鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、分段式壓力管道鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計(jì)算書一 、設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料（1）設(shè)計(jì)依據(jù)：水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范（SL2812003）（2）參考資料：水電站（河海大學(xué) 劉啟釗主編）二 、設(shè)計(jì)基本資料引用流量Q=9.230m/s水的重度w=0.98t/m鋼材的重度 s= 7.85t/m上游鋼管內(nèi)徑 D0=2.400m下游鋼管內(nèi)徑 D=2.400m上游鋼管外徑 D1=2.416m下游鋼管外徑 D2=2.416m上游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D01=2.450m下游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D02=2.450m上游鋼管軸線傾角 1=3.500下游鋼管軸線傾角2 =4.700上游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L1=69.000m下游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L2=73.

2、000m鎮(zhèn)墩與上游相鄰支墩的距離l1=69.000m鎮(zhèn)墩與下游相鄰支墩的距離l2=73.000m鋼管轉(zhuǎn)彎處的水頭H0=21.000m上游伸縮節(jié)處的水頭H1=17.000m下游伸縮節(jié)處的水頭H2=27.000m上游計(jì)算管段的水頭損失 hw1=0.500m下游計(jì)算管段的水頭損失 hw2=0.500m伸縮節(jié)止水填料與鋼管的摩擦系數(shù) fk=0.3伸縮節(jié)止水填料長(zhǎng)度 b=0.150m鋼管與支墩的摩擦系數(shù)f=0.3三 、軸向力計(jì)算1、鋼管自重的軸向分力 計(jì)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、鋼管轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)水壓力 計(jì)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、伸縮節(jié)邊緣處的水壓力 計(jì)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、水流對(duì)管壁的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)伸縮節(jié)填料的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)鋼管與支墩的摩擦力 計(jì)算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQ

5、wA6上游（A6）0.332.764t305.751t3.500101.365t7、水在彎管處的離心力 計(jì)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、鋼管內(nèi)徑變化的(漸縮管)內(nèi)水壓力 計(jì)算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A82.400m2.400m0.98t/m21.000m0.000t四、法向力計(jì)算1、管重產(chǎn)生的法向力Qp 計(jì)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、水重產(chǎn)生的法向力Qw 計(jì)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、合力計(jì)算1、軸向合力計(jì)算(順?biāo)鞣较驗(yàn)?)(垂直向下為+)上游軸向力A1A2A3A4A5A6A7溫度上升2.000t93.055t3.171t2.216t5.767t101.365t1.884t溫度下降2.000t93.055t3.171t2.

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

8、Y1溫降上游合力xsin1-0.293t溫降下游合力xsin2-7.027027-7.320t溫降X溫降上游合力xcos1-4.798t溫降下游合力xcos2-85.471t-90.269t2、法向合力計(jì)算(垂直向下為+)Y2下游合力(Qp+Qw)xcos1=168.626t346.493t上游合力(Qp+Qw)xcos2=177.867t六、鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)計(jì)算1、抗滑穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算公式：Kc=fz(Y+G)/X G=KcX/fz-Y抗滑安全系數(shù) Kc= 1.5鎮(zhèn)墩與地基的摩擦系數(shù) fz= 0.55G溫升時(shí)鎮(zhèn)墩需要的重量-63.468t溫降時(shí)鎮(zhèn)墩需要的重量-585.361t3號(hào)壓力管道鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計(jì)算書

9、一 、設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料（1）設(shè)計(jì)依據(jù)：水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范（SL2812003）（2）參考資料：水電站（河海大學(xué) 劉啟釗主編）二 、設(shè)計(jì)基本資料引用流量Q=9.230m/s水的重度w=0.98t/m鋼材的重度 s= 7.85t/m上游鋼管內(nèi)徑 D0=2.400m下游鋼管內(nèi)徑 D=2.400m上游鋼管外徑 D1=2.416m下游鋼管外徑 D2=2.416m上游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D01=2.416m下游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D02=2.416m上游鋼管軸線傾角 1=4.700下游鋼管軸線傾角2 =0.000上游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L1=73.000m下游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L2=30.000m鎮(zhèn)墩與上游相鄰支墩的

10、距離l1=16.000m鎮(zhèn)墩與下游相鄰支墩的距離l2=5.000m鋼管轉(zhuǎn)彎處的水頭H0=25.000m上游伸縮節(jié)處的水頭H1=21.000m下游伸縮節(jié)處的水頭H2=27.000m上游計(jì)算管段的水頭損失 hw1=0.300m下游計(jì)算管段的水頭損失 hw2=0.100m伸縮節(jié)止水填料與鋼管的摩擦系數(shù) fk=0.3伸縮節(jié)止水填料長(zhǎng)度 b=0.200m鋼管與支墩的摩擦系數(shù)f=0.3三 、軸向力計(jì)算1、鋼管自重的軸向分力 計(jì)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、鋼管轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)水壓力 計(jì)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、伸縮節(jié)邊緣處的水壓力 計(jì)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、、水流對(duì)管壁的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)伸縮節(jié)填料的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)鋼管與支墩的摩擦力 計(jì)算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQwA6上游（A6）0.334.663t32

13、3.475t4.700107.080t7、水在彎管處的離心力 計(jì)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、鋼管內(nèi)徑變化的(漸縮管)內(nèi)水壓力 計(jì)算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A82.400m2.400m0.98t/m25.000m0.000t四、法向力計(jì)算1、管重產(chǎn)生的法向力Qp 計(jì)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、水重產(chǎn)生的法向力Qw 計(jì)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、合力計(jì)算1、軸向合力計(jì)算(順?biāo)鞣较驗(yàn)?)(垂直向下為+)上游軸向力A1A2A3A4A5A6A7溫度上升2.840t110.779t1.245t1.329t9.367t107.080t1.884t溫度下降2.840t110.779t1.245t1.329t-9.367t-107.080t1.884t溫升上游合力234.526t溫降上游合力1.

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

16、合力xcos11.625t溫降下游合力xcos2-101.777t-100.152t2、法向合力計(jì)算(垂直向下為+)Y2下游合力(Qp+Qw)xcos1=38.985t51.250t上游合力(Qp+Qw)xcos2=12.265t六、鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)計(jì)算1、抗滑穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算公式：Kc=fz(Y+G)/X G=KcX/fz-Y抗滑安全系數(shù) Kc= 1.5鎮(zhèn)墩與地基的摩擦系數(shù) fz= 0.55G溫升時(shí)鎮(zhèn)墩需要的重量223.731t溫降時(shí)鎮(zhèn)墩需要的重量-324.526t1號(hào)壓力管道鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計(jì)算書一 、設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料（1）設(shè)計(jì)依據(jù)：水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范（SL2812003）（2）參考資料：水電站（河海

17、大學(xué) 劉啟釗主編）二 、設(shè)計(jì)基本資料引用流量Q=1.620m/s水的重度w=1.00t/m鋼材的重度 s= 7.85t/m上游鋼管內(nèi)徑 D0=0.880m下游鋼管內(nèi)徑 D=0.880m上游鋼管外徑 D1=1.000m下游鋼管外徑 D2=1.000m上游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D01=1.150m下游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D02=1.150m上游鋼管軸線傾角 1=0.000下游鋼管軸線傾角2 =4.700上游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L1=24.500m下游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L2=10.700m鎮(zhèn)墩與上游相鄰支墩的距離l1=4.100m鎮(zhèn)墩與下游相鄰支墩的距離l2=10.700m鋼管轉(zhuǎn)彎處的水頭H0=22.500m上游伸縮節(jié)

18、處的水頭H1=22.500m下游伸縮節(jié)處的水頭H2=22.000m上游計(jì)算管段的水頭損失 hw1=0.100m下游計(jì)算管段的水頭損失 hw2=0.300m伸縮節(jié)止水填料與鋼管的摩擦系數(shù) fk=0.3伸縮節(jié)止水填料長(zhǎng)度 b=0.200m鋼管與支墩的摩擦系數(shù)f=0.3三 、軸向力計(jì)算1、鋼管自重的軸向分力 計(jì)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、鋼管轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)水壓力 計(jì)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、伸縮節(jié)邊緣處的水壓力 計(jì)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、水流對(duì)管壁的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)伸縮節(jié)填料的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)鋼管與支墩的摩擦力 計(jì)算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQwA6上游（A6）0.334.060t14.894t0.00014.686t7、水在彎管處的離心力 計(jì)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、鋼管內(nèi)徑變化的(漸縮管)內(nèi)水壓力 計(jì)算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A80.880m0.880m1.00t/m22.500m0.000t四、法向力計(jì)算1、管重產(chǎn)生的法向力Qp 計(jì)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、水重產(chǎn)生的法向力Qw 計(jì)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、合力計(jì)算1、軸向合力計(jì)算(順?biāo)鞣较驗(yàn)?)(垂直向下為+)上游軸向力A1A2A3A4A5A6A7溫度上升0.000t13.678t9.681t0.061t4.875t14.686t0.441t溫度下降0.000t13.678t9.681t0.061t-4.875t-14.686t0.441t溫升上游合力43.421t溫降上游合力4.299t下游軸向力A1A2A3A4A5A7A8溫度上升1.219t-13.678t-9.466t0.182t-4.767

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

24、游合力(Qp+Qw)xcos1=4.096t14.714t上游合力(Qp+Qw)xcos2=10.618t六、鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)計(jì)算1、抗滑穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算公式：Kc=fz(Y+G)/X G=KcX/fz-Y抗滑安全系數(shù) Kc= 1.5鎮(zhèn)墩與地基的摩擦系數(shù) fz= 0.55G溫升時(shí)鎮(zhèn)墩需要的重量32.664t溫降時(shí)鎮(zhèn)墩需要的重量-48.902t2號(hào)壓力管道鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計(jì)算書一 、設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料（1）設(shè)計(jì)依據(jù)：水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范（SL2812003）（2）參考資料：水電站（河海大學(xué) 劉啟釗主編）二 、設(shè)計(jì)基本資料引用流量Q=1.620m/s水的重度w=1.00t/m鋼材的重度 s= 7.85t/m上游鋼

25、管內(nèi)徑 D0=0.880m下游鋼管內(nèi)徑 D=0.880m上游鋼管外徑 D1=1.000m下游鋼管外徑 D2=1.000m上游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D01=1.150m下游伸縮節(jié)處的管內(nèi)徑D02=1.150m上游鋼管軸線傾角 1=2.300下游鋼管軸線傾角2 =5.200上游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L1=24.500m下游鋼管計(jì)算長(zhǎng)度 L2=10.700m鎮(zhèn)墩與上游相鄰支墩的距離l1=4.100m鎮(zhèn)墩與下游相鄰支墩的距離l2=10.700m鋼管轉(zhuǎn)彎處的水頭H0=35.200m上游伸縮節(jié)處的水頭H1=2.900m下游伸縮節(jié)處的水頭H2=2.500m上游計(jì)算管段的水頭損失 hw1=0.100m下游計(jì)算管段的水頭損失

26、 hw2=0.300m伸縮節(jié)止水填料與鋼管的摩擦系數(shù) fk=0.3伸縮節(jié)止水填料長(zhǎng)度 b=0.200m鋼管與支墩的摩擦系數(shù)f=0.3三 、軸向力計(jì)算1、鋼管自重的軸向分力 計(jì)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、鋼管轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)水壓力 計(jì)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、伸縮節(jié)邊緣處的水壓力 計(jì)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、水流對(duì)管壁的摩擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)伸縮節(jié)填料的摩

28、擦力 計(jì)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、溫度變化時(shí)鋼管與支墩的摩擦力 計(jì)算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosfQpQwA6上游（A6）0.334.060t14.894t2.30014.674t7、水在彎管處的離心力 計(jì)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、鋼管內(nèi)徑變化的(漸縮管)內(nèi)水壓力 計(jì)算公式：A8=(D02-D2)w.H.3.14/4D0DwHA8A80.880m0.880m1.00t/m35