柔性接口镇墩计算

11.25
1.00
1.00
2.00
0.60
2.00
22.5
1.00
1.00
3.00
0.60
2.00
45
2.00
1.00
5.00
2.50
2.00
60
2.00
1.00
5.00
2.50
2.50
90
2.00
1.50
6.50
4.00
2.50
1.0Mpa 平面转角
B1(法向长边) B2(法向短边) L(轴向长边) L0(轴向短边) d(高度)
11.251.001.002.000.60
2.00
22.5
1.00
1.00
2.00
1.00
2.00
45
1.50
1.00
3.50
2.00
2.00
60
1.50
1.00
4.50
2.50
2.00
90
1.50
1.50
5.00
2.00
2.50
0.6Mpa 平面转角
B1(法向长边) B2(法向短边) L(轴向长边) L0(轴向短边) d(高度)
各层土的加权平均内聚力c
18
各层土的加权平均天然重度γ
18
管道镇墩底的埋深h
3.0
当等效内摩擦角为20°时，摩擦系数取f=0.25；
当等效内摩擦角为28°时，摩擦系数取f=0.30；
当等效内摩擦角为35°时，摩擦系数取f=0.35；
4、设计输入数据
1、管道接口设计内径与管内径的转换系数 aD
2、管道内径D
柔性接口给水管道镇墩抗滑稳定及地基应力计算
1、 设计依据
⑴ 《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332—2002
（2）《室外给水设计规范》GB50013-2006
2 、适用范围 1、本图集适用于市政及一般民用与工业建筑工程中无地下水（即地下水位地狱镇墩底面）及有地下水条件下（地 低于设计地面以下0.5m）的室外柔性接口埋地给水管道镇墩； 2、适用管道内径0.1m~2.0m且内水压力在0.8~1.1； 3、适用管道设计内水压力0.8~1.1Mpa； 4、适用于给水管道采用橡胶圈作为止水件的承插式接口和套管式柔性接口； 5、适用一般性土壤地区，对于设置在淤泥、湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土地区的镇墩不适用；镇墩下持力层的 载力特征值fak不应小于80kpa； 6、适用于土壤等效内摩擦角：φ=20°～35°； 7、适用的管顶覆土深度： 当管径D=100～500mm时，管顶覆土深度Hs≥0.7m； 当管径D=600～2000mm时，管顶覆土深度Hs≥1.0m； 8、适用于非扛震设防区和抗震烈度小于或等于9度的地区；
体积V 6.00 12.00 30.63 43.75 69.00
镇墩类型 A B C D
E
体积V 5.20 7.20 22.50 28.13 45.94
镇墩类型 A
A F
C
D
体积V 5.20
镇墩类型 A
6.00
A
13.75
B
17.50
G
26.25
C
体积V
镇墩类型
3.90
A
4.50
A
5.25
A
6.00
3、管道接口设计内径dn
4、平面弯管转角a
5、管道设计内水压力
6、地下水位以上的原状土重度γ1 7、镇墩顶部覆土重度γ2
° ° kpa kN/m3 m
1.12 900.0 m 1008.0 m 40.0度 1.80 MPa 18.00 kN/m³ 16.00 kN/m³
8、主动土压力计算采用的回填土重度γ3 9、地下水位以下土的有效重度γ"
5.00
3.00
5、荷载计算
5.1、管道截面外推力标准值P
计算公式：
P=0.785×dn2×FWDK/1000
5.2、水平向镇墩承受截面外推力P对镇墩产生的水压力合力标准值Fwpk
计算公式：
FWPK=2×P×sin(a/2)
5.3镇墩迎推力侧的主动土压力标准值Fopk
地下水低于镇墩底面时:
计算公式：
A
10.31
B
1；F=22.5，1；G=17.5，1。
计算公式：
W=γ2×Z1×A
5.6、镇墩及其顶部覆土所受浮托力标准值
80.00 kN
计算公式：
FfwK=γw×A×(Z2-Zw)
5.7、水平向镇墩滑动平面上摩擦力标准值
计算公式： 6 、镇墩抗滑稳定计算
FfK=（G+W-FfwK)×f
6.1、水平向镇墩抗滑力稳定验算
镇墩抗滑稳定计算表
计算公式
(Fpk-Fopk+Ffk)÷Fwpk
FPK=tg2(45+0.5×Φd)×(γ3×(Z22-Z12)/2)×L
地下水高于镇墩顶面时：
172.91 kN 1230.98 kN
计算公式：
FOPK=tg2(45+0.5×Φd)（γ"(Z22-Z12)/2+（γ3-γ"）Zw(Z2-Z1))L/3
5.5、镇墩顶部的覆土重量
1621.77 kN
FOPK=(γ3×(Z22-Z12)/2)×L/3
地下水高于镇墩顶面时:
1435.70 kN 982.08 kN
131.25 kN
计算公式：
FOPK=（γ"×(Z22-Z12)/2+（γ3-γ"）×Zw×(Z2-Z1))×L/3
5.4、镇墩迎推力侧的被动土压力标准值FPK
地下水低于镇墩底面时：
计算公式：
9、适用的管材有：铸铁管（包括球墨铸铁管、未经退火的球态铸铁管等）、混凝土管（包括钢筋混凝土管、预应 土管、预应力钢筒混凝土管）、化学管材管（UPVC）、聚乙烯圆管（PE)、玻璃纤维增强塑料管（GRP、FRP)。
3、土壤等效内摩擦角
Φd=
arctg(tgΦ+c/(γh)
各层土的加权平均内摩擦角Φ
31.02 15
18.00 kN/m³ 10.00 kN/m³
10、地下水位重度γw
10.00 kN/m³
11、混凝土重度γc
23.00 kN/m³
12、镇墩顶在设计地面以下的深度Z1
0.5 m
13、镇墩底在设计地面以下的深度Z2
3.0 m
14、重力加速度g
9.81 m/s
15、管道中流量Q
0.890 m³/s
16、管道中水的平均流速V
1.00
2.00
1.00
2.00
22.5
1.00
1.00
4.00
2.00
2.00
45
1.50
1.00
5.80
4.00
2.50
60
2.00
1.50
6.00
4.00
2.50
90
2.00
2.00
6.50
5.00
3.00
1.6Mpa 平面转角
B1(法向长边) B2(法向短边) L(轴向长边) L0(轴向短边) d(高度)
凝土管（包括钢筋混凝土管、预应力混凝 纤维增强塑料管（GRP、FRP)。
寸:
底面积A
体积M
重量G
d(高度)
m²
m³
kN
2.50
10.00
25.00
575.00
水平弯管镇墩类型计算
2.0Mpa 平面转角
B1(法向长边) B2(法向短边) L(轴向长边) L0(轴向短边) d(高度)
11.25
1.00
1.399 m/s
17、计算管长L
10.0 m
18、管壁厚度δ
10.0 mm
19、土壤的等效摩擦角Φd
31.0度
20、镇墩底部摩擦系数f
0.40
21、地下水位在设计地面以下的深度Zw
3.0 m 初拟镇墩尺寸:
镇墩尺寸(m)
B1(法向长边)
B2(法向短边)
L(轴向长边)
L0(轴向短边)
1.50
1.00
Fpk-Fopk+Ffk≥KsFwpk
1.387
6.2、水平向镇墩地基承载力验算
[Ks] 1.5
镇墩抗滑稳定计算表
计算公式
(G+W)÷A
[fa]
G+W≤Afa
65.500
150.0
0.00 kN 262.00 kN
结果 (0.1)
结果 满足规范
应力计算
镇墩底面）及有地下水条件下（地下水位 区的镇墩不适用；镇墩下持力层的地基承
11.25
1.00
1.00
2.00
0.60
1.50
22.5
1.00
1.00
2.00
1.00
1.50
45
1.00
1.00
2.50
1.00
1.50
60
1.00
1.00
3.00
1.00
1.50
90
1.50
1.00
4.00
1.50
1.50
A≤8.0，9；B≤13.75，3；C≤31.5,3；D≤45.94,2；E=77.63,1；F=22.5，1；G=17.5，1。