支墩圖劉奕版參考

球墨鑄鐵管道支墩設(shè)計設(shè)計目的支墩設(shè)計分為兩兩類，一是抵抵抗水壓推力力的支墩，二二是埋地爬坡坡管道防滑支支墩。其作用用分別闡述如如下：1．抵抗水壓推推力的支墩：：由于管道中中水流壓力作作用于管線上上彎頭、三通通、堵頭等管管件的各承插插接口斷面上上，而各接口口分力作用方方向又不同（均均垂直于接口口斷面指向管管件內(nèi)部），管管件所受各分分力組合將產(chǎn)產(chǎn)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，則管件將將沿合力方向向移動，最終終使接口松脫脫，破壞管道道系統(tǒng)正常運運行。為此須須在上述管件件的合力方向向上設(shè)置支墩墩，以防止管管件移動。2．埋地爬坡管管道防滑支墩墩：由于管線線敷設(shè)坡度過過大，管道及及水的自重產(chǎn)產(chǎn)生的下滑力力大于土壤對對管道的摩擦擦抵抗力，導(dǎo)導(dǎo)致管道沿其其軸線方向向向下滑動，最最終將使承插插接口松脫，破破壞管道系統(tǒng)統(tǒng)正常運行。為為此須在上述述管道上設(shè)支支墩，防止管管道下滑。二、抵抗水壓推推力的支墩設(shè)設(shè)計按管件類型不同同分為彎頭支支墩、三通支支墩和堵頭支支墩三種，其其中彎頭支墩墩又分為水平平彎頭、垂直直向上彎頭和和垂直先下彎彎頭三種情況況。推力的計算承插接口斷面分分力為：P=7.85DD2P0其中：P——承承插接口斷面面推力（t）D——管道內(nèi)徑徑（m）P0——管道試試驗壓力（bar）注：采用柔柔性接口管道道不計接口的的抵抗力根據(jù)管件類型不不同，其合推推力大小及方方向如下圖所所示(R為合力)：2．支墩尺寸設(shè)設(shè)計以下以三廊道供供水項目實例例說明支墩計計算過程（1）水平彎頭頭（以DN16000管道45°彎頭為例）1）合推力計算算管道計算內(nèi)徑11.61222m，試驗壓力力按30bar計，則承口口斷面推力P為：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)推力計算安全系系數(shù)取1.5，則計算推推力R1=4668.5×11.5=7002.75((t)2）支墩尺寸設(shè)設(shè)計采用試算法，先先確定支墩尺尺寸，再根據(jù)據(jù)支墩尺寸計計算總抵抗力力T：T=T1+T22其中：T——總總抵抗力（t）T1——被動土土壓力（t）T2——底面摩摩擦力（t）經(jīng)試算（過程略略），支墩尺尺寸采用L=13..5m，B=6m，H=4m，詳見下圖圖：按上述支墩尺寸寸計算總抵抗抗力：=1\*GB3①被動土壓力TT1按下式計算算：其中：T1———被動土壓力力（t）——土壤內(nèi)摩擦擦角，一般性性土質(zhì)按30°計算——支墩靠背土土壤密度（t/m3），按1.6tt/m3計——支墩頂覆土土，按最不利情情況取0.11米——支墩底埋深深，按最不利情情況取4.11米——支墩長度（mm）將計算數(shù)據(jù)代入入公式，得T1=5443（t）=2\*GB3②支墩地面摩擦擦力T2按下式計算算：TT2=Gf其中：T2———底面摩擦力力（t）G——支墩混凝凝土、管道及及水的總重（t）f——支墩與與土壤間的摩摩擦系數(shù)，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計管道及水重:G2=0.7885×D2×L+0.887×L=40（t）注：DN16000球墨鑄鐵管管道自重為0.87t//m總重G＝G1＋＋G2＝559＋40＝599（t）將數(shù)據(jù)代入入公式，得T2=1880（t）=3\*GB3③總抵抗力T==T1+T22=723（t）3）所需地基基承載力計算算N=11.1(G++S)/(LL×B)其中：N——地地基承載力（t/m2）G——支墩混凝凝土、管道及及水的總重（t）S——支墩上部部回填土重（t），根據(jù)管管道埋深不同同，取大值2.0m注：1.1為安安全系數(shù)回填土重S采用用下式計算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，根據(jù)管管道埋深不同同，取大值2.0m注：回填土密度度按1.6t/m3計將計算數(shù)據(jù)據(jù)代入以上兩兩式，等N=11..64t/m23）計算結(jié)果總抵抗力T=723t>>計算推力R1=7002.75tt所需地基承載力力N=11..64t/m2<實際地基承承載力（一般般土質(zhì)取12t/m2）以上兩結(jié)果果均滿足設(shè)計計要求，支墩墩尺寸設(shè)計合合理。（2）垂直向上上的彎頭（以以DN16000管道11.255°彎頭為例）1）合推力計計算計算方法與與水平彎頭相相同，得計算算推力R1=1880（t）計算推力在在水平方向的的分力為RX=17.662（t）計算推力在垂直直方向的分力力為Ry=179（t）2）支墩尺寸寸設(shè)計因小角度垂直向向上的彎頭合合推力在垂直直方向的分力力占主導(dǎo)作用用，且方向向向下，因此控控制支墩所需需的地基承載載力是支墩尺尺寸設(shè)計的關(guān)關(guān)鍵指標。經(jīng)試算，支墩尺尺寸采用L=3.55m，B=5m，H=1.005m，詳見下圖圖：按上述支墩尺寸寸計算所需地地基承載力：：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計管道及水重:G2=0.7885×D2×L+0.887×L=10..2（t）注：DN16000球墨鑄鐵管管道自重為0.87t//m總重G＝G1＋＋G2＝70＋10.2＝80.2（t）所需地基承載力力為N=1.1(GG+S＋Ry)/((LL+L×coos(a)))×B)=11.75（t）另外，對大角角度（45°以上）垂直直向上的彎頭頭還需補充校校核水平推力力的抵抗力，本本例水平推力力影響很小，不不對支墩安全全構(gòu)成影響。3）計算結(jié)果所需地基承載力力N=11..75t/m2<實際地基承承載力（一般般土質(zhì)取12t/m2）結(jié)果均滿足設(shè)設(shè)計要求，支支墩尺寸設(shè)計計合理。（3）垂直向下下的彎頭（以以DN16000管道11.255°彎頭為例）1）合推力計計算計算方法與與水平彎頭相相同，得計算算推力R1=1880（t）計算推力在在水平方向的的分力為RX=17.662（t）計算推力在垂直直方向的分力力為Ry=179（t）2）支墩尺寸寸設(shè)計因小角度垂直向向下的彎頭合合推力在垂直直方向的分力力占主導(dǎo)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設(shè)計的的關(guān)鍵指標。經(jīng)試算，支墩尺尺寸采用L=5m，B=5m，H=3.22m，詳見下圖圖：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計管道及水重:G2=0.7885×D2×L+0.887×L=14..5（t）注：DN16000球墨鑄鐵管管道自重為0.87t//m總重G＝G1＋＋G2＝167.5＋14.5＝182（t）管管道無壓力時時所需最大地地基承載力經(jīng)經(jīng)計算為N=11..53（t）另外，對對大角度（45°以上）垂直直向下的彎頭頭還需補充校校核水平推力力的抵抗力，本本例水平推力力影響很小，不不對支墩安全全構(gòu)成影響。3）計算結(jié)果總重G＝1822（t）>垂直向上的的分力Ry=179（t）所需地基承載力力N=11..53t/m2<實際地基承承載力（一般般土質(zhì)取12t/m2）結(jié)果均滿足設(shè)設(shè)計要求，支支墩尺寸設(shè)計計合理。（4）水平三通通水平平三通除合推推力R=P與水平彎頭頭不同之外，其其支墩設(shè)計計計算過程與水水平彎頭相同同。埋地爬坡管道防防滑支墩設(shè)計計采用穆松橋設(shè)計計手冊中的經(jīng)經(jīng)驗公式計算算，以DN14000，豎向角度a=23°爬坡管道為為例計算如下下：單根管道及水重重：G=0.7855×D2×8.199×ρ+5.64==18.42（t）其中：D——管管道內(nèi)徑（m），此處為1.41mmρ——水的密度度（t/m3）注：單根DN11400球墨鑄鐵管管道自重為5.64t，長度8.19mm管道下滑力：F=G×(siin(a)－f×coss(a))＝2.16（t）其中：f——支支墩、管道與與土壤的摩擦擦系數(shù)，一般般性土質(zhì)取0.3支墩長度：其中：B———支墩寬度（mm），取DN+0..4m＝1.8m——支墩混凝土土密度（t/m3），按2.2tt/m3計將數(shù)據(jù)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，此處取0.2m將數(shù)據(jù)代入公式式，得L=0.558m詳見下圖：