镇墩结构计算书()

三 、轴向力计算
1、钢管自重的轴向分力
计算公式：A1=gt.L.sinα 式中：gt=（D1 -D0 ）. 3.14. γ s/4 γ s 上游（A1'） 下游（A1''） 7.85 7.85 L 24.500m 10.700m sinα 0 0.08193851 D0 0.880m 0.880m D1 1.000m 1.000m gt 1.390t/m 1.390t/m A1 0.000t 1.219t
2 2
2、钢管转弯处的内水压力 计算公式：A2=D0 .γ w.H0.3.14/4 D0 上游（A2'） 下游（A2''） 0.880m 0.880m γ w 1.00t/m³ 1.00t/m³ H0 22.500m 22.500m A2 13.678t 13.678t
2
3、伸缩节边缘处的水压力 计算公式：A3=(D01 .-D0 ).γ w.H.3.14/4 D01 上游（A3'） 下游（A3''） 1.150m 1.150m D0 0.880m 0.880m γ w 1.00t/m³ 1.00t/m³ H 22.500m 22.000m A3 9.681t 9.466t
1号压力管道镇墩结构计算书
一 、设计依据及参考资料
（1）设计依据：《水电站压力钢管设计规范》（SL281—2003） （2）参考资料：《水电站》（河海大学 刘启钊主编）
二 、设计基本资料
引用流量~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~Q= 1.620m³/s 水的重度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~γ w= 1.00t/m³ 钢材的重度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ γ s= 7.85t/m³ 上游钢管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D0= 0.880m 下游钢管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D= 0.880m 上游钢管外径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D1= 1.000m 下游钢管外径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D2= 1.000m 上游伸缩节处的管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D01= 1.150m 下游伸缩节处的管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D02= 1.150m 上游钢管轴线倾角~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ α 1=0.000° 下游钢管轴线倾角ห้องสมุดไป่ตู้~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~α 2 =4.700° 上游钢管计算长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ L1=24.500m 下游钢管计算长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ L2=10.700m 镇墩与上游相邻支墩的距离~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~l1= 4.100m 镇墩与下游相邻支墩的距离~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~l2=10.700m 钢管转弯处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H0=22.500m 上游伸缩节处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H1= 22.500m 下游伸缩节处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H2= 22.000m 上游计算管段的水头损失~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ hw1=0.100m 下游计算管段的水头损失~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ hw2=0.300m 伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ fk= 0.3 伸缩节止水填料长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ b=0.200m 钢管与支墩的摩擦系数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~f=0.3
-0.441t
0.000t
温升∑Y1 温升∑X 温降∑Y1 温降∑X
温升上游合力xsinα 1 温升上游合力xcosα 1 温降上游合力xsinα 1 温降上游合力xcosα 1
0.000t 43.421t 0.000t 4.299t
温升下游合力xsinα 2 温升下游合力xcosα 2 温降下游合力xsinα 2 温降下游合力xcosα 2
2 2
4、水流对管壁的摩擦力 计算公式：A4=D0 .γ w.hw.3.14/4 D0 上游（A4'） 下游（A4''） 0.880m 0.880m γ w 1.00t/m³ 1.00t/m³ hw 0.100m 0.300m A4 0.061t 0.182t
2
5、温度变化时伸缩节填料的摩擦力 计算公式：A5=D01.b.fk.γ w.H.3.14 D01 上游（A5'） 下游（A5''） 1.150m 1.150m b 0.200m 0.200m fk 0.3 0.3 γ w 1.00t/m³ 1.00t/m³ H 22.500m 22.000m A5 4.875t 4.767t
下游轴向力 温度上升
A1" 1.219t
A2" -13.678t
A3" -9.466t
A4" 0.182t
A5" -4.767t
A7" -0.441t
A8 0.000t
温度下降 温升下游合力 温降下游合力
1.219t
-13.678t
-9.466t
0.182t -26.949t -17.416t
4.767t
2 2
8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力 计算公式：A8=(D0 -D )γ w.H.3.14/4 D0 A8 0.880m D 0.880m γ w 1.00t/m³ H 22.500m A8 0.000t
2 2
四、法向力计算
1、管重产生的法向力Qp 计算公式：Qp=gt.L.cosα gt 上游（Qp'） 下游（Qp''） 1.390t/m 1.390t/m L 2.05 5.35 α 0.000° 4.700° cosα 1 0.99663739 Qp 2.850t 7.413t
6、温度变化时钢管与支墩的摩擦力 计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosα f 上游（A6'） 0.3 Qp 34.060t Qw 14.894t α 0.000° A6 14.686t
7、水在弯管处的离心力 计算公式：A7=D0 .γ w.V .3.14/4g D0 上游（A7'） 下游（A7''） 0.880m 0.880m γ w 1.00t/m³ 1.00t/m³ V 2.665m/s 2.665m/s A7 0.441t 0.441t
六、镇墩设计计算
1、抗滑稳定计算 计算公式：Kc=fz(∑Y+G)/∑X
G=Kc∑X/fz-∑Y
抗滑安全系数…………………………………………………… Kc= 1.5 镇墩与地基的摩擦系数…………………………………………… fz= 0.55 温升时镇墩需要的重量 G 温降时镇墩需要的重量 -48.902t 32.664t
2、水重产生的法向力Qw 计算公式：Qw=gw.L.cosα gw 上游（Qw'） 下游（Qw''） 0.608t/m 0.608t/m L 2.05 5.35 α 0.000° 4.700° cosα 1 0.99663739 Qw 1.246t 3.241t
五、合力计算
1、轴向合力计算(顺水流方向为+)(垂直向下为+) 上游轴向力 温度上升 温度下降 温升上游合力 温降上游合力 A1' 0.000t 0.000t A2' 13.678t 13.678t A3' 9.681t 9.681t A4' 0.061t 0.061t 43.421t 4.299t A5' 4.875t -4.875t A6' 14.686t -14.686t A7' 0.441t 0.441t
-2.208t -26.859t -1.4270664 -17.358t
-2.208t 16.562t -1.427t -13.059t
2、法向合力计算(垂直向下为+)
∑Y2
下游合力 上游合力
(Qp'+Qw')xcosα 1= (Qp''+Qw'')xcosα 2=
4.096t 10.618t
14.714t