镇墩结构计算书

1、分段式压力管道镇墩结构计算书一 、设计依据及参考资料（1）设计依据：水电站压力钢管设计规范（SL2812003）（2）参考资料：水电站（河海大学 刘启钊主编）二 、设计基本资料引用流量Q=9.230m/s水的重度w=0.98t/m钢材的重度 s= 7.85t/m上游钢管内径 D0=2.400m下游钢管内径 D=2.400m上游钢管外径 D1=2.416m下游钢管外径 D2=2.416m上游伸缩节处的管内径D01=2.450m下游伸缩节处的管内径D02=2.450m上游钢管轴线倾角 1=3.500下游钢管轴线倾角2 =4.700上游钢管计算长度 L1=69.000m下游钢管计算长度 L2=73.

2、000m镇墩与上游相邻支墩的距离l1=69.000m镇墩与下游相邻支墩的距离l2=73.000m钢管转弯处的水头H0=21.000m上游伸缩节处的水头H1=17.000m下游伸缩节处的水头H2=27.000m上游计算管段的水头损失 hw1=0.500m下游计算管段的水头损失 hw2=0.500m伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数 fk=0.3伸缩节止水填料长度 b=0.150m钢管与支墩的摩擦系数f=0.3三 、轴向力计算1、钢管自重的轴向分力 计算公式：A1=gt.L.sin式中：gt=（D12-D02）. 3.14. s/4sLsinD0D1gtA1上游（A1）7.8569.000m0.061

3、048542.400m2.416m0.475t/m2.000t下游（A1）7.8573.000m0.081938512.400m2.416m0.475t/m2.840t2、钢管转弯处的内水压力 计算公式：A2=D02.w.H0.3.14/4D0wH0A2上游（A2）2.400m0.98t/m21.000m93.055t下游（A2）2.400m0.98t/m21.000m93.055t3、伸缩节边缘处的水压力 计算公式：A3=(D012.-D02).w.H.3.14/4D01D0wHA3上游（A3）2.450m2.400m0.98t/m17.000m3.171t下游（A3）2.450m2.400

4、m0.98t/m27.000m5.037t4、水流对管壁的摩擦力 计算公式：A4=D02.w.hw.3.14/4D0whwA4上游（A4）2.400m0.98t/m0.500m2.216t下游（A4）2.400m0.98t/m0.500m2.216t5、温度变化时伸缩节填料的摩擦力 计算公式：A5=D01.b.fk.w.H.3.14D01bfkwHA5上游（A5）2.450m0.150m0.30.98t/m17.000m5.767t下游（A5）2.450m0.150m0.30.98t/m27.000m9.160t6、温度变化时钢管与支墩的摩擦力 计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQ

5、wA6上游（A6）0.332.764t305.751t3.500101.365t7、水在弯管处的离心力 计算公式：A7=D02.w.V2.3.14/4gD0wVA7上游（A7）2.400m0.98t/m2.041m/s1.884t下游（A7）2.400m0.98t/m2.041m/s1.884t8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力 计算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A82.400m2.400m0.98t/m21.000m0.000t四、法向力计算1、管重产生的法向力Qp 计算公式：Qp=gt.L.cosgtLcosQp上游（Qp）0.475t/m34.53.50

6、00.998134816.351t下游（Qp）0.475t/m36.54.7000.9966373917.273t2、水重产生的法向力Qw 计算公式：Qw=gw.L.cosgwLcosQw上游（Qw）4.431t/m34.53.5000.9981348152.590t下游（Qw）4.431t/m36.54.7000.99663739 161.194t五、合力计算1、轴向合力计算(顺水流方向为+)(垂直向下为+)上游轴向力A1A2A3A4A5A6A7温度上升2.000t93.055t3.171t2.216t5.767t101.365t1.884t温度下降2.000t93.055t3.171t2.

7、216t-5.767t-101.365t1.884t温升上游合力209.458t温降上游合力-4.806t下游轴向力A1A2A3A4A5A7A8温度上升2.840t-93.055t-5.037t2.216t-9.160t-1.884t0.000t温度下降2.840t-93.055t-5.037t2.216t9.160t-1.884t0.000t温升下游合力-104.080t温降下游合力-85.760t温升Y1温升上游合力xsin112.787t温升下游合力xsin2-8.528t4.259t温升X温升上游合力xcos1209.068t温升下游合力xcos2-103.730t105.338t温降

8、Y1温降上游合力xsin1-0.293t温降下游合力xsin2-7.027027-7.320t温降X温降上游合力xcos1-4.798t温降下游合力xcos2-85.471t-90.269t2、法向合力计算(垂直向下为+)Y2下游合力(Qp+Qw)xcos1=168.626t346.493t上游合力(Qp+Qw)xcos2=177.867t六、镇墩设计计算1、抗滑稳定计算 计算公式：Kc=fz(Y+G)/X G=KcX/fz-Y抗滑安全系数 Kc= 1.5镇墩与地基的摩擦系数 fz= 0.55G温升时镇墩需要的重量-63.468t温降时镇墩需要的重量-585.361t3号压力管道镇墩结构计算书

9、一 、设计依据及参考资料（1）设计依据：水电站压力钢管设计规范（SL2812003）（2）参考资料：水电站（河海大学 刘启钊主编）二 、设计基本资料引用流量Q=9.230m/s水的重度w=0.98t/m钢材的重度 s= 7.85t/m上游钢管内径 D0=2.400m下游钢管内径 D=2.400m上游钢管外径 D1=2.416m下游钢管外径 D2=2.416m上游伸缩节处的管内径D01=2.416m下游伸缩节处的管内径D02=2.416m上游钢管轴线倾角 1=4.700下游钢管轴线倾角2 =0.000上游钢管计算长度 L1=73.000m下游钢管计算长度 L2=30.000m镇墩与上游相邻支墩的

10、距离l1=16.000m镇墩与下游相邻支墩的距离l2=5.000m钢管转弯处的水头H0=25.000m上游伸缩节处的水头H1=21.000m下游伸缩节处的水头H2=27.000m上游计算管段的水头损失 hw1=0.300m下游计算管段的水头损失 hw2=0.100m伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数 fk=0.3伸缩节止水填料长度 b=0.200m钢管与支墩的摩擦系数f=0.3三 、轴向力计算1、钢管自重的轴向分力 计算公式：A1=gt.L.sin式中：gt=（D12-D02）. 3.14. s/4sLsinD0D1gtA1上游（A1）7.8573.000m0.081938512.400m2.41

11、6m0.475t/m2.840t下游（A1）7.8530.000m02.400m2.416m0.475t/m0.000t2、钢管转弯处的内水压力 计算公式：A2=D02.w.H0.3.14/4D0wH0A2上游（A2）2.400m0.98t/m25.000m110.779t下游（A2）2.400m0.98t/m25.000m110.779t3、伸缩节边缘处的水压力 计算公式：A3=(D012.-D02).w.H.3.14/4D01D0wHA3上游（A3）2.416m2.400m0.98t/m21.000m1.245t下游（A3）2.416m2.400m0.98t/m27.000m1.601t4

12、、水流对管壁的摩擦力 计算公式：A4=D02.w.hw.3.14/4D0whwA4上游（A4）2.400m0.98t/m0.300m1.329t下游（A4）2.400m0.98t/m0.100m0.443t5、温度变化时伸缩节填料的摩擦力 计算公式：A5=D01.b.fk.w.H.3.14D01bfkwHA5上游（A5）2.416m0.200m0.30.98t/m21.000m9.367t下游（A5）2.416m0.200m0.30.98t/m27.000m12.044t6、温度变化时钢管与支墩的摩擦力 计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQwA6上游（A6）0.334.663t32

13、3.475t4.700107.080t7、水在弯管处的离心力 计算公式：A7=D02.w.V2.3.14/4gD0wVA7上游（A7）2.400m0.98t/m2.041m/s1.884t下游（A7）2.400m0.98t/m2.041m/s1.884t8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力 计算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A82.400m2.400m0.98t/m25.000m0.000t四、法向力计算1、管重产生的法向力Qp 计算公式：Qp=gt.L.cosgtLcosQp上游（Qp）0.475t/m84.7000.996637393.786t下游（Qp）0

14、.475t/m2.50.00011.187t2、水重产生的法向力Qw 计算公式：Qw=gw.L.cosgwLcosQw上游（Qw）4.431t/m84.7000.9966373935.330t下游（Qw）4.431t/m2.50.000111.078t五、合力计算1、轴向合力计算(顺水流方向为+)(垂直向下为+)上游轴向力A1A2A3A4A5A6A7温度上升2.840t110.779t1.245t1.329t9.367t107.080t1.884t温度下降2.840t110.779t1.245t1.329t-9.367t-107.080t1.884t温升上游合力234.526t温降上游合力1.

15、630t下游轴向力A1A2A3A4A5A7A8温度上升0.000t-110.779t-1.601t0.443t-12.044t-1.884t0.000t温度下降0.000t-110.779t-1.601t0.443t12.044t-1.884t0.000t温升下游合力-125.865t温降下游合力-101.777t温升Y1温升上游合力xsin119.217t温升下游合力xsin20.000t19.217t温升X温升上游合力xcos1233.737t温升下游合力xcos2-125.865t107.872t温降Y1温降上游合力xsin10.134t温降下游合力xsin200.134t温降X温降上游

16、合力xcos11.625t温降下游合力xcos2-101.777t-100.152t2、法向合力计算(垂直向下为+)Y2下游合力(Qp+Qw)xcos1=38.985t51.250t上游合力(Qp+Qw)xcos2=12.265t六、镇墩设计计算1、抗滑稳定计算 计算公式：Kc=fz(Y+G)/X G=KcX/fz-Y抗滑安全系数 Kc= 1.5镇墩与地基的摩擦系数 fz= 0.55G温升时镇墩需要的重量223.731t温降时镇墩需要的重量-324.526t1号压力管道镇墩结构计算书一 、设计依据及参考资料（1）设计依据：水电站压力钢管设计规范（SL2812003）（2）参考资料：水电站（河海

17、大学 刘启钊主编）二 、设计基本资料引用流量Q=1.620m/s水的重度w=1.00t/m钢材的重度 s= 7.85t/m上游钢管内径 D0=0.880m下游钢管内径 D=0.880m上游钢管外径 D1=1.000m下游钢管外径 D2=1.000m上游伸缩节处的管内径D01=1.150m下游伸缩节处的管内径D02=1.150m上游钢管轴线倾角 1=0.000下游钢管轴线倾角2 =4.700上游钢管计算长度 L1=24.500m下游钢管计算长度 L2=10.700m镇墩与上游相邻支墩的距离l1=4.100m镇墩与下游相邻支墩的距离l2=10.700m钢管转弯处的水头H0=22.500m上游伸缩节

18、处的水头H1=22.500m下游伸缩节处的水头H2=22.000m上游计算管段的水头损失 hw1=0.100m下游计算管段的水头损失 hw2=0.300m伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数 fk=0.3伸缩节止水填料长度 b=0.200m钢管与支墩的摩擦系数f=0.3三 、轴向力计算1、钢管自重的轴向分力 计算公式：A1=gt.L.sin式中：gt=（D12-D02）. 3.14. s/4sLsinD0D1gtA1上游（A1）7.8524.500m00.880m1.000m1.390t/m0.000t下游（A1）7.8510.700m0.081938510.880m1.000m1.390t/m1.

19、219t2、钢管转弯处的内水压力 计算公式：A2=D02.w.H0.3.14/4D0wH0A2上游（A2）0.880m1.00t/m22.500m13.678t下游（A2）0.880m1.00t/m22.500m13.678t3、伸缩节边缘处的水压力 计算公式：A3=(D012.-D02).w.H.3.14/4D01D0wHA3上游（A3）1.150m0.880m1.00t/m22.500m9.681t下游（A3）1.150m0.880m1.00t/m22.000m9.466t4、水流对管壁的摩擦力 计算公式：A4=D02.w.hw.3.14/4D0whwA4上游（A4）0.880m1.00t

20、/m0.100m0.061t下游（A4）0.880m1.00t/m0.300m0.182t5、温度变化时伸缩节填料的摩擦力 计算公式：A5=D01.b.fk.w.H.3.14D01bfkwHA5上游（A5）1.150m0.200m0.31.00t/m22.500m4.875t下游（A5）1.150m0.200m0.31.00t/m22.000m4.767t6、温度变化时钢管与支墩的摩擦力 计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQwA6上游（A6）0.334.060t14.894t0.00014.686t7、水在弯管处的离心力 计算公式：A7=D02.w.V2.3.14/4gD0wVA7

21、上游（A7）0.880m1.00t/m2.665m/s0.441t下游（A7）0.880m1.00t/m2.665m/s0.441t8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力 计算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A80.880m0.880m1.00t/m22.500m0.000t四、法向力计算1、管重产生的法向力Qp 计算公式：Qp=gt.L.cosgtLcosQp上游（Qp）1.390t/m2.050.00012.850t下游（Qp）1.390t/m5.354.7000.996637397.413t2、水重产生的法向力Qw 计算公式：Qw=gw.L.cosgwLcos

22、Qw上游（Qw）0.608t/m2.050.00011.246t下游（Qw）0.608t/m5.354.7000.996637393.241t五、合力计算1、轴向合力计算(顺水流方向为+)(垂直向下为+)上游轴向力A1A2A3A4A5A6A7温度上升0.000t13.678t9.681t0.061t4.875t14.686t0.441t温度下降0.000t13.678t9.681t0.061t-4.875t-14.686t0.441t温升上游合力43.421t温降上游合力4.299t下游轴向力A1A2A3A4A5A7A8温度上升1.219t-13.678t-9.466t0.182t-4.767

23、t-0.441t0.000t温度下降1.219t-13.678t-9.466t0.182t4.767t-0.441t0.000t温升下游合力-26.949t温降下游合力-17.416t温升Y1温升上游合力xsin10.000t温升下游合力xsin2-2.208t-2.208t温升X温升上游合力xcos143.421t温升下游合力xcos2-26.859t16.562t温降Y1温降上游合力xsin10.000t温降下游合力xsin2-1.4270664-1.427t温降X温降上游合力xcos14.299t温降下游合力xcos2-17.358t-13.059t2、法向合力计算(垂直向下为+)Y2下

24、游合力(Qp+Qw)xcos1=4.096t14.714t上游合力(Qp+Qw)xcos2=10.618t六、镇墩设计计算1、抗滑稳定计算 计算公式：Kc=fz(Y+G)/X G=KcX/fz-Y抗滑安全系数 Kc= 1.5镇墩与地基的摩擦系数 fz= 0.55G温升时镇墩需要的重量32.664t温降时镇墩需要的重量-48.902t2号压力管道镇墩结构计算书一 、设计依据及参考资料（1）设计依据：水电站压力钢管设计规范（SL2812003）（2）参考资料：水电站（河海大学 刘启钊主编）二 、设计基本资料引用流量Q=1.620m/s水的重度w=1.00t/m钢材的重度 s= 7.85t/m上游钢

25、管内径 D0=0.880m下游钢管内径 D=0.880m上游钢管外径 D1=1.000m下游钢管外径 D2=1.000m上游伸缩节处的管内径D01=1.150m下游伸缩节处的管内径D02=1.150m上游钢管轴线倾角 1=2.300下游钢管轴线倾角2 =5.200上游钢管计算长度 L1=24.500m下游钢管计算长度 L2=10.700m镇墩与上游相邻支墩的距离l1=4.100m镇墩与下游相邻支墩的距离l2=10.700m钢管转弯处的水头H0=35.200m上游伸缩节处的水头H1=2.900m下游伸缩节处的水头H2=2.500m上游计算管段的水头损失 hw1=0.100m下游计算管段的水头损失

26、 hw2=0.300m伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数 fk=0.3伸缩节止水填料长度 b=0.200m钢管与支墩的摩擦系数f=0.3三 、轴向力计算1、钢管自重的轴向分力 计算公式：A1=gt.L.sin式中：gt=（D12-D02）. 3.14. s/4sLsinD0D1gtA1上游（A1）7.8524.500m0.040131790.880m1.000m1.390t/m1.367t下游（A1）7.8510.700m0.090632580.880m1.000m1.390t/m1.348t2、钢管转弯处的内水压力 计算公式：A2=D02.w.H0.3.14/4D0wH0A2上游（A2）0.88

27、0m1.00t/m35.200m21.398t下游（A2）0.880m1.00t/m35.200m21.398t3、伸缩节边缘处的水压力 计算公式：A3=(D012.-D02).w.H.3.14/4D01D0wHA3上游（A3）1.150m0.880m1.00t/m2.900m1.248t下游（A3）1.150m0.880m1.00t/m2.500m1.076t4、水流对管壁的摩擦力 计算公式：A4=D02.w.hw.3.14/4D0whwA4上游（A4）0.880m1.00t/m0.100m0.061t下游（A4）0.880m1.00t/m0.300m0.182t5、温度变化时伸缩节填料的摩

28、擦力 计算公式：A5=D01.b.fk.w.H.3.14D01bfkwHA5上游（A5）1.150m0.200m0.31.00t/m2.900m0.628t下游（A5）1.150m0.200m0.31.00t/m2.500m0.542t6、温度变化时钢管与支墩的摩擦力 计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQwA6上游（A6）0.334.060t14.894t2.30014.674t7、水在弯管处的离心力 计算公式：A7=D02.w.V2.3.14/4gD0wVA7上游（A7）0.880m1.00t/m2.665m/s0.441t下游（A7）0.880m1.00t/m2.665m/s0.441t8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力 计算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A80.880m0.880m1.00t/m35