверке местной устойчивости — \gamma_{\text{с}} = 0,8 .

1.2.10. Гибкости элементов опорных блоков и ферм верхних строений платформ не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

2.1. Исследования — сбор, анализ, обобщение данных гидрометрежима в соответствии с «Номенклатурой» (Приложение 1) на акватории строительства морских стационарных платформ, а также представление используемых при проектировании исходных данных о гидрометеорологических параметрах, должны выполняться научно-исследовательскими и проектно-изыскательскими организациями Мингазпрома по данным Госкомгидромета СССР.

2.2. За расчетные значения гидрометеорологических параметров ветра и волн должны приниматься значения, соответствующие обеспеченности 1 раз в 100 лет.

Примечание. В случае, если наблюденные значения гидрометеорологических параметров превышают расчетные значения этих параметров, для определения воздействий ветра, волн и течения следует использовать наблюденные значения параметров.

2.3. Определение расчетных значений гидрометеорологических параметров необходимо производить в соответствии с приложением 1 СНиП 2.06.04-82 и настоящими нормами и уточнять на основе имеющихся данных натурных наблюдений и лабораторных исследований.

2.4. Исходные гидрометеорологические параметры для районов Каспийского моря необходимо принимать по Приложению 2.

3. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ. СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК

3.1 Основные положения

3.1.1. Нагрузки, воздействия и их сочетания, а также коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициенты динамичности следует принимать согласно требованиям настоящих норм.

3.1.2. Расчетные нагрузки и воздействия определяются как произведение нормативных нагрузок и воздействий на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Примечания. 1. При определении собственного веса подводной части опорного блока необходимо учитывать взвешенное состояние элементов в воде.

2. Значения коэффициентов надежности по нагрузке, указанные в скобках, принимаются при расчете конструкций на устойчивость положения, а также в других случаях, когда уменьшение нагрузки может ухудшить условия работы конструкций.

3.1.3. Нагрузки от технологического оборудования, механизмов и материалов следует принимать на основании технологической схемы нагрузок, составленной по паспортным данным оборудования, а материалов — по требуемым запасам их на морских стационарных платформах.

3.1.4. Динамическое вертикальное воздействие двигателей, стационарных и передвижных подъемно-транспортных средств и других механизмов следует учитывать путем умножения соответствующих статических нагрузок на коэффициент динамичности 1,1.

3.1.5. При назначении коэффициента динамичности нагрузок период первой формы собственных горизонтальных колебаний рекомендуется определять с помощью ЭВМ, принимая расчетную схему в соответствии с п. 1.2.2.

В случае выполнения расчета без применения ЭВМ допускается принимать расчетную схему статически определимой и период собственных колебаний определять приближенным методом.

3.1.6. При одновременном действии кратковременных нагрузок (волновых, от течения, ветровых, судовых) и особой нагрузки (сейсмической) расчет конструкций морских стационарных платформ должен выполняться с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний этих нагрузок. При этом их расчетные величины или значения соответствующих им усилий должны умножаться на коэффициент сочетания \text{п}_{\text{с}} , значения которого приведены в табл. 3.

Таблица 3

Примечания. 1. Расчеты по сочетанию «А» производятся для определения максимальных усилий в конструктивных элементах от действия основных нагрузок.

2. Расчеты по сочетанию «Б» производятся для оценки устойчивости незакрепленных или неполностью закрепленных опорных блоков (п. 1.2.7) и определения максимально возможных выдергивающих усилий в сваях до начала действия временных длительных нагрузок.

3. Расчеты по сочетанию «В» производятся для определения максимальных усилий в конструкциях от сейсмической нагрузки.

4. Расчеты по сочетанию нагрузок «Г» производятся для определения максимальных усилий в конструктивных элементах верхнего строения платформ.

3.1.7. Для выявления величин максимальных усилий в отдельных элементах конструкций необходимо рассматривать действие волновых нагрузок по следующим направлениям:

\alpha = 0°,45°,90°,135°,180°,225°,270°,315° .

Примечание. При преобладающем направлении воздействия допускается уменьшение количества углов \alpha на основе предварительного анализа.

3.2 Ветровая нагрузка

3.2.1. Нормативная ветровая нагрузка на морские стационарные платформы <*> или их конструктивные элементы должна определяться суммой статической и динамической составляющих, рассчитанных по скорости ветра при двухминутном интервале осреднения v_{(2)} , м/с.

<*> Рекомендуется также для расчета ветровых нагрузок на самоподъемные плавучие буровые установки в рабочем положении.

Величина v_{(2)} должна определяться в соответствии с пп. 2.2 - 2.4 настоящих норм.

3.2.2. В расчетах по сочетаниям «А», «Б» (п. 3.1.6) ветровая нагрузка должна определяться на элементы конструкций, оборудование и строения <**>, находящиеся выше 1/3 расстояния от уровня моря до низа конструкций верхнего строения.

<**> Далее термины «элементы конструкций, оборудование и строения», где это возможно, опущены и заменены термином «конструкции».

3.2.3. Ветровая нагрузка должна определяться, как правило, в направлениях осей симметрии опорной части платформы: для продольного и поперечного направлений.

3.2.4. Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки на сооружение должно определяться совокупностью составляющих ветровых нагрузок Q_{\text{н}_{i}}^{c} кН, на конструкции или их участки, на которые условно разбивается сооружение.

Q_{\text{н}_{i}}^{c} = q_{\text{н}}^{c} \cdot A_{p_{i}} , (2)

где q_{\text{н}}^{c} — нормативное значение статической составляющей ветрового давления, определяемое в соответствии с указаниями п. 3.2.5;

A_{\text{р}_{i}} — расчетная площадь i-ой конструкции или ее участка, определяемая в соответствии с указаниями п. 3.2.6.

3.2.5. Нормативное значение статической составляющей ветрового давления q_{\text{н}}^{c} , кПа, следует определять по формуле:

q_{\text{н}}^{c} = q_{0} \cdot K , (3)

где q_{0} = \frac{v_{(2)}^{2}}{1600} — скоростной напор, кПа;

K — коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте, приведен в табл. 4.

Таблица 4

Для промежуточных высот величину K определять линейной интерполяцией.

3.2.6 Расчетная площадь конструкции или ее участка A_{\text{р}_{i}} , м2, должна определяться по формуле:

A_{\text{р}_{i}} = A_{i} \cdot \varphi_{i} \cdot c_{i} \cdot e_{i} , (4)

где A_{i} — контурная площадь i-ой конструкции или ее участка, равная площади проекции конструкции или ее участка по наружному контуру на плоскость, перпендикулярную ветровому потоку, м2;

\varphi_{i} — коэффициент заполнения, определяемый для решетчатых конструкций отношением суммарной площади проекций элементов конструкции к ее контурной площади;

c_{i} — аэродинамический коэффициент, определяемый по разделу 6 СНиП II-6-74;

e_{i} — коэффициент экранирования, определяемый по табл. 5.

Таблица 5

Позиция	Профили конструкций	Рекомендации по определению коэффициента экранирования
1 h1 >= h2		a/h1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,8	Свыше 2,0
		e	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	0,9	1,0
2 h1 < h2		Принимается: - для верхней части конструкции высотой (h2 - h1) e = 1,0; - для нижней части конструкции высотой (h1) — по позиции 1 в зависимости от отношения a/h1.

Примечание. При определении расчетной площади опорных колонн самоподъемных плавучих буровых установок их взаимное экранирование не учитывается.

Влияние ограждений, кнехтов, небольших насосов и другого оборудования, установленного на открытых площадках, следует учитывать увеличением суммарной расчетной площади на 5%.

3.2.7. Нормативное значение динамической составляющей ветровой нагрузки определяется системой инерционных сил Q_{\text{нк}}^{\text{д}} , кН, приложенных в центрах масс конструкций или их участков, на которые условно разбивается сооружение. В расчетах учитывается только первая форма колебаний сооружения, перемещения конструкций или их участков, подверженных ветровому потоку, принимаются равными перемещению морской стационарной платформы на уровне рабочей площадки (главной палубы)

Q_{\text{нк}}^{\text{д}} = \text{М}_{\text{к}} \cdot \alpha_{\text{к}} \cdot \xi \cdot \nu \cdot \mu \cdot \theta , (5)

\text{М}_{\text{к}} — масса k-ой конструкции или участка, сосредоточенная в его центре, т;

\alpha_{\text{к}} — относительное горизонтальное перемещение центра k-ой массы при колебаниях сооружения по первой форме;

\xi — коэффициент динамичности при колебаниях сооружения с логарифмическим декрементом 0,3, определяемый по табл. 6 в зависимости от параметра \text{Т}_{\text{с}}v_{(2)} ( \text{Т}_{\text{с}} — период первой формы собственных колебаний сооружения);

\nu — коэффициент, учитывающий пространственную корреляцию пульсации скорости ветра по высоте, определяется специальным расчетом, допускается принимать \nu = 0,8 ;

\mu = 1: \sum_{j = 1}^{s} \alpha_{j}^{2}M_{j} — динамическая характеристика колебаний сооружения, \text{т}^{- 1} ;

s — количество масс конструкций или их участков, включая и подводные части сооружения;

\theta = \sum_{i = 1}^{r} Q_{\text{н}i}^{c}m_{i} — характеристика пульсационной составляющей ветровой нагрузки на сооружение, кН;

m_{i} — коэффициент пульсации скоростного напора для середины i-ой конструкции или ее участка, принимаемый по табл. 7;

r — количество конструкций или их участков, подверженных ветровому потоку.

Таблица 6

Таблица 7

Если масса конструкций или их участков, подверженных ветровому потоку, составляет не менее 70% массы всего сооружения, то в этом случае динамическую составлявшую ветровой нагрузки, прикладываемую на уровне рабочей площадки (главной палубы), допускается определять по упрощенной формуле:

Q_{\text{н}}^{\text{д}} = \xi \cdot \gamma \cdot \theta . (6)

3.3 Нагрузка от волн и течения

3.3.1. Нормативная нагрузка от волн и течения на морские стационарные платформы <*> должна определяться произведением статической нагрузки на коэффициент динамичности.

<*> Рекомендуется также для расчета самоподъемных плавучих буровых установок в рабочем положении.

Статическая нагрузка от действия волн и течения при глубине моря d \geq d_{cr} ( d_{cr} — критическая глубина воды, определяемая по приложению 1 к СНиП 2.06.04-82) определяется по настоящим нормам. Волновая нагрузка при d<d_{cr} определяется по СНиП 2.06.04-82. Значения коэффициента динамичности K_{d} приведены в табл. 8.

Таблица 8

T_{c} — период первой формы собственных колебаний сооружения, с;

\overline{T} — средний период волн, с;

Q_{\text{в},max} — максимальная статическая нагрузка от действия волн, определяемая по настоящим нормам (скорость течения равна нулю), кН;

Q_{\text{т}} — нагрузка от течения, определяемая по настоящим нормам (скорости и ускорения движения жидкости от волнения равны нулю), кН.

3.3.2. Совместное действие волн и течения следует учитывать сложением скорости течения с горизонтальной проекцией скорости движения жидкости при волнении.

3.3.3. Течение должно задаваться проекциями скоростей течения на расчетном уровне и у дна моря на направление луча волны, соответственно, u_{1} и u_{2} .

При одновременном действии волн и течения должно приниматься линейное изменение скорости течения от u_{1}\prime — на профиле волны до u_{2} — у дна моря (см. чертеж).

u_{1}\prime = (u_{1} + u_{2}) \frac{d}{H} - u_{2} . (7)

Эпюры скорости течения при различных фазах волны

Начало координат на дне моря. Ось X направлена по лучу волны в направлении движения волн, ось Z направлена вверх

3.3.4 Превышение взволнованной поверхности \eta , м, над расчетным уровнем моря следует определять по формуле:

\eta = \eta_{rel} \cdot h , (8)

где h — высота волны, м;

\eta_{rel} — относительное превышение взволнованной поверхности, определяется по формуле (9) в зависимости от пологости волны \psi = \lambda/h , относительной глубины моря \varphi = d/\lambda и относительной абсциссы \text{ж } = x/\lambda .

, (9)

\mu — наибольший действительный корень уравнения (10).

\frac{\pi^{2}F}{8\psi^{2}} \mu^{3} + 2\mu - 1 = 0 , (10)

F = \frac{32ch^{6}2\pi\varphi + 32ch^{4}2\pi\varphi - 76ch^{2}2\pi\varphi + 39}{sh^{6}2\pi\varphi} , (11)

\alpha = 2\pi(1 + M) ; M = \frac{\pi^{2}\mu^{2}(8ch^{4}2\pi\varphi - 8ch^{2}2\pi\varphi + 9)}{4\psi^{2}sh^{4}2\pi\varphi} . (12)

Примечание. Значения \eta_{rel} для различных \varphi , \psi и \text{ж} приведены в Приложении 3.

3.3.5. Статическая нагрузка на морскую стационарную платформу должна определяться для различных положений профиля волны относительно сооружения при расчетных длинах волны \lambda = (0,8 + 1,4)\overline{\lambda} и соответствовать максимальному волновому воздействию.

3.3.6. Нагрузка на морскую стационарную платформу должна определяться суммированием нагрузок на все элементы или их участки, расположенные ниже профиля волны. Нагрузки на элементы опорного блока следует рассчитывать как на отдельно стоящие обтекаемые преграды. Нагрузки на другие элементы (причально-посадочные устройства, стволы скважин и т.п.) определять с учетом коэффициентов сближения по фронту и лучу волны в соответствии с разделом 2 СНиП 2.06.04-82.

3.3.7. Поперечные размеры элемента, расположенного ниже расчетного уровня моря до глубины 50 м, следует увеличивать на двойную толщину слоя обрастания (толщина слоя определяется по данным натурных измерений, а при их отсутствии принимается 0,025 м).

3.3.8. Нагрузку на элемент конструкции допускается определять по распределенной линейной нагрузке в его начале q_{\text{н}} и конце q_{\text{к}} , принимая изменение нагрузки вдоль элемента линейным. В случае, если разность координат начала и конца элемента по вертикали или по лучу волны превышает 10 метров, необходимо определять распределенную линейную нагрузку для промежуточных точек.

3.3.9. Распределенная линейная нагрузка на вертикальный элемент должна определяться горизонтальной составляющей q_{x} .

Распределенная линейная нагрузка на горизонтальный элемент должна определяться геометрической суммой горизонтальной q_{x} и вертикальной q_{z} составляющих:

q = \sqrt{q_{x}^{2} + q_{z}^{2}} . (13)

Распределенная линейная нагрузка на наклонные элементы сквозного сооружения должна определяться по эпюрам горизонтальной q_{x} и вертикальной q_{z} составляющих. При этом поперечные размеры элемента принимаются равными размерам сечения элемента, соответственно, вертикальной и горизонтальной плоскостями.

Примечание. Нагрузку от волн и течения на элементы сооружения, наклоненные к горизонтали или вертикали под углом менее 25°, допускается определять, соответственно, как на горизонтальную или вертикальную преграду.

3.3.10. Горизонтальную составляющую q_{x} , кН/м, распределенной линейной нагрузки от волн и течения в точке с координатами x и z (см. чертеж), следует определять суммой скоростной q_{xv} и инерционной q_{xi} составляющих:

q_{x} = q_{xv} + q_{xi} , (14)

q_{xv} = 0,5\rho bC_{v}k_{v}^{2}v_{x}v_{x} , (15)

q_{xi} = 0,25\pi\rho abC_{i}k_{v}w_{x} , (16)

где \rho — массовая плотность морской воды, т/м3;

b и a — размеры сечения элемента по нормали к лучу волны и по лучу волны, м;

C_{v} и C_{i} — коэффициенты скоростного и инерционного сопротивлений, определяются в соответствии с п. 3.3.12;

v_{x} — горизонтальная проекция суммарной скорости движения жидкости при волнении и течении

v_{x} = v_{bx} + u ; (17)

v_{bx} и w_{x} — горизонтальные проекции скорости и ускорения жидкости при волнении в точке с координатами x и z, определяемые по п. 3.3.13, м/с и м/с2;

u — скорость течения в точке с координатами x и z, определяемая в соответствии с п. 3.3.3, м/с;

k_{v} — коэффициент, определяемый по формуле (18) в зависимости от относительного размера элемента b/\lambda :

k_{v} = 1 - 3,3(\frac{b}{\lambda})2 . (18)

3.3.11. Вертикальную составляющую q_{z} , кН/м, интенсивности нагрузки от волн в точке с координатами x и z (см. чертеж) следует определять суммой скоростной q_{zv} и инерционной q_{zi} составляющих:

q_{z} = q_{zv} + q_{zi} , (19)

q_{zv} = 0,5\rho aC_{v}k_{v}^{2}v_{z}v_{z} , (20)

q_{zi} = 0,25\pi\rho abC_{i}k_{v}w_{z} , (21)

где \rho , a, b, C_{v} , C_{i} , k_{v} — обозначения те же, что и в п. 3.3.10;

v_{z} и w_{z} — вертикальные проекции скорости и ускорения жидкости при волнении в точке с координатами x и z, определяемые по п. 3.3.14, м/с и м/с2.

3.3.12 Коэффициент скоростного сопротивления C_{v} должен определяться экспериментально или по формуле:

C_{v} = \beta_{v} \cdot c , (22)

где \beta_{v} — скоростной коэффициент формы, принимаемый по графикам из раздела 2 СНиП 2.06.04-82;

c = 0,7 — для периодически окрашиваемых цилиндрических элементов;

c = 1,0 — для цилиндрических элементов, покрытых обрастанием.

Примечание. Для элементов, имеющих другое сечение, коэффициент C_{v} следует определять по справочным или экспериментальным данным.

Коэффициент инерционного сопротивления C_{i} должен определяться экспериментально или по формулам:

для q_{xi} , (23)

C_{i} = 2 \frac{a}{b} \beta_{i} для q_{zi} ,

где \beta_{i} — инерционный коэффициент формы, принимаемый по графикам из раздела 2 СНиП 2.06.04-82;

a и b — обозначения те же, что в п. 3.3.10.

3.3.13. Горизонтальные проекции скорости v_{bx} , м/с и ускорения w_{x} , м/с2, жидкости при волнении в точке с координатами x и z должны определяться по формулам:

(24)

где A_{1} и A_{2} — коэффициенты скорости, \text{м}^{0,5}\text{с}^{- 1} ;

\text{В}_{1} и \text{В}_{2} — коэффициенты ускорения, \text{мс}^{- 2} ;

A_{1} = \mu \sqrt{\frac{2\pi g}{\psi} th2\pi\varphi} ; A_{2} = \frac{3\pi\mu^{2}}{2\psi sh^{2}2\pi\varphi} \sqrt{\frac{2\pi g}{\psi} th2\pi\varphi} , (25)

B_{1} = \frac{2\pi\mu g(1 + M)}{\psi} th2\pi\varphi ; B_{2} = \frac{6\pi^{2}\mu^{2}g(1 + M)}{\psi^{2}sh^{2}2\pi\varphi} th2\pi\varphi , (26)

\delta_{z_{1}} и \delta_{z_{2}} — коэффициенты уровня, z_{rel} = \frac{z}{d} ;

\delta_{z_{1}} = \frac{ch(2\pi\varphi \cdot z_{rel})}{sh2\pi\varphi} ; \delta_{z_{2}} = \frac{ch(4\pi\varphi \cdot z_{rel})}{sh^{2}2\pi\varphi} , (27)

\delta_{x_{1}} , \delta_{x_{2}} , \Delta_{x_{1}} , \Delta_{x_{2}} — коэффициенты фазы, \text{ж } = \frac{x}{\lambda} ;

(28)

Примечание. Значения коэффициентов A_{1} , A_{2} , \text{В}_{1} , \text{В}_{2} , \alpha , \delta_{z_{1}} и \delta_{z_{2}} приведены в Приложении 3.

3.3.14. Вертикальные проекции скорости v_{z} , м/с и ускорения w_{z} , м/с2, жидкости при волнении должны определяться по формулам:

(29)

\Delta_{z_{1}} и \Delta_{z_{2}} — коэффициенты уровня

\Delta_{z_{1}} = \frac{sh(2\pi\varphi \cdot z_{rel})}{sh2\pi\varphi} ; \Delta_{z_{2}} = \frac{sh(4\pi\varphi \cdot z_{rel})}{sh^{2}2\pi\varphi} . (30)

Значения коэффициентов \Delta_{z_{1}} , \Delta_{z_{2}} приведены в Приложении 3.

3.4 Сейсмическая нагрузка

3.4.1. При проектировании морских стационарных платформ следует учитывать сейсмические воздействия при строительстве в районах с сейсмичностью более 6 баллов.

Примечание. Проектирование морских стационарных платформ на площадках с сейсмичностью более 9 баллов допускается только по согласованию с Госстроем СССР.

3.4.2. Сейсмичность площадки строительства принимается по данным микрорайонирования. Для акватории строительства, по которой отсутствуют карты сейсмического микрорайонирования, допускается назначать сейсмичность площадки строительства по данным табл. 8.

Таблица 8

Примечание. В случае неоднородного состава грунты площадки строительства относятся к более неблагоприятной категории грунтов по сейсмическим свойствам, если в пределах 20-ти метров (считая ниже слоя донного илистого грунта с показателем текучести I_{L}<1,0 и пористостью e < 0,9) слой, относящийся к этой категории, имеет суммарную толщину более 10 метров.

3.4.3. При проектировании морских стационарных платформ на сейсмическое воздействие расчеты должны проводиться по предельному состоянию первой группы в соответствии со СНиП II-23-81. При этом должно учитываться сейсмическое воздействие от массы сооружения (сейсмические инерционные нагрузки) и от присоединенной массы воды, равной массе воды, вытесненной подводной частью блока.

3.4.4. Сейсмические нагрузки, действующие по направлениям продольной и поперечной осей морской стационарной платформы, следует учитывать раздельно.

3.4.5. Расчетная сейсмическая нагрузка на морские стационарные платформы в выбранном направлении определяется в соответствии со СНиП II-7-81. При этом морские стационарные платформы необходимо относить к категориям сооружений, повреждение которых связано с особо тяжелыми последствиями и должны рассчитываться на сейсмические нагрузки, соответствующие расчетной сейсмичности, при этом K_{1} — коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружений, следует принять равным 0,65; K_{2} — коэффициент, учитывающий конструктивные решения сооружений, следует принять равным 1,0; K_{\psi} — коэффициент, учитывающий жесткость сооружения, следует принять равным 1,0.

3.5 Нагрузка от судов

3.5.1. При проектировании морской стационарной платформы и устанавливаемых на ней причально-посадочных устройств необходимо учитывать нагрузки от швартуемых обслуживающих судов. Расчет нагрузок выполнять в соответствии со СНиП 2.06.04-82, при этом:

а) расчет нагрузок от навала судна при подходе к сооружению производить, принимая коэффициент \psi , учитывающий жесткость конструкции, равным 1,6;

б) при расчете нагрузок от навала пришвартованного судна и от натяжения швартовых при стоянке судна принимать следующие предельно допустимые условия:

• высота волны h = 1,5 м;
• скорость ветра по направлению навала судна v = 12 м/с;
• скорость течения u = 0,6 м/с.

3.5.2. Водоизмещение судов, швартуемых к морским стационарным платформам, не должно превышать 3 тыс. т.

3.6 Монтажные нагрузки

3.6.1. Величины монтажных нагрузок, действующих на сборочные единицы во время их подъема при изготовлении и погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке, установке и их закреплении определяются с учетом условий производства работ, максимально возможного веса сборочной единицы, максимальных нагрузок от ветра и волнения (с течением), при которых разрешается вести монтажные работы. Рекомендуется определять монтажные нагрузки для метеорологических условий: волнение — 2 балла (высота волны — 0,25 — 0,75 м) и ветер — 4 балла (скорость ветра 5,3 — 7,4 м/с).

3.6.2 Необходимо производить два расчета:

а) воздействия монтажных нагрузок на металлоконструкции сборочных единиц, расчет которых осуществляется по методу предельных состояний без учета коэффициента динамичности;

б) воздействия монтажных нагрузок на элементы грузозахватных систем, расчеты которых следует выполнять с учетом динамического характера нагрузок и в соответствии с требованиями пунктов 3.6.4, 3.6.5 настоящего раздела. Коэффициент динамичности принимается:

• для условий производства монтажно-сборочных операций на берегу — по действующим методикам и нормативам;
• для условий производства монтажно-сборочных операций в море: при расчете рымов, планок с обухом, проушин и др. элементов, непосредственно соединяемых с грузозахватными устройствами — не менее 2;
• при расчете всех других элементов, передающих подъемные нагрузки — не менее 1,35.

При этом монтажные нагрузки принимать с коэффициентом надежности по нагрузке n (см. табл. 2).

3.6.3. Сборочные единицы и элементы грузозахватных систем должны проверяться на действие вертикальных и горизонтальных усилий, возникающих при погрузочно-разгрузочных работах.

3.6.4. При расчете элементов грузозахватных систем, таких как рымы и проушины, наряду с усилиями, направленными вдоль стропов, должно учитываться усилие, направленное перпендикулярно к плоскости проушины или рыма, и принимаемое приложенным в центре отверстия. Величина этого усилия принимается равной 6% от расчетной статической нагрузки на стропы.

3.6.5. Расчет элементов грузозахватных систем производится по расчетному сопротивлению материала, определяемому по временному сопротивлению с коэффициентом запаса, принимаемым равным:

• для проушин, рымов и др. элементов, на которые заводятся или с которыми соединяются грузозахватные устройства — 4;
• для стропов, скоб грузоподъемностью < 50 т — 6;
• для скоб грузоподъемностью >= 50 т и других соединительных элементов — 5;
• для других грузозахватных устройств и приспособлений — 2.

3.6.6. Нагрузки, действующие на опорные блоки морской стационарной платформы, транспортируемые на плаву, при их спуске на воду и транспортировке определяются по Приложении 4.

При этом рекомендуется определение нагрузок при транспортировке опорных блоков производить для метеорологических условий: волнение — 3 балла (высота волны 0,75 — 1,25 м), ветер — 5 баллов (скорость ветра 7,5 — 9,8 м/с).

4.2. Расчетные сопротивления стального проката и труб следует принимать по СНиП II-23-81 и табл. 10.

Таблица 10

<*> Стали, рекомендуемые для применения в элементах, работающих в направлении толщины проката.

4.3. Расчетные сопротивления сварных соединений следует принимать по СНиП II-23-81.

5. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

5.1. Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерно-геологических изысканий строительной площадки. Объем и состав работ по инженерным изысканиям для строительства морских стационарных платформ должны определяться программой, разработанной изыскательской организацией по техническому заданию на производство изысканий, выданному заказчиком (проектной организацией — генеральным проектировщиком) в соответствии с требованиями ВСН 51.2-84, СНиП II-17-77 и государственных стандартов по исследованию грунтов.

5.2. В зависимости от характеристик донных грунтов, нагрузок, действующих на морскую стационарную платформу и наличия технических средств могут быть применены следующие виды свай:

а) сваи забивные трубчатые металлические, погружаемые в грунт молотами и вибропогружателями;

б) сваи бурозаливные из трубчатых элементов, погружаемые в предварительно пробуренные в грунте скважины большего диаметра с последующей заливкой скважины цементным раствором;

в) сваи комбинированные бурозаливные, состоящие из забиваемых в верхние слои грунта металлических труб с последующим бурением через их внутренние полости скважин на расчетную глубину, установкой анкеров и заполнением скважин и внутренней полости свай цементным раствором (возможно применение цементно-песчаных растворов или бетонов с пластификаторами);

г) сваи с уширенными нижними концами. Уширения нижних концов для перечисленных выше видов свай (а, б, в) создаются бурением или камуфлетным способом.

Примечание. Забивные трубчатые сваи в случае отсутствия механизмов требуемой мощности могут погружаться комбинированным способом, сочетающим забивку с разбуриванием грунтовой пробки. На последнем этапе забивки грунтовая пробка не разбуривается. После окончания погружения такой сваи внутреннюю полость необходимо заполнить цементным раствором.

5.3 Проектирование свайного фундамента морской стационарной платформы должно осуществляться на основе:

• расчетных сочетаний нагрузок;
• данных инженерно-геологических изысканий;
• технической оснащенности строительной организации и условий производства работ по креплению;
• технико-экономического сравнения вариантов фундаментов.

5.4 Расчет свайного фундамента морской стационарной платформы должен производиться по предельным состояниям двух групп:

• по первой группе, по прочности конструкции сваи и несущей способности грунтов основания свайного фундамента и свай;
• по второй группе, по осадке основания свайного фундамента от вертикальных нагрузок, по перемещениям свай в грунте.

5.5 При определении несущей способности свай коэффициент надежности по грунту следует принимать:

• если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта, — K_{\text{н}} = 1,4 ;
• если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой или расчетом по результатам статического зондирования, а также динамических испытаний свай, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, — K_{\text{н}} = 1,25 .

5.6 Свайный фундамент и сваи, рассчитываемые по предельным состояниям второй группы, должны удовлетворять условию

S \leq S_{\text{пр}} , (31)

где S — расчетная величина деформаций (перемещения, осадки) свайного фундамента (свай, опорных блоков).

Перемещения определяются по приложению к СНиП II-17-77, а осадки свайных групп (кустов) — по СНиП II-17-77 и СНиП 2.02.01-83 от нормативных нагрузок без коэффициента динамичности.

S_{\text{пр}} — предельно допускаемая величина деформаций (перемещений, осадок) свайного фундамента (свай, опорных блоков):

а) перемещение опорных блоков морских стационарных платформ на уровне поверхности морского дна определяется по условию ограничения расчетного давления, оказываемого на грунт боковой поверхностью свай;

б) осадка свайного фундамента (свай) морской стационарной платформы устанавливается с учетом обеспечения требований безопасности и условий для эксплуатационной надежности оборудования и технологических комплексов.

5.7. Несущая способность грунта основания \Phi , кН, забивной трубчатой сваи диаметром до 0,8 м определяется в соответствии со СНиП II-17-77. При заглублении сваи ниже 35 м величины расчетных сопротивлений следует принимать по пп. 5.8 и 5.9 настоящих норм.

5.8. Несущая способность грунта основания \Phi , кН, забивной трубчатой сваи диаметром более 0,8 м, погруженных в грунт с открытым нижним концом, определяется в зависимости от характера уплотнения грунтового ядра и его работы по боковой поверхности сваи, и принимается равной наименьшей из определенных по формулам (32) и (33):

\Phi = m(m_{R} \cdot R \cdot A_{\text{н}} + u\prime\Sigma m_{f} \cdot f_{i}\prime \cdot l_{i}\prime + u\prime\prime\Sigma m_{f} \cdot f_{i}\prime\prime \cdot l_{i}\prime\prime) , (32)

\Phi = m(m_{R} \cdot R \cdot A_{\text{бр}} + u\prime\Sigma m_{f} \cdot f_{i}\prime \cdot l_{i}\prime) , (33)

где m — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяемое по СНиП II-17-77 для забивных свай: при заглублении сваи ниже 35 м величину расчетного сопротивления следует принимать по СНиП II-17-77, для глубины 35 м в зависимости от типа и разновидности грунта под нижним концом сваи;

\text{А}_{\text{н}} — площадь поперечного сечения сваи, нетто, м2;

\text{А}_{\text{бр}} — площадь поперечного сечения сваи, брутто, включающая площади грунтового или бетонного ядра и сечения самой сваи, м2;

u', u» — наружный и внутренний периметры поперечного сечения сваи, м;

f_{i}\prime , f_{i}\prime\prime — расчетные сопротивления i-го слоя грунта основания, на наружной и внутренней боковых поверхностях сваи, кПа, принимаемое по результатам полевых и лабораторных исследований грунтов (статического сопротивления и др.) или назначаемые по СНиП II-17-77 для забивания свай; при заглублении сваи более 35 м величину расчетного сопротивления следует принимать по п. 5.9;

l_{i}\prime , l_{i}\prime\prime — толщины i-го слоя грунта, соприкасающегося с наружной и внутренней поверхностями сваи, м;

m_{R} , m_{f} — коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемый по СНиП II-17-77.

5.9. Расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи f_{i} , кПа, расположенного ниже 35 м следует принимать:

• для песчаных грунтов равным расчетному сопротивлению грунта на глубине 35 м f_{35} , определяемого по СНиП II-17-77 для забивных свай в зависимости от типа песка i-го слоя;
• для глинистых грунтов на глубине до 100 м по формуле:

f_{i} = k_{f} \cdot f_{35} , (34)

где k_{f} — коэффициент, принимаемый в зависимости от показателя текучести грунта I_{L}

, (35)

h_{i} — расстояние от поверхности морского дна до середины i-го слоя, м;

f_{35} — расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи на глубине 35 м, принимаемое по СНиП II-17-77 для забивных свай в зависимости от показателя текучести грунта i-го слоя, кПа;

для глинистых грунтов на глубине более 100 м принимать равным расчетному сопротивлению грунта на глубине 100 м в зависимости от показателя текучести грунта i-го слоя.

При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности должно соблюдаться условие

f_{i} \leq 100\text{кПа} . (36)

5.10. На стадии производства свайных работ по креплению морской стационарной платформы строительная организация должна представлять проектной организации ходограммы по забивке всех свай, а также сведения о количестве ударов, высоте подъема ударной части молота и отказе свай.

Примечания. 1. Если расчетный отказ наступит до достижения проектной отметки, необходимо согласовать прекращение работ с проектной организацией.

2. Если на проектной отметке не будет достигнут расчетный отказ, необходимо дать «отдых» свае. Продолжительность «отдыха» должна быть не менее:

• при прорезании сваей песчаных грунтов — 3 суток после окончания забивки;
• при прорезании или залегании под нижними концами свай связных, а также разнородных грунтов — 6 суток после окончания забивки.

5.11 Несущая способность грунта основания \Phi , кН, комбинированной бурозаливной сваи определяется по формуле:

\Phi = m(m_{R} \cdot R \cdot A + u_{1}\Sigma l_{i}c_{i} + u_{2}\Sigma m_{f}f_{j} \cdot l_{j}) , (39)

где m — коэффициент условий работы сваи, принимаемый равным 1,0;

m_{R} — коэффициент условий работы грунта под нижним концом бурозаливной сваи, принимаемый равным 1,0, за исключением случая устройства бурозаливной сваи с уширенным нижним концом, для которой m_{R} = 0,9 ;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом бурозаливной сваи, кПа, принимаемое по СНиП II-17-77 для набивных свай;

A — площадь опирания бурозаливной сваи, м2, принимаемая равной площади поперечного сечения, определяемой по наружному диаметру бурового инструмента;

u_{1} — периметр ствола забивной сваи, м;

c_{i} — расчетное удельное сцепление i-го слоя грунта на боковой поверхности забивной сваи, кПа, определяемое методом неконсолидированного среза;

l_{i} и l_{j} — толщины i-го или j-го слоев грунта, соприкасающихся с боковой поверхностью сваи, м;

u_{2} — периметр ствола буровой части сваи, принимаемый по наружному диаметру бурового инструмента, м;

m_{f} — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности буровой части сваи, зависящий от способа бурения скважины и технологии производства работ, принимаемый равным 1,0, за исключением:

• при бурении с глинистым раствором m_{f} = 0,7 ;
• при разрыве между процессами бурения и заливки более одних суток m_{f} = 0,7 ;

f_{j} — расчетное сопротивление j-го слоя грунта основания на боковой поверхности буровой части сваи, кПа, определяемое по формуле

f_{j} = c\prime + \gamma\prime_{j}(h_{j} - l\prime)(1 - sin\varphi_{j})tg\varphi_{j} , (40)

c' — расчетное удельное сцепление слоя грунта, находящегося на глубине l', кПа, определяемое методом неконсолидированного среза;

h_{j} — расстояние от поверхности дна моря до рассматриваемого j-го слоя грунта, м;

l — длина забитой части сваи, м;

\varphi_{j} — расчетное значение угла внутреннего трения j-го слоя грунта;

\gamma — удельный вес i-го слоя грунта, с учетом взвешивающего действия воды; при наличии водоупорного слоя удельный вес грунта в подстилающих слоях принять без учета взвешивающего действия воды, кН/м3.

При этом должно соблюдаться условие:

f_{j} \leq 140\text{кПа} . (41)

5.12. Прочность комбинированной бурозаливной трубчатой сваи при действии осевых нагрузок и моментов следует проверять по условию:

\frac{N}{A_{\text{п}}} \pm \frac{M \cdot r}{J_{\text{п}}} \leq R \cdot \gamma_{c} , (42)

где N — осевая сила, кН;

M — изгибающий момент в рассматриваемом сечении сваи, кН·м;

r — расстояние от центра до края сечения стали или бетона, м;

A_{\text{п}} — площадь поперечного сечения сваи, приведенная к площади сечения стали или бетона, м2;

J_{\text{п}} — момент инерции сечения сваи, приведенный к моменту инерции сечения стали или бетона, м4;

R — расчетное сопротивление стали или бетона, кПа;

\gamma_{c} = 0,9 — коэффициент условий работы.

5.13. Сечение комбинированной бурозаливной сваи, на которую действует только осевая сила, проверяется на прочность по формуле

N_{1} = \gamma_{c}(R_{y} \cdot A_{\text{м}} + R_{\text{пр}} \cdot A_{\text{б}}) , (43)

где N_{1} — осевая сила, кН;

\gamma_{c} — коэффициент условий работы;

R_{y} — расчетное сопротивление стали по пределу текучести, кПа;

A_{\text{м}} — площадь поперечного сечения трубчатых металлических анкеров, м2;

R_{\text{пр}} — призменная прочность цементного камня или бетона, кПа;

A_{\text{б}} — площадь поперечного сечения бетона или цементного камня, м2.

5.14. В проектах свайных фундаментов морских стационарных платформ должны предусматриваться испытания свай. Программа испытания свай должна включаться в состав проектной документации, результаты представляются с приемочным актом организации, эксплуатирующей платформу.

5.15. По данным забивки сваи производятся контрольные расчеты несущей способности свай с использованием динамических методов расчета, основанных на волновой теории удара, после чего решается вопрос продолжения работ.

6. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ СООРУЖЕНИЯ И ЗАЩИТЕ ОТ КОРРОЗИИ

6.1. Металлоконструкции морских стационарных платформ должны быть обеспечены противокоррозионной защитой.

6.2. Морские стационарные платформы по условиям эксплуатации считать находящимися в четырех зонах морской коррозии: атмосферной, периодического смачивания, подводной, донного грунта.

6.3. Выбор системы защиты следует производить в зависимости от условий эксплуатации сооружений с учетом степени агрессивного воздействия среды.

6.4. В атмосферной зоне защита сооружений должна быть обеспечена применением защитных покрытий (металлических и лакокрасочных), предназначенных для эксплуатации в средах со слабоагрессивной и среднеагрессивной степенями в умеренном макроклиматическом районе (ГОСТ 16350-80). Для защиты металлоконструкций верхнего строения морских стационарных платформ должны применяться атмосферостойкие лакокрасочные покрытия различных цветов в соответствии с требованиями технической эстетики к световому решению сооружения.

6.5. В зоне периодического смачивания защита сооружений от коррозии должна быть обеспечена применением защитных покрытий (металлических, лакокрасочных и смазочных), сочетающих стойкость в атмосферной зоне со стойкостью в морской воде (водостойкие покрытия для условий эксплуатации 4/2 по ГОСТ 9.032-74).

Сварные узлы надводной части опорных блоков глубоководных стационарных платформ следует защищать металлизационно-лакокрасочным покрытием.

6.6 Подводная зона сооружений должна защищаться электрохимическим способом (катодной поляризацией):

• при глубине моря до 40 м следует применять катодную или протекторную защиту по неокрашенной поверхности;
• при глубине моря свыше 40 м следует применять катодную защиту в сочетании с защитным покрытием;
• в зоне донного грунта независимо от глубины моря следует применять катодную защиту неокрашенной поверхности;
• нанесение покрытий (кроме смазочных) на металлоконструкцию должно осуществляться в заводских условиях.

6.7. Для улучшения коррозионной стойкости морских стационарных платформ, в соответствии с интенсивностью и характером коррозии металлоконструкции по отдельным зонам, при выборе материалов и конструктивных решений должны быть учтены следующие рекомендации.

6.7.1. Использовать конструкционные материалы (стали и сплавы) с повышенной пластичностью и ударной вязкостью.

6.7.2. Использовать стали и сплавы, не склонные к разрушению границ между зернами (стабилизированные) и к питтинговой коррозии.

6.7.3. В подводной зоне и в зоне периодического смачивания применять в одном узле разнородные марки сталей не рекомендуется.

6.7.4. Для уменьшения вредного влияния сварочных деформаций и концентрации напряжений на коррозионную стойкость конструкции при проектировании следует предусматривать соответствующие мероприятия конструктивного и технологического характера (снижение концентрации напряжений, порядок сборки и сварки элементов, подогрев конструкций и др.).

6.7.5. Не допускать образования в конструктивных узлах зазоров и щелей; вогнутых участков, острых граней и др. Избегать заклепочных, болтовых соединений листов, предусматривая преимущественное применение сварных соединений встык. При необходимости применения соединений внахлестку зазоры должны закрываться непрерывной сваркой.

6.7.6. Использовать такие конструктивные формы, которые облегчают очистку поверхности и нанесение защитных покрытий.

6.7.7. Располагая пролетные строения в зоне морской атмосферы, применять элементы трубчатого и коробчатого профиля как более коррозионно-стойкие, чем элементы из уголкового профиля.

6.7.8. Избегать размещения элементов связей (распорки, раскосы и др.) и шарнирных узлов в зоне периодического смачивания.

6.7.9. Избегать размещения сварных стыков на участке максимальной коррозии (в нижней третьей части зоны периодического смачивания).

Директор НИПИ «Гипроморнефтегаз», руководитель разработки, к.т.н. А.М. ДЖАФАРОВ

Зав. отделом стандартизации, к.т.н. П.М. ГРИГОРЯН

Ответственные исполнители:

Зав.отделом САПР, к.т.н. Р.Д. ГАДЖИЕВ

Зав. лабораторией ВВ и СН ПВУ, к.т.н. В.Г. САРКИСОВ

Нач. научно-технического отдела З.М. ТАИРЛИ

Приложение 1 Справочное

НОМЕНКЛАТУРА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Приложение 2 Обязательное

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ РАЙОНОВ КАСПИЙСКОГО МОРЯ (ПРИ ШТОРМЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬЮ 1 РАЗ В 100 ЛЕТ)

Схема районирования Каспийского моря по режимам ветра и волнения (цифрами указаны номера районов)

Таблица 1

Районы и подрайоны нефтегазоносных площадей Каспийского моря по ветровым и волновым условиям

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Приложение 3 Справочное

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ \eta_{rel} , A_{1} , A_{2} , B_{1} , B_{2} , \alpha , \delta_{z_{1}} , \delta_{z_{2}} , \Delta_{z_{1}} , \Delta_{z_{2}} ДЛЯ РАСЧЕТА ВОЛНОВЫХ НАГРУЗОК

Таблица 1