压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算

1、 压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算1 设计依据和参考资料 设计依据：泵站设计规范GB/T 5026597 1997年6月2日发布 1997年9月1日实施 给水排水工程管道结构设计规范GB 503322002 参考资料：水泵和水泵站 山西机械学院 栾鸿儒 主编 水利电力出版社 高等学校教材 泵站 取水输水建筑物丛书 丘传忻编著 中国水利水电出版社2 设计输入数据管轴线上段立面倾角1=20.00 管轴线下段立面倾角2=0.00 管道内径 D0=2.000 m闸阀内径 DF=0.000 m管道断面中心计算水头 Hp=40.000 m水锤压力增量H=0.000 m水的容重 =9.81kN/m水管直径

2、变化时的最大内径 D01=2.000 m水管直径变化时的最小内径 D02=2.000 m伸缩接头外管内径 D1=2.000 m伸缩接头内管内径 D2=2.000 m管道和水的摩擦系数 fH=0.13伸缩节填料宽度 bK=0.00 m填料与管壁摩擦系数 fk=0.00管壁与支墩接触面的摩擦系数 f0=0.00重力加速度g=9.81 m/s水平向地震系数 KH=0.10综合影响系数 CZ=0.25地震加速度分布系数 ai=1.00集中在i点的重量Wi=596.57 KN管道中流量Q=3.819 m/s管道中水的平均流速V=1.216 m/s计算管长（上段） L1=2.0 m计算管长（下段） L2=

3、2.0 m管壁厚度 =18.0 mm3 荷载计算 根据规范C.0.1条，作用于镇墩上的荷载包括：镇墩自重G；镇墩上下游管轴方向作用力；镇墩上下游垂直管轴方向作用力。 其中镇墩上下游管轴方向作用力包括：钢管自重分力A1；弯管上的内水压力A2；作用在闸阀上的水压力A3；管道直径变化段的水压力A4（本工程无该项作用力）；在伸缩接头边缝处的内水压力A5；水流与管壁之间的摩擦力A6；温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力A7；温度变化时管道沿支墩的摩擦力A8（本工程无该项作用力）；管道转弯处水流的离心力A9。 其中镇墩上下游垂直管轴方向作用力包括：钢管自重分力Qc；钢管水重分力Qs；3.1 单位管长钢管自重qc

4、和单位管长管内水得qs计算 计算公式：单位管长钢管自重单位管长管内水重单位管长钢管自重qc和单位管长管内水重qs计算表D0trcrsqcqs20.01878.59.818.95830.810ccttDqgp+=)(0ssDqgp=2025.03.2 镇墩轴线上段钢管对镇墩作用力计算镇墩上段钢管对镇墩作用力计算表序号作用力方向作用力名称计算公式上段钢管对镇墩作用力温升温降1管轴方向钢管自重分力6.1286.1282弯管上的内水压力1232.3841232.3843作用在闸阀上的水压力4管道直径变化段的水压力0.0000.0005在伸缩接头边缝处的内水压力0.0000.0006水流与管壁之间的摩擦

5、力4.0984.0987温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力0.0000.0008温度变化时管道沿支墩的摩擦力0.0000.0009管道转弯处水流的离心力4.6424.64211垂直管轴方向钢管自重分力16.83616.83612钢管中水重分力57.90357.90313镇墩上段垂直管轴方向合力Q174.73974.73914水平地震惯性力14.91414.914111sinaLqAc=gppHDA2024=gppHDDA)(42022014-=gppHDDA)(422215-=gpHfDA2064=gppKKHfbDA17=1108cos)(aLqqfAsc+=gpgVDA22094=11cosa

6、LqQcc=11cosaLqQss=scQQQ+=1iizHiWCKpa=3.3 镇墩轴线下段钢管对镇墩作用力计算镇墩下段钢管对镇墩作用力计算表序号作用力方向作用力名称计算公式下段钢管对镇墩作用力温升温降1管轴方向钢管自重分力0.0000.0002弯管上的内水压力-1232.384-1232.3843作用在闸阀上的水压力0.0000.0004管道直径变化段的水压力0.0000.0005在伸缩接头边缝处的内水压力0.0000.0006水流与管壁之间的摩擦力4.0984.0987温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力0.0000.0008温度变化时管道沿支墩的摩擦力0.0000.0009管道转弯处水流的离

7、心力-4.642-4.64211垂直管轴方向钢管自重分力17.91617.91612钢管中水重分力61.61961.61913镇墩下段垂直管轴方向合力Q279.53579.53514水平地震惯性力14.91414.914管轴向作用力方向：（+为钢管下行方向，-为钢管上行方向）221s i naLqAc=gppHDA2024=gppFHDA234=gppHDDA)(42022014-=gppHDDA)(422215-=gpHfDA2064=gppKKHfbDA17=1208cos)(aLqqfAsc+=gpgVDA22094=22cosaLqQcc=22cosaLqQss=scQQQ+=2iiz

8、HiWCKpa=3.4 钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算3.4.1 基本荷载组合 正常运行情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs 镇墩上段管轴方向合力A1=A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9=1247.252（温升）1247.252（温降） 镇墩下段管轴方向合力A2=A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9=-1232.929（温升）-1232.929（温降） 计算公式：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升1247.252-1232.92974.73979.53520.00 0.00 -35.333576

9、.352温降1247.252-1232.92974.73979.53520.00 0.00 -35.333576.3523.4.2 特殊荷载组合 地震情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs+Pi 计算公式：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升1247.252-1232.92974.73979.53520.00 0.00 -50.248576.352温降1247.252-1232.92974.73979.53520.00 0.00 -50.248576.352221121sinsinco s2co s1aaaa+=QQAAX22112

10、1coscossin2sin1aaaa+=QQAAYiPQQAAX+=221121sinsincos2cos1aaaa221121coscossin2sin1aaaa+=QQAAY 管道水压试验情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs 查给水排水管道工程施工及验收规范，钢管水压试验压力P=P+0.5且不小于0.9MPa，P为钢管工作压力。 计算表：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升2787.732-2773.40974.73979.53520.00 0.00 -128.2361103.227温降2787.732-2773.40974

11、.73979.53520.00 0.00 -128.2361103.2273.5 镇墩抗滑稳定计算 计算公式： 式中： 镇墩基底摩擦系数f=0.35 镇墩重量G=596.57 kN 初拟镇墩尺寸:镇墩尺寸(m)底面积A体积M重量底长a顶长b下边高c上边高d宽emmkN3.042.003.891.043.209.7224.86596.57 侧向土压力计算： 被动土压力标准值计算公式： 主动土压力标准值计算公式： 式中： 土的容重 1=18.00 kN/m 土的内摩擦角=30.00 地面至计算截面处的深度 z1=0.00 m 地面至计算截面处的深度 z2=3.89 m 镇墩顶侧被动土压力 Fpk1

12、=0.00 kPa 镇墩底侧被动土压力 Fpk2=209.99 kPaccKXGYfK+=)(+=245021jgtgzFpk-=245021jgtgzFak 镇墩侧向被动土压力合力 Ppk=1587.68 kPa 镇墩顶侧主动土压力 Fak1=0.00 kPa 镇墩底侧主动土压力 Fak2=23.33 kPa 镇墩侧向主动土压力合力 Pak=176.41 kPa3.5.1 基本荷载组合情况下：镇墩抗滑稳定计算表工况实际被动土压力P=|X|+Pak-(Y+G)*f|X|YGfKKc结果温升0.00035.333576.352596.570.3511.6191.3满足规范温降0.00035.33

13、3576.352596.570.3511.6191.3满足规范3.5.2 特殊荷载组合情况下：镇墩抗滑稳定计算表工况实际被动土压力P=|X|+Pak-(Y+G)*f|X|YGfKKc结果温升0.000128.2361103.227596.570.354.6391.1满足规范温降0.000128.2361103.227596.570.354.6391.1满足规范3.6 镇墩抗倾覆稳定计算 计算公式： 式中： 镇墩上垂直合力作用点距倾覆原点的距离y0= 1.52 m 镇墩上水平合力作用点距倾覆原点的距离x0= 1.50 m3.5.1 基本荷载组合情况下：镇墩抗倾稳定计算表工况|X|YGy0 x0K

14、0K0结果 0000)(KXxGYyK+=温升35.333576.352596.571.521.50033.61.5满足规范温降35.333576.352596.571.521.50033.61.5满足规范3.5.2 特殊荷载组合情况下：镇墩抗倾稳定计算表工况|X|YGy0 x0K0K0结果温升128.2361103.227596.571.521.50013.41.2满足规范温降128.2361103.227596.571.521.50013.41.2满足规范3.7 镇墩基底应力计算 计算公式： 式中： 镇墩沿管轴方向的底面宽度 B=3.04 m 镇墩垂直管轴方向的底面长度 L=3.20 m

15、合力作用点对镇墩底面形心的偏心距 e 地基的允许承载力 R=150.00 kPa3.7.1 基本荷载组合情况下： 偏心距计算表工况倾覆力矩M1=|X|*x0 抗倾力矩M2= (Y+G)*y0 偏心距e0a/2-（抗倾力矩M2-倾覆力矩M1）/（y+G）温升53.0001781.8900.045温降53.0001781.8900.045地基应力计算成果表工况YGPmaxPminR结果温升576.352596.57131.40109.87150.0满足规范温降576.352596.57131.40109.87150.0满足规范3.7.2 特殊荷载组合情况下： RBeBLGYP+=61maxmin

16、偏心距计算表工况倾覆力矩M1=|X|*x0 抗倾力矩M2= (Y+G)*y0 偏心距e0a/2-（抗倾力矩M2-倾覆力矩M1）/（y+G）温升192.3532582.3120.113温降192.3532582.3120.113地基应力计算成果表工况YGPmaxPminR结果温升1103.227596.57213.89135.76150.0(63.9)温降1103.227596.57213.89135.76150.0(63.9)3.7.3 镇墩基础处理：采用换填碎石砂垫层处理方法垫层高(m)底加宽(m)坡角B(m)L(m)0.60.6604.334.49处理后地基应力计算成果表工况YGPmaxP

17、minR结果温升1103.227596.57101.0573.66150.0满足规范温降1103.227596.57101.0573.66150.0满足规范XYA9A6A2OadcbYXOA2A1A6A9L2L1a1A2A1Q1Q2G 压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算1 设计依据和参考资料 设计依据：泵站设计规范GB/T 5026597 1997年6月2日发布 1997年9月1日实施 给水排水工程管道结构设计规范GB 503322002 参考资料：水泵和水泵站 山西机械学院 栾鸿儒 主编 水利电力出版社 高等学校教材 泵站 取水输水建筑物丛书 丘传忻编著 中国水利水电出版社2 设计输入数据管

18、轴线上段立面倾角1=0.00 管轴线下段立面倾角2=20.00 管道内径 D0=2.000 m闸阀内径 DF=0.000 m管道断面中心计算水头 Hp=40.000 m水锤压力增量H=0.000 m水的容重 =9.81kN/m水管直径变化时的最大内径 D01=2.000 m水管直径变化时的最小内径 D02=2.000 m伸缩接头外管内径 D1=2.000 m伸缩接头内管内径 D2=2.000 m管道和水的摩擦系数 fH=0.13伸缩节填料宽度 bK=0.00 m填料与管壁摩擦系数 fk=0.00管壁与支墩接触面的摩擦系数 f0=0.00重力加速度g=9.81 m/s水平向地震系数 KH=0.1

19、0综合影响系数 CZ=0.25地震加速度分布系数 ai=1.00集中在i点的重量Wi=0.00 KN管道中流量Q=3.819 m/s管道中水的平均流速V=1.216 m/s计算管长（上段） L1=2.0 m计算管长（下段） L2=2.0 m管壁厚度 =18.0 mm3 荷载计算 根据规范C.0.1条，作用于镇墩上的荷载包括：镇墩自重G；镇墩上下游管轴方向作用力；镇墩上下游垂直管轴方向作用力。 其中镇墩上下游管轴方向作用力包括：钢管自重分力A1；弯管上的内水压力A2；作用在闸阀上的水压力A3；管道直径变化段的水压力A4（本工程无该项作用力）；在伸缩接头边缝处的内水压力A5；水流与管壁之间的摩擦力

20、A6；温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力A7；温度变化时管道沿支墩的摩擦力A8（本工程无该项作用力）；管道转弯处水流的离心力A9。 其中镇墩上下游垂直管轴方向作用力包括：钢管自重分力Qc；钢管水重分力Qs；3.1 单位管长钢管自重qc和单位管长管内水得qs计算 计算公式：单位管长钢管自重单位管长管内水重单位管长钢管自重qc和单位管长管内水重qs计算表D0trcrsqcqs20.01878.59.818.95830.810ccttDqgp+=)(0ssDqgp=2025.03.2 镇墩轴线上段钢管对镇墩作用力计算镇墩上段钢管对镇墩作用力计算表序号作用力方向作用力名称计算公式上段钢管对镇墩作用力温升温

21、降1管轴方向钢管自重分力0.0000.0002弯管上的内水压力1232.3841232.3843作用在闸阀上的水压力4管道直径变化段的水压力0.0000.0005在伸缩接头边缝处的内水压力0.0000.0006水流与管壁之间的摩擦力4.0984.0987温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力0.0000.0008温度变化时管道沿支墩的摩擦力0.0000.0009管道转弯处水流的离心力4.6424.64211垂直管轴方向钢管自重分力17.91617.91612钢管中水重分力61.61961.61913镇墩上段垂直管轴方向合力Q179.53579.53514水平地震惯性力0.0000.000111sina

22、LqAc=gppHDA2024=gppHDDA)(42022014-=gppHDDA)(422215-=gpHfDA2064=gppKKHfbDA17=1108cos)(aLqqfAsc+=gpgVDA22094=11cosaLqQcc=11cosaLqQss=scQQQ+=1iizHiWCKpa=3.3 镇墩轴线下段钢管对镇墩作用力计算镇墩下段钢管对镇墩作用力计算表序号作用力方向作用力名称计算公式下段钢管对镇墩作用力温升温降1管轴方向钢管自重分力6.1286.1282弯管上的内水压力-1232.384-1232.3843作用在闸阀上的水压力0.0000.0004管道直径变化段的水压力0.00

23、00.0005在伸缩接头边缝处的内水压力0.0000.0006水流与管壁之间的摩擦力4.0984.0987温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力0.0000.0008温度变化时管道沿支墩的摩擦力0.0000.0009管道转弯处水流的离心力-4.642-4.64211垂直管轴方向钢管自重分力16.83616.83612钢管中水重分力57.90357.90313镇墩下段垂直管轴方向合力Q274.73974.73914水平地震惯性力0.0000.000管轴向作用力方向：（+为钢管下行方向，-为钢管上行方向）221s i naLqAc=gppHDA2024=gppFHDA234=gppHDDA)(420220

24、14-=gppHDDA)(422215-=gpHfDA2064=gppKKHfbDA17=1208cos)(aLqqfAsc+=gpgVDA22094=22cosaLqQcc=22cosaLqQss=scQQQ+=2iizHiWCKpa=3.4 钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算3.4.1 基本荷载组合 正常运行情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs 镇墩上段管轴方向合力A1=A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9=1241.124（温升）1241.124（温降） 镇墩下段管轴方向合力A2=A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9=-1226.8

25、01（温升）-1226.801（温降） 计算公式：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升1241.124-1226.80179.53574.7390.00 20.00 62.746-269.824温降1241.124-1226.80179.53574.7390.00 20.00 62.746-269.8243.4.2 特殊荷载组合 地震情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs+Pi 计算公式：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升1241.124-1226.80179.53574.7390.00 20.

26、00 62.746-269.824温降1241.124-1226.80179.53574.7390.00 20.00 62.746-269.824221121sinsincos2cos1aaaa-+=QQAAX221121coscossin2sin1aaaa+=QQAAY221121sinsincos2cos1aaaa-+=QQAAX221121coscossin2sin1aaaa+=QQAAY 管道水压试验情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs+Pi 查给水排水管道工程施工及验收规范，钢管水压试验压力P=P+0.5且不小于0.9MPa，P为钢管工作压力。 计算表：钢

27、管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升2781.604-2767.28179.53574.7390.00 20.00 155.648-796.699温降2781.604-2767.28179.53574.7390.00 20.00 155.648-796.6993.5 镇墩抗滑稳定计算 计算公式： 式中： 镇墩基底摩擦系数f= 0.35 镇墩重量G= 1448.29 kN 初拟镇墩尺寸:镇墩尺寸(m)底面积A体积M重量长a高b宽cmmkN6.003.503.8022.8060.351448.29 侧向土压力计算： 被动土压力标准值计算公式： 主动土压力标准值计算

28、公式： 式中： 土的容重 1=18.00 kN/m 土的内摩擦角=30.00 地面至计算截面处的深度 z1=0.00 m 地面至计算截面处的深度 z2=3.50 m 镇墩顶侧被动土压力 Fpk1=0.00 kPa 镇墩底侧被动土压力 Fpk2=189.00 kPaccKXGYfK+=)(+=245021jgtgzFpk-=245021jgtgzFak 镇墩侧向被动土压力合力 Ppk=1984.50 kPa 镇墩顶侧主动土压力 Fak1=0.00 kPa 镇墩底侧主动土压力 Fak2=21.00 kPa 镇墩侧向主动土压力合力 Pak=220.50 kPa3.5.1 基本荷载组合情况下：镇墩抗滑

29、稳定计算表工况实际被动土压力P=|X|+Pak-(Y+G)*f|X|YGfKKc结果温升0.00062.746-269.8241448.290.356.5741.3满足规范温降0.00062.746-269.8241448.290.356.5741.3满足规范3.5.2 特殊荷载组合情况下：镇墩抗滑稳定计算表工况实际被动土压力P=|X|+Pak-(Y+G)*f|X|+Pak-PpkYGfKKc结果温升148.090-1608.352-796.6991448.290.35-0.1421.1满足规范温降148.090-1608.352-796.6991448.290.35-0.1421.1满足规范

30、（如果X+Fak-P为负值，说明被动土压力大大超过水平推力，镇墩不会滑动）3.6 镇墩抗倾覆稳定计算 计算公式： 式中： 镇墩上垂直合力作用点距倾覆原点的距离y0= 3.00 m 镇墩上水平合力作用点距倾覆原点的距离x0= 1.75 m3.5.1 基本荷载组合情况下：镇墩抗倾稳定计算表工况|X|YGy0 x0K0K0结果 0000)(KXxGYyK+=温升62.746-269.8241448.293.001.75032.21.5满足规范温降62.746-269.8241448.293.001.75032.21.5满足规范3.5.2 特殊荷载组合情况下：镇墩抗倾稳定计算表工况|X|YGy0 x0

31、K0K0结果温升155.648-796.6991448.293.001.7507.21.2满足规范温降155.648-796.6991448.293.001.7507.21.2满足规范3.7 镇墩基底应力计算 计算公式： 式中： 镇墩沿管轴方向的底面宽度 B=6.00 m 镇墩垂直管轴方向的底面长度 L=3.80 m 合力作用点对镇墩底面形心的偏心距 e 地基的允许承载力 R=150.00 kPa3.7.1 基本荷载组合情况下： 偏心距计算表工况倾覆力矩M1=|X|*x0 抗倾力矩M2= (Y+G)*y0 偏心距e0a/2-（抗倾力矩M2-倾覆力矩M1）/（y+G）温升109.8063535.

32、4100.093温降109.8063535.4100.093地基应力计算成果表工况YGPmaxPminR结果温升-269.8241448.2956.5046.87150.0满足规范温降-269.8241448.2956.5046.87150.0满足规范3.7.2 特殊荷载组合情况下： RBeBLGYP+=61maxmin 偏心距计算表工况倾覆力矩M1=|X|*x0 抗倾力矩M2= (Y+G)*y0 偏心距e0a/2-（抗倾力矩M1-倾覆力矩M2）/（y+G）温升272.3851954.7850.418温降272.3851954.7850.418地基应力计算成果表工况YGPmaxPminR结果温

33、升-796.6991448.2940.5316.63150.0满足规范温降-796.6991448.2940.5316.63150.0满足规范3.7.3 镇墩基础处理：无需处理 压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算1 设计依据和参考资料 设计依据：泵站设计规范GB/T 5026597 1997年6月2日发布 1997年9月1日实施 给水排水工程管道结构设计规范GB 503322002 参考资料：水泵和水泵站 山西机械学院 栾鸿儒 主编 水利电力出版社 高等学校教材 泵站 取水输水建筑物丛书 丘传忻编著 中国水利水电出版社2 设计输入数据管轴线立面转角1=30.00 管轴线平面夹角2=60.00

34、管道内径 D0=2.000 m闸阀内径 DF=2.000 m管道断面中心计算水头 Hp=100.000 m水锤压力增量H=0.000 m水的容重 =9.81kN/m水管直径变化时的最大内径 D01=0.400 m水管直径变化时的最小内径 D02=0.400 m伸缩接头外管内径 D1=0.400 m伸缩接头内管内径 D2=0.400 m管道和水的摩擦系数 fH=0.13伸缩节填料宽度 bK=0.10 m填料与管壁摩擦系数 fk=0.15管壁与支墩接触面的摩擦系数 f0=0.60重力加速度g=9.81 m/s水平向地震系数 KH=0.10综合影响系数 CZ=0.25地震加速度分布系数 ai=1.0

35、0集中在i点的重量Wi=366.56 KN管道中流量Q=0.231 m/s管道中水的平均流速V=0.074 m/s计算管长（上段） L1=1.3 m计算管长（下段） L2=1.3 m管壁厚度 =12.0 mm3 荷载计算 根据规范C.0.1条，作用于镇墩上的荷载包括：镇墩自重G；镇墩上下游管轴方向作用力；镇墩上下游垂直管轴方向作用力。 其中镇墩上下游管轴方向作用力包括：钢管自重分力A1；弯管上的内水压力A2；作用在闸阀上的水压力A3；管道直径变化段的水压力A4（本工程无该项作用力）；在伸缩接头边缝处的内水压力A5；水流与管壁之间的摩擦力A6；温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力A7；温度变化时管道沿

36、支墩的摩擦力A8（本工程无该项作用力）；管道转弯处水流的离心力A9。 其中镇墩上下游垂直管轴方向作用力包括：钢管自重分力Qc；钢管水重分力Qs；3.1 单位管长钢管自重qc和单位管长管内水得qs计算 计算公式：单位管长钢管自重单位管长管内水重单位管长钢管自重qc和单位管长管内水重qs计算表D0trcrsqcqs20.01278.59.815.95430.810ccttDqgp+=)(0ssDqgp=2025.03.2 镇墩轴线上段钢管对镇墩作用力计算镇墩上段钢管对镇墩作用力计算表序号作用力方向作用力名称计算公式上段钢管对镇墩作用力温升温降1管轴方向钢管自重分力3.8703.8702弯管上的内水

37、压力3080.9603080.9603作用在闸阀上的水压力4管道直径变化段的水压力0.0000.0005在伸缩接头边缝处的内水压力0.0000.0006水流与管壁之间的摩擦力4.0984.0987温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力18.486-18.4868温度变化时管道沿支墩的摩擦力24.834-24.8349管道转弯处水流的离心力0.0170.01711垂直管轴方向钢管自重分力6.7046.70412钢管中水重分力34.68634.68613镇墩上段垂直管轴方向合力Q141.39041.39014水平地震惯性力9.1649.164111sinaLqAc=gppHDA2024=gppHDDA)(

38、42022014-=gppHDDA)(422215-=gpHfDA2064=gppKKHfbDA17=1108cos)(aLqqfAsc+=gpgVDA22094=11cosaLqQcc=11cosaLqQss=scQQQ+=1iizHiWCKpa=3.3 镇墩轴线下段钢管对镇墩作用力计算镇墩下段钢管对镇墩作用力计算表序号作用力方向作用力名称计算公式下段钢管对镇墩作用力温升温降1管轴方向钢管自重分力3.8703.8702弯管上的内水压力-3080.960-3080.9603作用在闸阀上的水压力3080.9603080.9604管道直径变化段的水压力0.0000.0005在伸缩接头边缝处的内水压

39、力0.0000.0006水流与管壁之间的摩擦力4.0984.0987温度变化时伸缩接缝填料的摩擦力-18.48618.4868温度变化时管道沿支墩的摩擦力-24.83424.8349管道转弯处水流的离心力-0.017-0.01711垂直管轴方向钢管自重分力6.7046.70412钢管中水重分力34.68634.68613镇墩下段垂直管轴方向合力Q241.39041.39014水平地震惯性力9.1649.164管轴向作用力方向：（+为钢管下行方向，-为钢管上行方向）121s i naLqAc=gppHDA2024=gppFHDA234=gppHDDA)(42022014-=gppHDDA)(42

40、2215-=gpHfDA2064=gppKKHfbDA17=1208cos)(aLqqfAsc+=gpgVDA22094=12cosaLqQcc=12cosaLqQss=scQQQ+=2iizHiWCKpa=3.4 钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算3.4.1 基本荷载组合 正常运行情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs 镇墩上段管轴方向合力A1=A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9=3132.265（温升）3045.625（温降） 镇墩下段管轴方向合力A2=A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9=-3116.329（温升）-3029.689

41、（温降） 计算公式：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升3132.265-3116.32941.39041.39030.00 60.00 3124.32790.748温降3045.625-3029.68941.39041.39030.00 60.00 3037.68990.7483.4.2 特殊荷载组合 地震情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs+Pi 计算公式：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力Y计算表工况12Q1Q212XY温升3132.265-3116.32941.39041.39030.00 60.00 3124.3279

42、0.748温降3045.625-3029.68941.39041.39030.00 60.00 3037.68990.748+=2111s i n2s i n1QQAAYaaiPQQAAX+=221121sinsincos2cos1aaaa221121coscossin2sin1aaaa+=QQAAY11222sincos)2()1(2)2()1(aa+=QAAAAX 管道水压试验情况：A1+A2+A4+A5+A6+A7+A8+A9+Qc+Qs 查给水排水管道工程施工及验收规范，钢管水压试验压力P=P+0.5且不小于0.9MPa，P为钢管工作压力。 计算表：钢管对镇墩总的水平推力X、总的垂直力

43、Y计算表工况12Q1Q212XY温升4672.745-4656.80941.39041.39030.00 60.00 4664.79790.748温降4586.105-4570.16941.39041.39030.00 60.00 4578.15890.7483.5 镇墩抗滑稳定计算 计算公式： 式中： 镇墩基底摩擦系数f=0.35 镇墩重量G=906.46 kN 初拟镇墩尺寸:镇墩尺寸(m)底面积A体积M重量C值应大于4.84a(轴向长边)b(轴向短边)c(法向边长)d(高度)mmkN不满足2.505.003.503.5013.1337.77906.46不满足 侧向土压力计算： 被动土压力标准值计算公式： 主动土压力标准值计算公式： 式中： 土的容重 1=18.00 kN/m 土的内摩擦角=15.00 地面至计算截面处的深度 z1=3.00 m 地面至计算截面处的深度 z2=6.50 m 镇墩顶侧被动土压力 Fpk1=91.71 kPaccKXGYfK+=)(+=245021jgtgzFpk-=245021jgtgzFak