支墩图刘奕版参考

球墨铸铁管道支墩设计设计目的支墩设计分为两两类，一是抵抵抗水压推力力的支墩，二二是埋地爬坡坡管道防滑支支墩。其作用用分别阐述如如下：1．抵抗水压推推力的支墩：：由于管道中中水流压力作作用于管线上上弯头、三通通、堵头等管管件的各承插插接口断面上上，而各接口口分力作用方方向又不同（均均垂直于接口口断面指向管管件内部），管管件所受各分分力组合将产产生一合推力力，此推力如如大于靠背土土壤及管件自自身的抵抗力力，则管件将将沿合力方向向移动，最终终使接口松脱脱，破坏管道道系统正常运运行。为此须须在上述管件件的合力方向向上设置支墩墩，以防止管管件移动。2．埋地爬坡管管道防滑支墩墩：由于管线线敷设坡度过过大，管道及及水的自重产产生的下滑力力大于土壤对对管道的摩擦擦抵抗力，导导致管道沿其其轴线方向向向下滑动，最最终将使承插插接口松脱，破破坏管道系统统正常运行。为为此须在上述述管道上设支支墩，防止管管道下滑。二、抵抗水压推推力的支墩设设计按管件类型不同同分为弯头支支墩、三通支支墩和堵头支支墩三种，其其中弯头支墩墩又分为水平平弯头、垂直直向上弯头和和垂直先下弯弯头三种情况况。推力的计算承插接口断面分分力为：P=7.85DD2P0其中：P——承承插接口断面面推力（t）D——管道内径径（m）P0——管道试试验压力（bar）注：采用柔柔性接口管道道不计接口的的抵抗力根据管件类型不不同，其合推推力大小及方方向如下图所所示(R为合力)：2．支墩尺寸设设计以下以三廊道供供水项目实例例说明支墩计计算过程（1）水平弯头头（以DN16000管道45°弯头为例）1）合推力计算算管道计算内径11.61222m，试验压力力按30bar计，则承口口断面推力P为：P=7.85DD2P0=7.855×1.61122×30=6112.1(tt)合推力：R=22Psin((a/2)==2×6122.1×sin(455°/2)=4668.5(t)推力计算安全系系数取1.5，则计算推推力R1=4668.5×11.5=7002.75((t)2）支墩尺寸设设计采用试算法，先先确定支墩尺尺寸，再根据据支墩尺寸计计算总抵抗力力T：T=T1+T22其中：T——总总抵抗力（t）T1——被动土土压力（t）T2——底面摩摩擦力（t）经试算（过程略略），支墩尺尺寸采用L=13..5m，B=6m，H=4m，详见下图图：按上述支墩尺寸寸计算总抵抗抗力：=1\*GB3①被动土压力TT1按下式计算算：其中：T1———被动土压力力（t）——土壤内摩擦擦角，一般性性土质按30°计算——支墩靠背土土壤密度（t/m3），按1.6tt/m3计——支墩顶覆土土，按最不利情情况取0.11米——支墩底埋深深，按最不利情情况取4.11米——支墩长度（mm）将计算数据代入入公式，得T1=5443（t）=2\*GB3②支墩地面摩擦擦力T2按下式计算算：TT2=Gf其中：T2———底面摩擦力力（t）G——支墩混凝凝土、管道及及水的总重（t）f——支墩与与土壤间的摩摩擦系数，取取0.3支墩混凝土重：：G1=0.755×(L×B×H－0.5×0.7855×D2×L)×2.4=5559（t）注：混凝土密度度按2.4t/m3计管道及水重:G2=0.7885×D2×L+0.887×L=40（t）注：DN16000球墨铸铁管管道自重为0.87t//m总重G＝G1＋＋G2＝559＋40＝599（t）将数据代入入公式，得T2=1880（t）=3\*GB3③总抵抗力T==T1+T22=723（t）3）所需地基基承载力计算算N=11.1(G++S)/(LL×B)其中：N——地地基承载力（t/m2）G——支墩混凝凝土、管道及及水的总重（t）S——支墩上部部回填土重（t），根据管管道埋深不同同，取大值2.0m注：1.1为安安全系数回填土重S采用用下式计算S=((L×B×hh3)×1.6其中：S——支支墩上部回填填土重（t）h3——支墩上上部回填土高高度，根据管管道埋深不同同，取大值2.0m注：回填土密度度按1.6t/m3计将计算数据据代入以上两两式，等N=11..64t/m23）计算结果总抵抗力T=723t>>计算推力R1=7002.75tt所需地基承载力力N=11..64t/m2<实际地基承承载力（一般般土质取12t/m2）以上两结果果均满足设计计要求，支墩墩尺寸设计合合理。（2）垂直向上上的弯头（以以DN16000管道11.255°弯头为例）1）合推力计计算计算方法与与水平弯头相相同，得计算算推力R1=1880（t）计算推力在在水平方向的的分力为RX=17.662（t）计算推力在垂直直方向的分力力为Ry=179（t）2）支墩尺寸寸设计因小角度垂直向向上的弯头合合推力在垂直直方向的分力力占主导作用用，且方向向向下，因此控控制支墩所需需的地基承载载力是支墩尺尺寸设计的关关键指标。经试算，支墩尺尺寸采用L=3.55m，B=5m，H=1.005m，详见下图图：按上述支墩尺寸寸计算所需地地基承载力：：支支墩混凝土重重：GG1=(L×2－H×tg(aa/2))××(B×H－0.7855×D2×0.5))×2.4==70（t）注：混凝土密度度按2.4tt/m3计管道及水重:G2=0.7885×D2×L+0.887×L=10..2（t）注：DN16000球墨铸铁管管道自重为0.87t//m总重G＝G1＋＋G2＝70＋10.2＝80.2（t）所需地基承载力力为N=1.1(GG+S＋Ry)/((LL+L×coos(a)))×B)=11.75（t）另外，对大角角度（45°以上）垂直直向上的弯头头还需补充校校核水平推力力的抵抗力，本本例水平推力力影响很小，不不对支墩安全全构成影响。3）计算结果所需地基承载力力N=11..75t/m2<实际地基承承载力（一般般土质取12t/m2）结果均满足设设计要求，支支墩尺寸设计计合理。（3）垂直向下下的弯头（以以DN16000管道11.255°弯头为例）1）合推力计计算计算方法与与水平弯头相相同，得计算算推力R1=1880（t）计算推力在在水平方向的的分力为RX=17.662（t）计算推力在垂直直方向的分力力为Ry=179（t）2）支墩尺寸寸设计因小角度垂直向向下的弯头合合推力在垂直直方向的分力力占主导作用用，且方向向向上，因此控控制支墩的重重量以抵抗上上推力是支墩墩尺寸设计的的关键指标。经试算，支墩尺尺寸采用L=5m，B=5m，H=3.22m，详见下图图：支墩混凝土重：：GG1=(L×B×H－0.7855×D2×L)×2.4=1667.5（t）注：混凝土密度度按2.4tt/m3计管道及水重:G2=0.7885×D2×L+0.887×L=14..5（t）注：DN16000球墨铸铁管管道自重为0.87t//m总重G＝G1＋＋G2＝167.5＋14.5＝182（t）管管道无压力时时所需最大地地基承载力经经计算为N=11..53（t）另外，对对大角度（45°以上）垂直直向下的弯头头还需补充校校核水平推力力的抵抗力，本本例水平推力力影响很小，不不对支墩安全全构成影响。3）计算结果总重G＝1822（t）>垂直向上的的分力Ry=179（t）所需地基承载力力N=11..53t/m2<实际地基承承载力（一般般土质取12t/m2）结果均满足设设计要求，支支墩尺寸设计计合理。（4）水平三通通水平平三通除合推推力R=P与水平弯头头不同之外，其其支墩设计计计算过程与水水平弯头相同同。埋地爬坡管道防防滑支墩设计计采用穆松桥设计计手册中的经经验公式计算算，以DN14000，竖向角度a=23°爬坡管道为为例计算如下下：单根管道及水重重：G=0.7855×D2×8.199×ρ+5.64==18.42（t）其中：D——管管道内径（m），此处为1.41mmρ——水的密度度（t/m3）注：单根DN11400球墨铸铁管管道自重为5.64t，长度8.19mm管道下滑力：F=G×(siin(a)－f×coss(a))＝2.16（t）其中：f——支支墩、管道与与土壤的摩擦擦系数，一般般性土质取0.3支墩长度：其中：B———支墩宽度（mm），取DN+0..4m＝1.8m——支墩混凝土土密度（t/m3），按2.2tt/m3计将数据代入公式式，得L=1.774m，取1.8m支墩高度：HH=0.5××L×tg(a)+A其中：A——支支墩底座高度度（m），最小0.1m，此处取0.2m将数据代入公式式，得L=0.558m详见下图：