水平垂直彎頭支墩計算書.doc

1、水平.垂直穹頭支墩計算書丄引言本計算書為不同彎頭的支墩尺寸計算提供了相關(guān)數(shù)據(jù)。2.流體推力2.1彎頭處的推力合力假設(shè)彎頭頂角為B（用百分度表示），橫截面積為s,其所受流體壓力為P。作用于彎頭兩側(cè)截面之間結(jié)構(gòu)上的力分別為Fpi和FP2,支墩的反作用力為Ro在此結(jié)構(gòu)上套用動呈定理可得:R=2pssjnl該彎頭頂角為B ,用百分度表示，其補角為a ,即:p = 200 一 a合力R由次可得:R = 2 P S sin(200 *)22.2管道的壓力流體推力隨管道壓力而發(fā)生變化，此壓力存在一個正常值,即為管道的運行壓力，用PS表示，此外還有一個較大的值，為管道的試驗壓力,用PE表示。管道的試驗壓力導(dǎo)致

2、最大的流體推力。3支墩支墩的形狀取決于其所受合力的方向。當(dāng)為水平彎頭時，合力位于水平方向，我們稱該支墩為水平支墩。當(dāng)為垂直彎頭時,分為兩種情況,合力朝上時,我們稱該支墩為垂直向上支墩,反之,當(dāng)合力朝 下,我們稱之為下部垂直支墩垂直向下支墩。3.1水平支墩水平支墩的一般形狀水平支墩的一般形狀如下圖所示。支墩之上需要鋪設(shè)一走厚度的回填料（厚度用h表示）。L-CC穩(wěn)定性的研究支墩穩(wěn)走性研究類似于扌當(dāng)土墻穩(wěn)定性的硏究，需檢查其防滑穩(wěn)定性、傾覆穩(wěn)走性和基礎(chǔ)穩(wěn)定性。 根據(jù)彎頭的位置，關(guān)于施工現(xiàn)場土壤力學(xué)特性的相關(guān)假設(shè)可根據(jù)地質(zhì)硏究報告確走：比重Y,內(nèi) 摩擦角Q ,黏附系數(shù)Co:比重 Y=l,6t/m3 內(nèi)

3、摩擦角430作用于支墩上的力下圖呈現(xiàn)的便是支墩的受力情況:對支墩受力總結(jié)如下： Pm為支墩的自重 Pr為回填料的重星 Fph為流體推力 Fqi為超負(fù)荷支墩作用力 FQ2為與基座內(nèi)壁相接觸的土壤支墩作用力N代表豎直方向上的合力：N = Pm + PrB代表支墩作用合力：B = FQ1 + FQ2由于超負(fù)載而產(chǎn)生且作用在支墩壁中間位置的作用力可按照以下公式進(jìn)行計算：Fqi = Kp Y h H W由與支墩接觸的土壌而產(chǎn)生的，且作用于支墩內(nèi)壁三分之一高度處的作用力：電=Kpy y W根據(jù)兩處作用在支墩上的力，可得出支墩系數(shù)：K”=tg 冷+ 號）由于作用于支墩上的力只能得到近似值,應(yīng)為此作用力設(shè)走一

4、個安全系數(shù)，一般情況下該安全系數(shù)取1.5.作用于支墩上的力應(yīng)除以該安全系數(shù)。防滑穩(wěn)定性需要驗證的是，作用于支墩上的合力中的水平分力能夠被支墩的摩擦力所平衡。以下兩種情況需論證： 我們需要驗證，支墩,回填土(N)的重星和土地粘著力是否能產(chǎn)生足夠的摩擦力(N tg(p)+S*Co),以便抵抗管道正常運行時的流體推力(FphJ。在這種情況下,我們不考慮 支墩會移動,也就是說在計算中無需考慮安全系數(shù)。尸濟(jì)w N tg(cp)十C S 代表支墩混凝土和其下土地的接觸面積) 我們需要驗證，土地支墩(B)和豎直方向力(即支墩和回填土重呈以及粘著力)所產(chǎn)生的摩擦 力加上安全系數(shù)(1.5)后,是否足以平衡管道打

5、壓試驗時的流體推力(FpheJo匸 N tg( 1.3 a 1.5Ry傾覆穩(wěn)定性當(dāng)阻力距（MJ和主動力矩（Mm）的比例大于1.5或2時，傾覆穩(wěn)走性得到驗證。阻力距可根據(jù)以下公式得出：主動力矩可以根據(jù)以下公式得出：地基穩(wěn)定性最大和最小應(yīng)力可根據(jù)以下公式進(jìn)行計算：(7)S如果參考應(yīng)力小于土壌允許預(yù)應(yīng)力時r地基穩(wěn)走性合乎標(biāo)準(zhǔn)。此外，當(dāng)管道不在運行,支墩不在土壤上作用連續(xù)的力時r還需檢驗此穩(wěn)定性。作用于土壤上的應(yīng)力可根據(jù)以下公式進(jìn)行計算： sol(N十鮎)一-adm3.3垂直向下彎頭支墩支墩形狀垂直向下彎頭支墩的和垂直向上彎頭支墩的區(qū)別在于支墩上部右側(cè)結(jié)構(gòu)的形狀不同?？刹捎孟嗤?方式表示壓力合力。3.32壓力合力壓力合力Rfp與垂直方向成一個夾角屮。y夾角斗筍根據(jù)以下公式進(jìn)行計算:屮=Arctg(I) 一(200 _ p)2防滑穩(wěn)定性滑動穩(wěn)走性可根據(jù)以下公式進(jìn)行檢查：(N + Rytg(cp)CsRx傾覆穩(wěn)定性傾覆穩(wěn)走性可根據(jù)以下公式進(jìn)行檢查:阻力距為