公式章1節(jié)1箱形混凝土管道實(shí)用抗浮計(jì)算公式推導(dǎo)

公式章1節(jié)1箱形混凝土管道實(shí)用抗浮計(jì)算公式推導(dǎo)摘要：根據(jù)規(guī)范規(guī)定的抗浮穩(wěn)定系數(shù)，結(jié)合箱形混凝土管道的特點(diǎn)，推導(dǎo)出抗浮所需最小覆土厚度、最小襟邊寬度的計(jì)算公式和簡化估算公式，供設(shè)計(jì)人員參考。關(guān)鍵詞：抗??；箱形管道；公式推導(dǎo)中圖分類號：U173.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADerivationofpracticalantifloatingcalculationformulafor

undergroundboxconcretepipelineLIXiang(T.Y.LINInternationalEngineeringConsultingChinaCo.LtdKunming

Office,Kunming650000,China)Abstract：Accordingtotheantifloatingstabilitycoefficientspecifiedinthecodeandincombinationwiththecharacteristicsoftheboxconcretepipeline,thecalculationformulasandsimplifiedestimationformulasfortheminimumcoverthicknessandminimumflapwidthrequiredforantifloatingarederivedforthereferenceofthedesigners.Keywords:Antifloating,Boxpipe,Formuladerivation0引言箱型混凝土管道在排水、灌溉、輸水等工程中應(yīng)用廣泛。因其通常采用埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨讜r(shí)，抗浮穩(wěn)定成為首先需要解決的問題?？垢∮?jì)算一般按下面三個(gè)步驟進(jìn)行：（1） 擬定結(jié)構(gòu)尺寸，試算抗浮所需最小覆土厚度h。（2） 若試算得到的h較大實(shí)際不能滿足，可考慮增加基底襟邊，在h已知的情況下，確定抗浮所需的最小襟邊寬度b。（3） 若以上不能滿足，考慮其他措施，如抗浮錨桿、抗浮樁、配重等。在設(shè)計(jì)工作中，抗浮計(jì)算并不復(fù)雜但較為繁瑣，需反復(fù)試算。為了方便抗浮計(jì)算，本文通過推導(dǎo)得到抗浮所需最小覆土厚度h、最小襟邊寬度b的計(jì)算公式和簡化估算公式，供設(shè)計(jì)人員參考。1規(guī)范規(guī)定根據(jù)《給水排水工程埋地矩形管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS145:2002）相關(guān)規(guī)定，抗浮計(jì)算公式如下：r-■- （式1）式中："一抗浮力標(biāo)準(zhǔn)值（kN），包括管道自重（不含輸送介質(zhì)重量）、管頂覆土重量（地下水位以下取浮容重）；'—浮托力標(biāo)準(zhǔn)值（kN），管道排水體積X地下水容重；''一抗浮穩(wěn)定抗力系數(shù)，取1.1。2公式推導(dǎo)2.1抗浮所需最小覆土厚度如圖1所示，已知：管道凈寬B、凈高H，頂、底、壁板厚度t、t、t,覆123土容重丫。求抗浮所需最小覆土厚度ho假定最高地下水位位于地面，忽略箱體內(nèi)部倒角。浮托力標(biāo)準(zhǔn)值為1; :".■■■'' 11（式2）抗浮力標(biāo)準(zhǔn)值為將（式2）、（式3）代入（式1），整理得到,II丘H-I4和l|I）_、和、（H11,11|i.m："■ （式4）（式4）即為抗浮所需最小覆土厚度計(jì)算公式。初步估算時(shí)，取t=t=t二B/10,Y取18kN/m3,則（式4）簡化為123..'■■：■-_訂「.「：（式5）2.2抗浮所需最小襟邊寬度當(dāng)實(shí)際覆土厚度不能滿足最小覆土厚度要求時(shí)，可考慮增加基礎(chǔ)襟邊，利用襟邊以上覆土抗浮。如圖2所示，已知：管道凈寬B、凈高H,頂、底、壁板厚度t、t、t,覆土厚度h,覆土容重Y。求抗浮所需最小襟邊寬度b。123假定最高地下水位位于地面,忽略箱體內(nèi)部倒角。

浮托力標(biāo)準(zhǔn)值為抗浮力標(biāo)準(zhǔn)值為,匸；廣_卩I2t.HVIt?（興1浮托力標(biāo)準(zhǔn)值為抗浮力標(biāo)準(zhǔn)值為,匸；廣_卩I2t.HVIt?（興1打.（h（?p-I1 1I,IH'八丁一11）（式7）將（式6）、（式7）代入（式1），整理得到II出片-I-Ifsft,?1-）_沁（＞-t,1t.|（式8）式8）即為抗浮所需最小襟邊寬度的計(jì)算公式。初步估算時(shí)，取t=t=t二B/10,Y取18kN/m3,則（式8）簡化為123打、- Q.nh）A'（式9）3應(yīng)用舉例例如，B=3m，H=2m，t=t=t二B/10=0.3m，丫取18kN/m3，利用（式4）計(jì)算123最小覆土厚度Ilx弓心_lb九Ilx弓心_lb九L.H-13）（3 IC1-iltiniil同樣利用簡化式（式5）計(jì)算最小覆土厚度（式4）、（式5）計(jì)算結(jié)果一致。以上相同條件下，當(dāng)h=0.3m，利用（式8）計(jì)算最小襟邊寬度11>5x2注(0,3 (J/U.3：2-L.5-13)b>■-131“第卜0.3：IS-Ib>■ : -il?9iii2l1JIC321(1810k同樣利用簡化式（式9）計(jì)算最小襟邊寬度.(8.2■-2-3.36x3-9.0xnJ)'，3b> _u.2Vnir C.3X5（式8）、（式9）計(jì)算結(jié)果一致。4結(jié)語通過以上推導(dǎo)，得到箱型混凝土管道抗浮所需最小厚度、最小襟邊寬度的計(jì)算公式（式4）、（式8）和簡化估算公式（式5）、（式9），利用公式可較方便的進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，供設(shè)計(jì)人員參考。參