水管荷载计算
管道支吊架设计及计算
【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。
在机电工程里，管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。
如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。
【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算一、 管道的布置对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。
欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数：1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求；2. 管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；3. 在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；4. 管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距）不应小于50mm 。
5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉；6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡； 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少；8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ，同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿；9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。
不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。
二、 管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。
跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。
第四节 尾水管
第四节尾水管尾水管结构是指尾水管流道的外围结构，见图18-14。
尾水管结构位于一期混凝土范围内，即厂房结构的最下部，在整个厂房结构中承受厂房的全部荷重和水压荷载，起厂房基础的作用。
尾水管结构的体形复杂，尺寸大，整体性较强。
在结构设计中，根据各部分的结构特点，将尾水管结构分成三个部分：锥管段、肘管段和扩散段。
分别选择相应的方法分析内力。
图18-14 尾水管结构组成图1～5-断面号一、设计荷载和计算情况尾水管结构的设计荷载有以下几种。
(1)结构自重；(2)尾水管顶板以上的结构和设备重；(3）内水压力及水重；(4)外水压力及水重；(5）扬压力。
尾水管结构的计算情况有以下四种。
（1）正常运行。
组合荷载为结构自重、尾水管顶板以上的结构和设备重，正常尾水位情况下的内水压力、外水压力和水重，以及正常水位情况下的扬压力。
(2)检修放空。
组合荷载为结构自重、尾水着顶板以上的结构和设备重，检修尾水位情况下的外水压力和水重，以及检修情况下的扬压力。
(3)施工情况。
组合荷载为结构自重和尾水管顶板以上的结构和设备重。
(4)非常运行。
组合荷载与正常运行相似，只是内、外水压力和水重以及扬压力取校核洪水位情况的数值。
上述计算情况中，正常运行为基本组合，其余为特殊组合。
二、扩散段结构扩散段结构由顶板，底板、边墩和中墩等构件组成。
厂房基岩完整坚硬时，采用分离式底板，顶板、边墩和中墩构成整体结械其他情况下，底板与边墩、中墩整体浇注成为整体结构的一部分。
1.平面框架计算将尾水管扩散段结构作为一个整体空间结构来分析内力，至今没有一种适于设计应用的简便易行的计算方法，目前普遍采用的方法是将空间结构简化为严面结构，按平面框架计算内力。
图18-15 尾水管扩散段计算框架顺水流方向选择若干个结构特征不同的断面，如图18-14所示，在每个断面上沿垂直水流方向在扩散段结构中切取单宽的平面结构，如图18-15,图上标注的数字为图18-14中的断面号。
水工建筑物荷载设计规范DL_5077-1997
前言1 范围2 引用标准3 总则4 主要符号5 作用分类和作用效应组合6 建筑物自重及永久设备自重7 静水压力8 扬压力9 动水压力10 地应力及围岩压力11 土压力和淤沙压力12 风荷载和雪荷载13 冰压力和冻胀力14 浪压力15 楼面及平台活荷载16 桥机和门机荷载17 温度作用18 地震作用19 灌浆压力附录 A(标准的附录)水工结构主要作用按随时间变异的分类附录 B(标准的附录)水工建筑物的材料重度附录 C(标准的附录)混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数附录 D(标准的附录)改进阻力系数法附录 E(标准的附录)简单管路水锤压力计算公式附录 F(标准的附录)主动土压力系数Ka和静止土压力系数K0的计算附录 G(标准的附录)波浪要素和爬高计算附录 H(标准的附录)水库坝前水温计算附录 J(标准的附录)拱坝运行期温度作用的标准值附录 K(标准的附录) 本规范用词说明条文说明打印刷新水工建筑物荷载设计规范Specifications for load design ofhydraulic structureDL5077—1997主编单位：电力工业部中南勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部批准文号：电综［1997］567号施行日期：1998年2月1日前言本规范是根据1990年原能源部、水利部水利水电规划设计总院“(90)水规字11号”文件的安排组织制订的。
其目的在于统一水利水电工程结构设计的作用(荷载)取值标准，以利于按照GB50199—94《水利水电工程可靠度设计统一标准》的原则和方法进行水工结构设计。
本规范必须与按照GB50199—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》制订的其他水工结构设计规范配套使用。
本规范中所列全部附录都是标准的附录。
本规范由电力工业部水电水利规划设计总院提出、归口并负责解释。
本规范的主编单位：电力工业部中南勘测设计研究院。
参编单位有：电力工业部北京勘测设计研究院、西北勘测设计研究院、成都勘测设计研究院、华东勘测设计研究院，水利部上海勘测设计研究院、东北勘测设计研究院，中国水利水电科学研究院，南京水利科学研究院。
水处理常用计算公式汇总
水处理常用计算公式汇总转载：新环保声音水环境与水生态水处理公式是我们在工作中经常要使用到的东西，在这里我总结了几个常常用到的计算公式，按顺序分别为格栅、污泥池、风机、MBR、AAO进出水系统以及芬顿、碳源、除磷、反渗透、水泵和隔油池计算公式，由于篇幅较长，大家可选择有目的性的观看。
格栅的设计计算一、格栅设计一般规定1、栅隙(1)水泵前格栅栅条间隙应根据水泵要求确定。
(2) 废水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：最大间隙40mm，其中人工清除25~40mm，机械清除16~25mm。
废水处理厂亦可设置粗、细两道格栅，粗格栅栅条间隙50~100mm。
(3) 大型废水处理厂可设置粗、中、细三道格栅。
(4) 如泵前格栅间隙不大于25mm，废水处理系统前可不再设置格栅。
2、栅渣(1) 栅渣量与多种因素有关，在无当地运行资料时，可以采用以下资料。
格栅间隙16~25mm；0.10~0.05m3/103m3 (栅渣/废水）。
格栅间隙30~50mm；0.03~0.01m3/103m3 (栅渣/废水）。
(2) 栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。
(3) 在大型废水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3)，一般应采用机械清渣。
3、其他参数(1) 过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。
(2) 格栅前渠道内水流速度一般采用0.4~0.9m/s。
(3) 格栅倾角一般采用45°~75°，小角度较省力，但占地面积大。
(4) 机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。
(5) 设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。
(6) 大中型格栅间内应安装吊运设备，以进行设备的检修和栅渣的日常清除。
二、格栅的设计计算1、平面格栅设计计算(1) 栅槽宽度B式中，S为栅条宽度，m；n为栅条间隙数，个；b为栅条间隙，m；为最大设计流量，m3/s；a为格栅倾角，（°); h为栅前水深，m，不能高于来水管（渠）水深；v为过栅流速，m/s。
自来水 水管 压力 受力分析
自来水管道是一种用于输送自来水的管道系统。
它们通常由多种材料制成，包括铜、铁、钢、塑料等。
自来水管道受到的压力主要来自水流和自身重量。
在自来水管道中，水流会产生流体压力，这种压力会向周围环境施加压力。
流体压力的大小取决于水流的速度和密度。
流体压力的作用方向是沿着水流的方向，因此它会对管道产生拉力。
自来水管道还受到自身重量的作用。
由于管道是由重量较大的材料制成的，因此它会向下施加压力。
这种压力称为自重压力。
自重压力的作用方向是向下，因此它会对管道产生压力。
在计算自来水管道的受力情况时，需要考虑流体压力和自重压力的影响。
这可以通过使用力学原理和数学模型来完成。
通过对管道进行受力分析，可以确定管道在不同工况下的受力情况，从而为设计和使用管道提供参考。
举个例子，假设有一根自来水管道，管道内流动着一种密度为1000 kg/m^3的流体，流速为2 m/s。
管道直径为0.1 m，长度为20 m，管道材料的密度为7850 kg/m^3。
我们可以使用如下公式来计算管道的受力情况：流体压力（拉力）=流体密度流速^2/2=1000 kg/m^32 m/s^2/2=1000 N/m^2自重压力（压力）=管道长度管道直径^2管道材料密度/4=20 m0.1 m^27850 kg/m^3/4=7850 N/m根据上述计算，我们可以得出结论：在这种工况下，自来水管道受到的流体压力为1000 N/m^2，自重压力为7850 N/m。
管道受到的总压力为1000 N/m^2+7850 N/m=8850 N/m。
这是一个简单的例子，实际情况可能更复杂。
在计算自来水管道的受力情况时，需要考虑更多的因素，包括管道的形状、尺寸、材料、支撑方式等。
此外，自来水管道还可能受到外界的荷载作用，如地震、风力等。
通过对管道进行受力分析，可以确定管道在不同工况下的受力情况，为设计和使用管道。
混凝土排水管外压荷载试验
混凝土和钢筋混凝土排水管外压荷载试验1实验装置采用三点实验法，通过机械压力的传递，试验管子的裂缝荷载和破坏荷载。
2试验步骤（1）检查设备状况，设备无故障方可使用。
（2）将试件放在外压试验装置的两个平行的下支承梁上，然后将上支承梁放在试件上，使试件与上、下支承梁的轴线相互平行，并确保上支承梁能在通过上、下支承梁中心线的垂直平面内自由移动。
上、下支承梁应覆盖试件的有效长度，加荷点在管子全长的中点。
对承插口管整根管子进行试验时，上、下梁应覆盖其平直段全场L p，加荷点在平直段中点。
仲裁试验检验试件应采用切割长度不小于1m的圆柱体单元。
（3）通过上支承梁加载，可以在上支承梁上一点加荷，或者采用两点同步加荷。
（4）开动油泵，使加圧板与上支承梁接触，施加荷载于上支承梁，对混凝土排水管加荷速度约每分钟1.5kN/m；对钢筋混凝土排水管加荷速度约为每分钟30kN/m。
（5）连续匀速加荷至标准规定的裂缝荷载的80%，保持1min 观察有无裂缝，用读数显微镜测量其宽度；若没有裂缝或裂缝较小，继续按裂缝荷载的10％加荷，保持1min，加荷至裂缝荷载，保持3min。
若裂缝扔小于0.20mm，需测定裂缝荷载时，继续按裂缝荷载5％加荷，每级保持3min直到裂缝宽度达到或超过0.20mm。
（6）当裂缝宽度达到0.20mm时的荷载为裂缝荷载。
加压结束时裂缝宽度达到0.20mm，裂缝荷载为该级的荷载值；加压结束时裂缝宽度超过0.20mm，则裂缝荷载为前一级的荷载值。
（7）按第（4）规定的加荷速度继续加荷至破坏荷载的80％，保持1min观察有无破坏；若未破坏，按破坏荷载的10％继续加荷，保持1min，加荷至破坏荷载时保持3min，检查破坏情况，若未破坏，继续按破坏荷载5％加荷，每级保持3min直到破坏。
（8）管子失去承载能力时的荷载为破坏荷载，在加荷状态出现破坏状态时，破坏荷载为前一级荷载；在规定的时间内出现破坏状态时，破坏荷载为该荷载与前一级荷载的平均值，当在规定的荷载时间结束后出现破坏状态时，破坏荷载为该级荷载值。
水泥管荷载计算公式
水泥管荷载计算公式在土木工程中，水泥管是一种常用的管道材料，用于输送水、气体、油品等。
在设计和施工过程中，需要对水泥管的荷载进行计算，以确保其能够承受外部环境和内部介质的压力。
本文将介绍水泥管荷载计算的基本公式和相关知识。
水泥管荷载计算的基本公式如下：P = 2πtL。
其中，P为水泥管的荷载，t为水泥管的壁厚，L为水泥管的长度。
这个公式的推导过程如下：首先，我们知道水泥管在受到外部压力作用时，会产生周向的张力。
根据力学原理，周向张力可以用公式T = σr来表示，其中T为周向张力，σ为周向应力，r 为水泥管的内径。
根据材料力学知识，周向应力可以用公式σ = P/A来表示，其中P为水泥管的荷载，A为水泥管的横截面积。
水泥管的横截面积可以用公式A = 2πtr来表示，其中t为水泥管的壁厚，r为水泥管的内径。
将上述公式代入周向应力的公式中，得到σ = P/2πtr。
将周向应力的公式代入周向张力的公式中，得到T = P/2r。
根据力学平衡原理，水泥管的周向张力需要平衡外部压力，即T = 2πtL。
将周向张力的公式代入平衡公式中，得到P = 2πtL。
因此，水泥管的荷载可以用P = 2πtL来表示。
在实际工程中，水泥管的荷载计算还需要考虑到其他因素，如水泥管的材料强度、外部环境的温度和湿度、内部介质的压力和流速等。
这些因素都会对水泥管的荷载产生影响，需要进行综合考虑和分析。
此外，水泥管的荷载计算还需要满足相关的设计标准和规范要求。
例如，在国家标准GB/T 11836-1997《水泥管道设计规范》中，对水泥管的荷载计算和设计要求进行了详细的规定，设计和施工人员需要按照标准要求进行计算和设计，以确保水泥管的安全可靠使用。
在进行水泥管荷载计算时，还需要考虑到水泥管的安装和支撑方式。
合理的支撑结构和安装方式可以有效减轻水泥管的荷载，提高其承载能力和使用寿命。
因此，在进行水泥管荷载计算时，需要综合考虑水泥管的材料、结构、安装和使用环境等因素，进行合理的计算和设计。
水管动荷载计算
水管动荷载计算水管动荷载计算是工程设计中非常重要的一项内容，它主要用于确定水管在运行过程中所受到的动态荷载，以保证水管的安全和稳定运行。
水管动荷载的计算需要考虑多种因素，包括水流的速度、水压、水质等，下面我们将一一介绍。
我们需要确定水流的速度。
水流速度对水管的动荷载有很大影响。
一般情况下，水流速度越大，对水管的动荷载就越大。
因此，在进行水管动荷载计算时，我们需要准确测量水流速度，并结合水管的材质和尺寸来进行分析。
我们需要考虑水压对水管的影响。
水压是指水流对单位面积的压力大小。
水管承受的水压越大，其所受到的动荷载也就越大。
在水管动荷载计算中，我们需要根据实际情况确定水压的大小，并结合水管的强度参数来进行计算。
水质也是进行水管动荷载计算时需要考虑的因素之一。
不同水质的流体对水管的腐蚀性不同，从而会对水管的安全性产生影响。
在进行水管动荷载计算时，我们需要根据水质的特性来确定水管的材质和厚度等参数，以保证水管在运行过程中不会因为腐蚀而发生破损。
在进行水管动荷载计算时，我们还需要考虑水管的支撑方式。
水管的支撑方式对其受力情况有很大影响。
一般情况下，水管的支撑方式有固定支撑和弹性支撑两种。
不同的支撑方式会对水管的动荷载产生不同的影响，因此在进行计算时需要根据具体情况来确定水管的支撑方式。
我们需要进行水管动荷载的计算。
水管动荷载的计算可以通过数值模拟和理论分析两种方法进行。
数值模拟方法可以利用计算机软件进行模拟，得到水管在不同工况下的动荷载情况。
而理论分析方法则是通过公式推导和计算，得到水管动荷载的数值。
在进行水管动荷载计算时，我们需要综合考虑以上因素，确保计算结果的准确性和可靠性。
水管动荷载计算是工程设计中非常重要的一项内容。
通过对水流速度、水压、水质、支撑方式等因素的综合考虑，我们可以得到水管在不同工况下所受到的动荷载情况。
水管动荷载的计算结果可以为工程设计提供重要的依据，以保证水管的安全和稳定运行。
水工建筑物的荷载计算
水工建筑物的荷载计算水工建筑物上的作用有：重力、水作用、渗透作用力、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度、土及泥沙作用、地震作用等。
一、自重W=V γ一般素砼取23.5~24kN/m 3，钢筋砼取24.5~25kN/m 3，浆砌石取21.5~23kN/m 3，对土石坝的材料重度应根据具体性能及不同部位，分别取湿重度、干重度、饱和重度、浮重度等几种情况计算。
水工建筑物上永久固定设备，如闸门、启闭机等，其自重标准值采用设备标牌重量 作用分项系数：大体积混凝土、土石坝取1.0；对普通水工混凝土、金属结构（设备）取1.05，当自重对结构有利时取0.95。
地下工程的混凝土衬砌取1.1，其对结构有利时取0.9。
二、水压力水体对各种水工结构均发生作用，作用结果是对结构产生水压力，其可分为静水压力和动水压力。
1．静水压力水体静止状态下对某结构表面的作用力称为静水压力（1）作用在坝、闸等结构面上的水压力P H =221H w γ P V =w w V γ（2）管道及地下结构上的水压力计算。
内水压力：作用在管道内壁上的静水压力； 外水压力：作用于管道或衬砌外侧的水压力。
对内水压力，为计算方便，常将其分解成均匀内水压力和非均匀内水压力两部分。
h p w wr γ=')cos 1(''θγ-=i w wr r p对有压隧洞的砼衬砌的外水压强标准值可按式（2-6）计算。
e e ek H p ωγβ= （2-6）式中：ek p ——作用于衬砌上的外水压强标准值（KN/m 2）；e β——外水压力折减系数，可按表2-1采用；e H ——作用水头(m)，按设计采用的地下水位线与隧洞中心线的高差确定。
同内水压力一样，外水压力也可分解成均匀外水压力和非均匀外水压力。
非均匀外水压力的合力方向垂直向上，合力的大小应等于单位洞长排开水体的重量。
2．动水压力（1）渐变流时的时均压强：θρcos gh p w tr =式中：tr p ——过流面上计算点的时均压强代表值（N/m 2）；w ρ——水的密度（kg/m 3）； g ——重力加速度(m/s 2)；h ——计算点A 的水深(m)；θ——结构物底面与平面的夹角。
管道支吊架设计及计算
管道支吊架设计及计算集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）浅谈管道门字型支吊架的设计及计算【文摘】用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。
在机电工程里，管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。
如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。
【关键词】管道布置管道跨距管架分析管架内力计算一、管道的布置对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。
欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数：1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求；2.管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；3.在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；4.管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距）不应小于50mm。
5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉；6.地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；7.管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少；8.应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm，同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿；9.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。
不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。
水工建筑物上的荷载及荷载效应组合
其单位长度上合力标准值： 冲刷充填物质，分离岩体，能鼓开一定厚度的断层等软弱带，能导致围岩塌方
坝底面和坝体内扬压力分项系数系数 ：
（3）当坝基上游有防渗帷幕和排水孔并设下游副排水孔及抽排系统时，坝基面上游处的扬压力作用水头为H1，主副排水孔中心处的扬
垂直压力： F KHD 压力作用水头分别为α1H1和α2H2，下游处为H2，其间各段依次以直线连接。
（2）当坝基上游设防渗帷幕和排水孔时， 上游处的扬压力作用水头为H1，排水孔中
心线处为H2+α（H1-H2），下游（坝趾）
处为H2，其间各段以直线连接。如图24(a,b,c,d)所示。
（3）当坝基上游有防渗帷幕和排水孔并设 下游副排水孔及抽排系统时，坝基面上游 处的扬压力作用水头为H1，主副排水孔中 心处的扬压力作用水头分别为α1H1和α2H2， 下游处为H2，其间各段依次以直线连接。 如图2-4(e)所示。
式中参数见图2-8、2-9。 （1） 闸坝反弧段上的动水压力:
沿裂隙面有大量滴水或线状流水
② 渗透压力的作用分项系数，对实体重力坝采用1.
其中：K 为垂直土压力系数可查图2-9 四、土压力及淤沙压力
s 1．挡土建筑物的土压力
PH=
（2-2）
K 为侧向土压力系数可用下式计算： γ—挡土墙后填土的重度（KN/m3）；
作用于建筑物底面上的扬压力值，应按垂直作用 于计算截面积上的扬压力分布图形求和。
扬压力分布与上下游水位、防渗排水措施有关。
1．重力坝、拱坝的扬压力
对岩基上混凝土坝，坝体底面扬压力分布：
（1）坝基无防渗帷幕和排水孔幕时，作用于坝底面 上游边缘处的扬压力为H1，下游边缘处为H2，其 间用直线连接。如图2-5(f)所示。
钢筋混凝土排水管的裂缝荷载和破坏荷载
钢筋混凝土排水管的裂缝荷载和破坏荷载1. 引言钢筋混凝土排水管是一种常见的排水系统，广泛应用于建筑物和城市基础设施中。
在使用过程中，由于外部荷载和材料本身的变形，排水管可能会出现裂缝和破坏。
本文将讨论钢筋混凝土排水管的裂缝荷载和破坏荷载的相关问题。
2. 钢筋混凝土排水管的裂缝荷载2.1 裂缝的成因钢筋混凝土排水管的裂缝形成有多种原因，主要包括以下几个方面：•外部荷载：排水管承受的地表荷载、交通荷载等会导致管道受力过大，进而引发裂缝的形成。
•温度变化：温度的变化会引起钢筋混凝土的体积变化，从而产生内部应力，导致排水管出现裂缝。
•沉降和变形：土体的沉降和变形会导致排水管的位移和变形，进而引发裂缝的形成。
2.2 裂缝荷载的计算裂缝荷载是指在排水管发生裂缝后，继续承受外部荷载时的荷载大小。
裂缝荷载的计算需要考虑以下几个因素：•裂缝的宽度和长度：裂缝的宽度和长度对荷载的传递有重要影响，通常采用裂缝的平均宽度和长度进行计算。
•材料的性质：钢筋混凝土的强度和刚度等性质会影响裂缝荷载的大小。
•外部荷载：外部荷载的大小和分布方式也是计算裂缝荷载的重要因素。
2.3 裂缝荷载的影响因素裂缝荷载的大小受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：•外部荷载的大小和分布方式：外部荷载的大小和分布方式会直接影响裂缝荷载的大小。
•排水管的尺寸和材料：排水管的尺寸和材料决定了其承受荷载的能力，进而影响裂缝荷载的大小。
•排水管的支撑方式：排水管的支撑方式会影响管道的变形和位移，进而影响裂缝荷载的大小。
3. 钢筋混凝土排水管的破坏荷载3.1 破坏荷载的定义破坏荷载是指排水管在受到外部荷载作用下发生破坏的荷载大小。
破坏荷载是设计和使用排水管的重要指标，能够帮助工程师确定排水管的安全性能。
3.2 破坏荷载的计算方法钢筋混凝土排水管的破坏荷载可以通过多种方法进行计算，常用的有以下几种：•经验公式法：根据已有的试验数据和经验公式，通过对排水管的尺寸、材料和外部荷载进行综合考虑，计算破坏荷载。
输水管道拐弯处水平推力计算
国高技术产业发展促进会 中
hina High-Tech Industry Promotion Soc
iety
从注水水质来看，向油层内注入水质不合 格水主要会对地层造成以下几个方面的伤害： 1）注入水悬浮物和粒径超标（悬浮物>3mg/l、 粒径>2u m）会堵塞地层中的孔隙通道，这会给 本就渗透率很低的地层造成极大的伤害；2）注 入水的细菌含量超标，其代谢产物堆积导致地 层堵塞，降低地层的渗透率；3）注入水与地层 水的不配伍性，注入水注入地层后会产生一系 列的化学反应，产生不溶于水的沉淀，从而堵 塞孔隙通道。
（一）高注水压力的形成原因 高注水压力的形成是由很多因素造成的， 结合我矿的实际情况，高注水压力的形成原因 主要有以下几个方面： 1．从开发方式上看，注水井不排液直接转 注比先排液后转注，初期注水压力要高，并且 注水压力上升较快。 我矿早期开发的宋芳屯试验区、芳707和 芳17以及芳6的部分井区为注水井先排液后转 注开发；芳6的其它井区、芳507和徐家围子油 田采用不排液同步注水开发；芳深2则采用注 水井先排液的同步注水开发方式。从转注初 期的 注 水压 力来 看，注 水井 排 液的区块 初 期 注水压力在10M P a左右，而注水井未排液的区 块的初期注水压力为12M P a左右，高于排液区 块2.0M P a。同时，从芳17和徐家围子老井对比 来看，徐家围子老井注水压力年上升幅度为 1.56M P a/年，而芳17仅为0.7M P a/年，可以看出 不排液区块的注水压力上升速度大大高于排 液区块。分析其主要原因有以下两个方面：1） 注水井不排液直接转注，原状地层压力较高， 造成驱油启动压力较高，因此初期注水压力也 较高；2）注水井不排液直接转注，造成钻井过 程中侵入原状地层的污染物质未及时排出，大 大降低了近井地带的渗透率，抬高了地层的启 动压力。同时随注水时间的延长，污染物质逐 步深入地层，造成开发过程中注水压力上升速 度加快。 2．从储层及流体物性来看，低渗透和高粘 度流体也是造成高注水压力的原因之一。 我矿开发的宋芳屯油田和徐家围子油 田属低 渗 透 油田，储 层的空 气 渗 透率分 别为 187×10-3u m2和176×10-3u m2，有效渗透率 一般在100×10-3u m2以下，孔隙度仅为22%和 22.2%。因此，在储层内形成的连通的孔隙较 少，孔喉半径也较小（一般在2.0-11.65u m之 间）。同时，储层中原油粘度较高，两个油田分
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水泥膨胀珍珠岩保 保温密 度 （Kg/m3 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.径，输入不同的保温厚度，就可计算出管子总重量。
水管荷载计算
离心玻璃棉保温 岩棉管壳保温 保温密 保温厚度 保温重量 管子总重 保温厚度 保温重量 管子总重 保温密度 保温厚度 保温重量 度 (mm) （Kg/m) （Kg/m) (mm) （Kg/m) （Kg/m) （Kg/m3) (mm) （Kg/m) （Kg/m3 50.00 3.74 4.68 45.00 50.00 0.48 1.42 150.00 50.00 1.60 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 3.96 4.12 4.51 4.84 5.22 5.88 6.60 6.93 7.64 8.69 10.06 11.49 14.79 17.76 20.62 23.48 26.17 29.14 31.89 37.38 5.20 5.60 6.90 7.88 9.10 12.46 15.45 16.92 20.30 26.80 35.06 46.31 79.96 116.36 158.15 206.38 249.46 301.32 353.41 495.64 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 45.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 0.51 0.53 0.58 0.62 0.67 0.76 0.85 0.89 0.98 1.12 1.29 1.48 1.90 2.28 2.65 3.02 3.36 3.75 4.10 4.81 1.75 2.01 2.97 3.67 4.55 7.34 9.71 10.89 13.64 19.23 26.29 36.29 67.07 100.89 140.18 185.92 226.66 275.92 325.62 463.06 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 1.70 1.77 1.93 2.07 2.24 2.52 2.83 2.97 3.28 3.72 4.31 4.92 6.34 7.61 8.84 10.06 11.22 12.49 13.67 16.02 水泥膨胀珍珠岩保温
水泥膨胀珍珠岩保温
岩棉管壳保温 管子总重 保温密度 保温厚度 保温重量 （Kg/m) （Kg/m3) (mm) （Kg/m) 1.96 2.53 3.59 4.79 5.85 7.86 11.15 14.40 20.84 29.86 38.44 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 1.68 1.81 1.97 2.17 2.31 2.59 2.96 3.26 3.86 4.48 5.07
管壳保温
柔性泡沫橡塑保温 管子总重 保温密度 保温厚度 保温重量 管子总重 （Kg/m) （Kg/m3) (mm) （Kg/m) （Kg/m) 2.55 2.94 3.25 4.32 5.12 6.12 9.10 11.68 12.97 15.94 21.84 29.31 39.74 71.51 106.22 146.37 192.96 234.51 284.67 335.19 474.28 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 0.85 0.90 0.94 1.03 1.11 1.19 1.34 1.51 1.58 1.75 1.99 2.30 2.63 3.38 4.06 4.71 5.37 5.98 6.66 7.29 8.55 1.80 2.15 2.42 3.42 4.15 5.07 7.93 10.37 11.58 14.41 20.10 27.30 37.44 68.55 102.66 142.24 188.27 229.28 278.84 328.81 466.80
管壳保温
柔性泡沫橡塑保温 管子总重 保温密度 保温厚度 保温重量 管子总重 （Kg/m) （Kg/m3) (mm) （Kg/m) （Kg/m) 3.13 3.80 4.96 6.31 7.47 9.67 13.22 16.69 23.54 32.99 41.99 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 0.90 0.97 1.05 1.16 1.23 1.38 1.58 1.74 2.06 2.39 2.70 2.35 2.95 4.05 5.30 6.39 8.47 11.84 15.17 21.74 30.90 39.63
壁厚 (mm) 2.75 2.75 3.25 3.25 3.50 3.50 3.75 4.00 4.00 4.50 4.50
每米管子体积 密度 管自重 水的密度 水重量 （m3) （Kg/m3) （Kg/m) （Kg/m3) （Kg/m) 0.00016026 0.00020778 0.00030886 0.00039871 0.00048930 0.00062125 0.00084528 0.00106186 0.00138230 0.00191559 0.00226902 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 1.26 1.63 2.42 3.13 3.84 4.88 6.64 8.34 10.85 15.04 17.81 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 0.20 0.36 0.57 1.01 1.32 2.21 3.63 5.09 8.82 13.48 19.11
水泥膨胀珍珠岩保
无缝钢管
公称直 径(mm) 15.00 20.00 25.00 普通焊接 32.00 钢管 40.00 50.00 70.00 80.00 ###### ###### ######
外径 (mm) 21.30 26.80 33.50 42.30 48.00 60.00 75.50 88.50 114.00 140.00 165.00
水
外径 (mm) 18.00 22.00 25.00 32.00 38.00 45.00 57.00 70.00 76.00 89.00 108.00 133.00 159.00 219.00 273.00 325.00 377.00 426.00 480.00 530.00 630.00 壁厚 (mm) 2.00 2.00 2.00 2.50 2.50 2.50 3.50 3.50 3.50 3.50 4.00 4.00 4.50 6.00 7.00 8.00 9.00 9.00 9.00 9.00 11.00 每米管子体积 密度 管自重 水的密度 水重量 （m3) （Kg/m3) （Kg/m) （Kg/m3) （Kg/m) 0.00010053 0.00012566 0.00014451 0.00023169 0.00027882 0.00033379 0.00058826 0.00073121 0.00079718 0.00094012 0.00130690 0.00162106 0.00218419 0.00401496 0.00584965 0.00796708 0.01040495 0.01179040 0.01331721 0.01473093 0.02139110 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 7850.00 0.79 0.99 1.13 1.82 2.19 2.62 4.62 5.74 6.26 7.38 10.26 12.73 17.15 31.52 45.92 62.54 81.68 92.55 104.54 115.64 167.92 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 0.15 0.25 0.35 0.57 0.86 1.26 1.96 3.12 3.74 5.28 7.85 12.27 17.67 33.65 52.69 74.99 101.22 130.74 167.64 205.89 290.33 保温密 度 （Kg/m3 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00 350.00