水电站压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算.xls

镇墩抗滑稳定及地基应力计算 1 设计依据和参考资料 　　（1）设计依据：《水电站压力钢管设计规范》（SL281—2003） 　　（2）参考资料：《水电站建筑物》（王树人 董毓新主编） 　　　　　　　　　 《水电站》（成都水力发电学校主编） 　　　　　　　　　 《水电站建筑物设计参考资料》（成都联大、大连理工等院校合编） 2 设计输入数据 3 荷载计算 　　根据规范A.1.1条，作用于镇墩上的荷载包括：⑴镇墩自重G；⑵镇墩上下游管轴方向作用力；⑶镇墩上下游垂直管 轴方向作用力； 　　其中镇墩上下游管轴方向作用力包括：⑴钢管自重分力A1；⑵关闭的阀门及闷头上的力A2（本工程无该项作用力）； ⑶弯管上的内水压力A3；⑷渐缩管的内水压力A4（本工程无该项作用力）；⑸弯管中水的离心力的分力A8；⑹套管式伸 缩节端部的内水压力A5；⑺温度变化时套管式伸缩节止水填料的摩擦力A6；⑻温度变化时支座对钢管的摩擦力A7； 　　其中镇墩上下游垂直管轴方向作用力包括：⑴钢管自重分力Qs；⑵钢管水重分力Qw； 温升 温降 计算公式 作用力名称 作用力方向 序号 管轴方向 垂直管轴方向 钢管自重分力 　　计算公式： 3.1 单位管长钢管自重qs和单位管长管内水重qw计算 （单位管长管内水重） t D0 γs γw qs qw 单位管长钢管自重qs和单位管长管内水重qw计算表 镇墩上段钢管对镇墩作用力计算表 　　压力钢管设计引用流量………………………………………………… Q＝ 　　压力钢管内径 ………………………………………………………… D0＝ 　　压力钢管壁厚 ……………………………………………………………t＝ 　　压力钢管满负荷时管内流速 ………………………………………… v0＝ 　　钢材重度……………………………………………………………… γs＝ 　　水的重度……………………………………………………………… γw＝ 　　镇墩上游段钢管倾角………………………………………………… α1＝ 　　镇墩上游段钢管倾角………………………………………………… α2＝ 　　镇墩上游伸缩节至镇墩距离 ………………………………………… L1＝ 　　镇墩下游伸缩节至镇墩距离 ………………………………………… L2＝ 　　镇墩上游伸缩节中心的计算水头 …………………………………… H1＝ 　　镇墩下游伸缩节中心的计算水头 …………………………………… H2＝ 　　镇墩上游端钢管中心的计算水头 …………………………………… H3＝ 　　镇墩下游端钢管中心的计算水头 …………………………………… H4＝ 　　镇墩上游段钢管支座的个数 ……………………………………………n＝ 　　镇墩上游段钢管支座的间距…………………………………………… l＝ 　　套管式伸缩节止水盘根沿管轴向长度…………………………………b1＝ 　　套管式伸缩节止水填料与钢管摩擦系数 ……………………………μ1＝ 　　支座与钢管管壁的摩擦系数 ……………………………………………f＝ 弯管上的内水压力 弯管中水的离心力的轴向分力 套筒式伸缩节端部的内水压力 温度变化时套筒式伸缩节止水填料的摩擦力 温度变化时支座对钢管的摩擦力 钢管中水重分力 镇墩上游管轴方向合力∑A1 镇墩上游垂直管轴方向合力∑Q 3.2 镇墩上段钢管对镇墩作用力计算 3.3 镇墩下段钢管对镇墩作用力计算 镇墩下段钢管对镇墩作用力计算表 镇墩上游垂直管轴方向合力∑Q1 温度变化时支座对钢管的摩擦力（镇墩下游至伸缩节一般没有支座，该力为零） 　　（管轴向作用力符号：+为钢管下行方向；-为钢管上行方向） 3.4 钢管对镇墩总的水平推力∑X、总的垂直力∑Y计算 温降 ∑X ∑Y ∑A1 ∑A2 ∑Q1 ∑Q2 α1 α2 钢管对镇墩总的水平推力∑X、总的垂直力∑Y计算 4 镇墩抗滑稳定计算 　　式中： 镇墩基底摩擦系数………………………………………………………………f= G F f K （如果∑X为-，说明水平推力指向上游，镇墩不会向下游滑动） 5 镇墩地基应力计算 　　　　　　　　　　　　（镇墩基础面积） 　　　　　　　　　　　　（镇墩基础面截面模数） 镇墩基础面长度（顺水流方向）………………………………………………h= 镇墩基础面宽度（垂直水流方向） ………………………………………… b= 镇墩上游端管中心与镇墩基础面高差 ………………………………………h1= 镇墩下游端管中心与镇墩基础面高差 ………………………………………h2= 镇墩下游端管中心与镇墩基础面形心距离 …………………………………l2= b h W F、W计算表 　　套管式伸缩节外套管外径 ………………………………………………D1＝ 　　套管式伸缩节外套管内径 …………………………