镇墩稳定计算
公路桥梁高墩稳定性计算
公路桥梁高墩稳定性计算公路桥梁的高墩是其结构中承载桥面荷载的重要组成部分，因此对高墩的稳定性进行计算是非常关键的。
高墩的稳定性计算主要涉及到墩身的轴心受压、弯矩和剪力等力的计算，以及墩基的稳定计算。
首先，对于高墩的轴心受压力计算，需要考虑到桥梁上的荷载、风荷载和地震荷载等。
桥梁上的荷载主要包括自重、活载和施工荷载等，这些荷载根据设计规范进行计算，得到作用在墩身上的力。
风荷载主要通过风洞试验等方法进行计算，根据设计规范得到作用在墩身上的力。
地震荷载则需要考虑到地震引起的水平力和竖向力，通过地震工程知识进行计算。
其次，对于高墩的弯矩和剪力计算，需要根据墩身的几何形状和荷载的布置进行分析。
墩身通常采用简化为直线或曲线形状进行计算，弯矩和剪力可以通过静力平衡方程进行计算。
在考虑局部开裂和横向弯曲对墩身截面性能的影响时，需要考虑到混凝土的弹性和破坏性质。
此外，为了提高结构的整体性能，还需要进行一些详细计算，如使用有限元方法进行弯矩和剪力的计算。
最后，对于高墩的墩基稳定计算，主要考虑墩基在土体中的稳定性。
需要考虑的因素包括土层的性质、地下水位、局部地质条件等。
墩基的稳定计算主要包括承载力和稳定性的计算。
承载力的计算可以根据土工试验数据和有关规范进行，考虑土的剪切强度和压缩性。
稳定性的计算则需要考虑土体的侧向力和抗滑力，通过土力学理论和稳定性分析方法进行计算。
综上所述，公路桥梁高墩稳定性计算涉及到墩身的轴心受压、弯矩和剪力等力的计算，以及墩基的稳定计算。
通过这些计算可以评估高墩的稳定性，为桥梁结构设计和施工提供可靠的依据。
镇墩计算表格
ΣA'= ΣA'h= ΣA'v= ΣA"= ΣA"h= ΣA"v=
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
四、体积力 五、镇墩体积
Σx= Σy= Gd= Vd=
Σx= Σy= Gd= Vd=
镇墩构造要求： 1、最小宽度B=0.8D0+(D0+2δ) 2、最小基础面积ω=(Σymax+Gdmax)/0.75/294 3、最小长度应裹住弯管和部分直管（≥D0）
四、体积力 五、镇墩体积 2)温降 1）自上游指向镇墩 水平分力 垂直分力 2)自下游指向镇墩 水平分力 垂直分力 3)法向力 Q'的水平分力= Q'的垂直分力= Q"的水平分力= Q"的垂直分力=
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
Σx= Σy= Gd= Vd=
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ΣA'= ΣA'h= ΣA'v= ΣA"= ΣA"h= ΣA"v=
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0.3 镇墩与地基f2= 下游管长L2= 下游β= 检修状况
0.45 1
A1'= qsLSinα A1'= 0.00 A3'= A3"= A5'= A5"= A600 0.00 0.00 0.00 0.00 #DIV/0! 0.00 0.00
镇墩
镇墩的稳定计算主要包括抗滑移、抗倾覆、地基承载 力和沉降计算四个方面。 经验表明，起控制作用的因素经 常是基底应力，而且往往不是由最大基底应力控制，而是 由最小基底应力控制。 目前国内没有关于镇墩设计的专 用规范， 故在工程设计中只能参考 《水电站厂房设计规 范》、《混凝土重力坝设计规范》、《泵站设计规范》 等规范 的规定进行设计。
2 抗倾覆稳定计算时应避免的错误
根据 《泵站设计规范》（GB/T 50265-97） 附录 C.0.2.3 条的规定，镇墩抗倾覆稳定应按下式计算：
K0=
y0×（∑y+G） x0×∑x
≥［K0］
（1）
式中 K0— ——抗倾覆稳定安全系数； [K0]— — — 允 许 的 抗 倾 覆 稳 定 安 全 系 数 ； y0— — — 作 用 在 镇 墩 上 的 垂 直 合 力 的 作 用 点 距 倾 覆
3 如何确定底截面的形心主轴
形心主轴对于计算基底应力是至关重要的。 所有的 外力矩都必须是相对于形心主轴而言的， 否则便会得出 错误的计算结果。
对于规则的镇墩底截面而言， 形心主轴是很容易确 定的，但在实际设计中，完全可能因为布置的需要而将镇 墩的底截面设计成较不规则甚至很不规则的形状，那么， 对于这种不规则的底截面应该如何确定其形心主轴呢？ 常规的做法是先求出截面形心， 再通过积分方法求出底 截面相对于选定的坐表轴的惯性积， 若求出的惯性积不 为 0，再旋转一下坐标轴后再积分求惯性积，直到达到满 意的精度为止。 事实上，这是理论方法，对于手工计算而 言是不可能的， 既浪费时间又得不出结果。 但是，在 AutoCAD 上却可以快速而准确地找到形心主轴， 方法很 简单。 首先，将底截面做成一个面域，然后通过查询“质量 特性”功能就可以轻松地找到截面形心点，再将坐标原点 移至找到的截面形心点上，通过反复地微调旋转面域，当 最后惯性积趋近于 0 时， 所得到的坐标轴即是要找的底 截面的形心轴。
镇墩结构计算书(Excel)
三 、轴向力计算1、钢管自重的轴向分力上游伸缩节处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H1= 计算公式：A1=gt.L.sin α144.200m 下游伸缩节处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H2=1.000m 0.3引用流量~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~Q=8.600m³/s 镇墩与上游相邻支墩的距离~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~l 1=镇墩与下游相邻支墩的距离~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~l 2=6.000m 0.150m 钢管与支墩的摩擦系数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~f =上游计算管段的水头损失~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ hw1=伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ fk=伸缩节止水填料长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ b=0.3上游钢管轴线倾角~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ α1=下游钢管轴线倾角~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~α2 =9.468m 138.138m 51.000m 钢管转弯处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H0=6.000m 上游伸缩节处的管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D01=1.600m 上游钢管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D0=上游钢管外径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D1=下游钢管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D=下游钢管外径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D2=1.632m 1.600m 二 、设计基本资料121.990m 上游钢管计算长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ L1=下游钢管计算长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ L2=0.98t/m³18.450°39.810°1.632m 1.632m 一 、设计依据及参考资料下游计算管段的水头损失~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ hw2=0.100m 钢材的重度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ γs=7.85t/m³水的重度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~γw= （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）分段式压力管道镇墩结构计算书下游伸缩节处的管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D02=1.632m式中：gt=（D12-D02）. 3.14. γs/42、钢管转弯处的内水压力计算公式：23、伸缩节边缘处的水压力计算公式：224、水流对管壁的摩擦力计算公式：25、温度变化时伸缩节填料的摩擦力计算公式：A5=D01.b.fk.γw.H.3.146、温度变化时钢管与支墩的摩擦力计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosα7、水在弯管处的离心力计算公式：A7=D02.γw.V2.3.14/4g8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力计算公式：22四、法向力计算1、管重产生的法向力Qp计算公式：Qp=gt.L.cosα2、水重产生的法向力Qw计算公式：Qw=gw.L.cosα五、合力计算1、轴向合力计算(顺水流方向为+)(垂直向下为+)2、法向合力计算(垂直向下为+)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。
镇墩计算
0
-1.5
0 59677.608
0
2847.85374
0
-1.5
0 4271.7806
0
201284.1596
0
-1.5
0 301926.24
0
715792.4647
0
-1.5
0 1073688.7
0
5588.280193
0
-1.5
0 8382.4203
0
0 20618.34
-1.5
-2
0 -41236.68
计算参数
上游伸缩节至镇墩中心长 L1 (米) 上下游 游邻 伸近 缩镇 节墩 或的 阀一 门跨 至管 镇道 墩长 中心L2长(米L3) (米) 上游管道倾角 φ1 (度) 下游管道倾角 φ2 (度) 管道内径 D (米) 管壁厚 △t (米) 填料盒长 B (米) 管道转弯处的X坐标 X (米) 管道转弯处的Y坐标 Y (米) 上游法向力的X坐标 X (米) 上游法向力的Y 坐标 Y (米) 下游法向力的X坐标 X (米) 下游法向力的Y 坐标 Y (米) 管中设计水头 Hp1 (米) 管道上游伸缩节处的水头 Hp2 (米) 管道下游伸缩节处的水头 Hp3 (米) 管道引用流量 Q (立方米/秒) 管道材料的容重 R (牛顿/立方米) 管道与填料的摩擦系数 F1 管道与支墩的摩擦系数 F2 镇墩与地基间的摩擦系数 Fc 管道上游水头损失 Hf1(米) 管道下游水头损失 Hf2(米) 温度变化类型 1: 升温 , 2: 降温 镇墩厚（米）
134.65 14.05
3 0 3.85 1 0.012 0.2
0 -1.5 -2.000 -1.500
2 -1.365 106 76930
镇墩稳定分析
（四）镇支墩设计根据《水电站压力管道设计规范》计算作用在镇墩上的轴向力，取Ａ１Ａ３Ａ４Ａ７Ａ８Ａ９同时存在，关机计入Ａ２，求取上述各力的水平，垂直合力∑X ∑Y 取镇墩体容重rh=2.3t/m3,. f=0.45并满足镇墩的结构要求。
按式Ｋc＝f（∑Y+Ｇ）/∑X计算抗滑安全系数。
要求Ｋc大于１.５按式：Ｗ＝Ｋc∑X/ f－∑Y按式：Ｖ＝Ｗ/rh 计算体积即得每一个镇墩体积。
（满足设计要求），以上计算，考虑水击压力取最大水头的１。
２５*Ｈ设。
下面以５＃墩为例进行设计。
L=78.1-1.5=76.6m r g h=7.8*9.81=76.518KN/m3h=0.008m D内=0.3m D＇=0.308mH设=739.15-536.77=202.38m１作用在镇墩上轴向力的计算一：由上游管段（由伸缩接头至镇墩中心）传来的力a: 水管自重的轴向分力A1= g管L’sinag管=π* D＇* h* r g h＝３.１４１６*０.３０８*０.００８*７６.５１８＝０.５９２ＫＮ/ mA1=g管L’sin36。
=0.592*76.6*sin36。
=26.66851 kN↘a.b:水管转弯处的内水压力A3=3.1416*D2r*H设/43.1416*0.3*0.3*9.81*202.38/4=140.3363 kN↘c：温升时伸缩节边缘间的摩擦力A7=3.1416*Db填fH设r=3.1416*0.33*0.03*202.38*9.81*0.3=18.524 Kn ↘d:温升时管壁沿支墩的摩擦力A8=f(N管+N水)设水管与支墩的摩擦力系数f=0.6N管=0.592*76.6*cos36。
=36.69 KN ↙N水=3.1416*0.32*9.81*76.6*COS36。
=42.97 KN ↙A8=0.6* (N管+N水)=0.6*(36.69+42.97)=35.85 Kn ↘e:水管转弯时引起的离心力之轴向力A9= 3.1416*D2*V2*9.81/(4*9.81)=3.1416*0.32*0.712*9.81/(4*9.81)=0.036 KN ↘∑A=(A1+A3+A7+A8+A9)=221.414 KN ↘X=∑A*COS36。
镇墩后期计算程序表(用于空间管道转弯计算)
4.1
3.01
8984.95 挖槽
表
K1 12.120 14.910 K2 0.000 0.000
-182.10
-12573.6
G 8909.6 8909.6 K1 9.06 6.95 K2 15.93 15.78
算成果表
max
-210.61698 -209.71785 -196.48734 -195.58821 -131.64
h1 8.29
h2 1.95
作用力臂以及b、h h3 l1 5.47 5.48
镇墩端部作用力个方向分力表
工况 温升 温降 位置 上游端 下游端 上游端 下游端 x 8294.65 -7885.25 3196.95 -3527.37 y 1299.77 -286.69 799.93 140.61 z 0.00 0.00 0.00 0.00
A1=
3259.755 5.6
A2
-3496.818 5.6
1 =
2 =
3 =
799.93 140.61
上游 x= 下游 x= 地震荷载 方向1 F1=
∑X1 = ∑Y =
-330.421 940.541
3196.95 y= -3527.37 y= 0 方向2 F2=
0
∑X2 =
0.000
抗滑稳定 f= K1 = K2 =
Q1 =
484.148
Q2=
484.148 单位kN
0 单位：度
z= z=
0.00 上游Z一般为零 0.00
正负两个方向
311.8361
h=
7.5 b= 顺水流向 垂直水流向
8
m
3.52 3.75 0 -149.48 -149.48
水电站镇墩结构计算书
目录1. 计算总说明 (1)1.1 计算的目的与要求 (1)1.2 依据资料及参考书目 (1)1.3 计算原则与假定 (1)1.4 符号说明 (2)2. 计算过程 (2)2.1 ②镇墩结构设计 (2)2.1.1 基本资料 (2)2.1.2 最高水位运行工况下下作用在镇墩上的基本荷载 (4)2.1.3 检修条件下作用在镇墩上的基本荷载 (6)2.1.4校核情况下作用于镇墩的校核荷载（水压试验） (6)2.1.5 荷载组合后的水平、垂直分力 (7)2.1.6 抗滑稳定需要的体积力 (14)2.1.7 镇墩体积及几何尺寸拟定 (15)2.1.8 地基应力及抗滑稳定系数 (16)2.2 ③镇墩结构设计 (19)2.2.1 基本资料 (19)2.2.2 最高水位运行工况下下作用在镇墩上的基本荷载 (20)2.2.3 检修条件下作用在镇墩上的基本荷载 (22)2.2.4校核情况下作用于镇墩的校核荷载（水压试验） (22)2.2.5 荷载组合后的水平、垂直分力 (23)2.2.6 抗滑稳定需要的体积力 (30)2.2.7 镇墩体积及几何尺寸拟定 (30)2.2.8 地基应力及抗滑稳定系数 (31)3．成果分析 (34)++水电站镇墩结构计算书1. 计算总说明1.1 计算的目的与要求本计算书对++水电站技施阶段镇墩结构进行设计。
镇墩设计主要完成的内容有： ⑴ 计算不同工况下镇墩所受的荷载； ⑵ 确定抗滑稳定所需要的体积力；⑶ 根据计算的体积力，拟定镇墩的型式、形状和几何尺寸； ⑷ 校核地基承载力，拟定钢管与镇墩、镇墩与地基间的固结设施。
1.2 依据资料及参考书目⑴《小型水电站机电设计手册》 金属结构 水利电力出版社 1991.8 ⑵《水电站压力钢管设计规范》（SL281-2003）中国水利水电出版社 2003.3 ⑶ ++水电站初设报告第五章（工程布置及建筑物） ⑷ ++水电站招标阶段引水发电系统设计图纸一套 1.3 计算原则与假定⑴ 见附图1《++水电站引水发电系统纵剖面图》，选取②和③镇墩作为计算镇墩，计算不同工况下作用在镇墩上的荷载，在满足抗滑稳定和地基允许承载力的条件下拟定镇墩的结构尺寸；⑵ 假定管道沿程水锤升压成线性变化，管道轴线上任意一点的的水锤升压最大值为：p p rl H H L∆=∆，式中L 表示进水口到钢管末端（蝶阀处）的轴线长度，p l 表示p 点到进水口的轴线长度，r H ∆表示钢管末端水锤升压最大值；（说明：水锤升压最大值利用++水电站初设报告第五章表5.4-4的计算成果。
222大慈压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算22222222
重力加速度…………………………………………………………………g=9.81 m/s 0.000.25 水平向地震系数………………………………………………………… K H = 综合影响系数…………………………………………………………… C Z =0.00 地震加速度分布系数…………………………………………………… a i =0.000.10 m 伸缩接头外管内径……………………………………………………… D 1= 填料与管壁摩擦系数…………………………………………………… f k = 管壁与支墩接触面的摩擦系数………………………………………… f 0=0.500.50 管轴线上段立面倾角……………………………………………………α1= 管道内径………………………………………………………………… D 0= 闸阀内径………………………………………………………………… D F = 管轴线下段立面倾角……………………………………………………α2= 管道和水的摩擦系数…………………………………………………… f H = 伸缩节填料宽度………………………………………………………… b K =0.350 m 0.000 m 31.00 ° 水管直径变化时的最大内径…………………………………………… D 01= 水管直径变化时的最小内径…………………………………………… D 02=9.81kN/m³0.350 m 0.350 m 《泵站》 取水输水建筑物丛书 丘传忻编著 中国水利水电出版社2 设计输入数据 伸缩接头内管内径……………………………………………………… D 2=0.380 m 0.350 m 管道断面中心计算水头………………………………………………… H p = 水的容重………………………………………………………………… γ=26.060 m 17.00 ° 压力钢管镇墩抗滑稳定及地基应力计算1 设计依据和参考资料⑴ 设计依据：《泵站设计规范》GB/T 50265—97 1997年6月2日发布 1997年9月1日实施 《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332—2002⑵ 参考资料：《水泵和水泵站》 山西机械学院 栾鸿儒 主编 水利电力出版社 高等学校教材水锤压力增量……………………………………………………………△H=0.000 m单位管长管内水重其中镇墩上下游管轴方向作用力包括：⑴钢管自重分力A 1；⑵弯管上的内水压力A 2；⑶作用在闸阀上的水压力A 3；⑷管道直径变化段的水压力A 4（本工程无该项作用力）；⑸在伸缩接头边缝处的内水压力A 5；3 荷载计算根据规范C.0.1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。
镇墩结构计算书(Excel)
镇墩结构计算书(Excel)分段式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= 8.600m/s水的重度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~γw=0. 98t/m钢材的重度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~γs=7.85t/m上游钢管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D0=1.600m下游钢管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ D=1.600m 上游钢管外径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D1=1.632m下游钢管外径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D2=1.632m上游伸缩节处的管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D01=1.632m下游伸缩节处的管内径~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~D02=1.632m上游钢管轴线倾角~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ α1=18.450°下游钢管轴线倾角~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~α2 =39.810°上游钢管计算长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ L1=51.000m下游钢管计算长度~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ L2=9.468m镇墩与上游相邻支墩的距离~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~l1=6.000m镇墩与下游相邻支墩的距离~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~l2=6.000m 钢管转弯处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H0=138.138m上游伸缩节处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H1=121.990m下游伸缩节处的水头~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~H2=144.200m上游计算管段的水头损失~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ hw1=1.000m下游计算管段的水头损失~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ hw2=0.100m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=0.150m钢管与支墩的摩擦系数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~f=0.3三、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 51.000m 9.468m sinα 0.***-***** 0.***-***** D0 1.600m 1.600m D1 1.632m 1.632m gt 0.637t/m 0.637t/m A1 10.287t 3.863t222、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'') 1.600m 1.600m γ w 0.98t/m 0.98t/m H0 138.138m 138.138m A2 272.050t 272.050t23、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'') 1.632m 1.632m D0 1.600m 1.600m γ w 0.98t/m 0.98t/m H 121.990m 144.200m A3 9.706t 11.473t2 24、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'') 1.600m 1.600m γ w 0.98t/m 0.98t/m hw 1.000m 0.100m A4 1.969t 0.197t25、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'') 1.632m 1.632m b 0.150m 0.150m fk 0.3 0.3 γ w 0.98t/m 0.98t/m H 121.990m 144.200m A5 27.568t32.588t6、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 32.504t Qw 100.440t α 18.450° A6 37.833t7、水在弯管处的离心力计算公式：A7=D0 .γ w.V .3.14/4g2 2式中：gt=（D1-D0）. 3.14. γs/4222、钢管转弯处的内水压力计算公式：23、伸缩节边缘处的水压力计算公式：224、水流对管壁的摩擦力计算公式：25、温度变化时伸缩节填料的摩擦力计算公式：A5=D01.b.fk.γw.H.3.146、温度变化时钢管与支墩的摩擦力计算公式：A6=f.(Qp+Qw)cosα7、水在弯管处的离心力计算公式：A7=D02.γw.V2.3.14/4gD0 上游(A7') 下游(A7'') 1.600m 1.600mγ w 0.98t/m 0.98t/mV 4.279m/s 4.279m/sA7 3.680t 3.680t8、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 1.600m D 1.600m γ w 0.98t/m H 138.138m A80.000t2 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'') 0.637t/m 0.637t/m L 3 3 α 18.450° 39.810° cosα 0.***-***** 0.***-***** Qp 1.814t 1.469t2、水重产生的法向力Qw 计算公式：Qw=gw.L.cosα gw 上游(Qw') 下游(Qw'') 1.969t/m 1.969t/m L 3 3 α 18.450° 39.810° cosα0.***-***** 0.***-***** Qw 5.605t 4.539t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' 10.287t 10.287t A2' 272.050t 272.050t A3' 9.706t 9.706t A4' 1.969t 1.969t 363.094t 232.291t A5' 27.568t -27.568t A6' 37.833t -37.833t A7' 3.680t 3.680t下游轴向力温度上升温度下降温升下游合力温降下游合力A1" 3.863t 3.863tA2" -272.050t -272.050tA3" -11.473t -11.473tA4" 0.197t 0.197t -315.731t -250.556tA5" -32.588t 32.588tA7" -3.680t -3.680tA8 0.000t 0.000t8、钢管内径变化的(渐缩管)内水压力计算公式：22四、法向力计算1、管重产生的法向力Qp 计算公式：Qp=gt.L.cosα2、水重产生的法向力Qw 计算公式：Qw=gw.L.cosα五、合力计算1、轴向合力计算(顺水流方向为+)(垂直向下为+)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 1114.911t 344.431t 73.515t 220.351t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 2-202.145t -242.536t-87.234t 101.895t-160.***** -86.902t -192.470t 27.882t2、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=7.037t 4.615t11.652t六、镇墩设计计算1、抗滑稳定计算计算公式：Kc=fz(∑Y+G)/∑XG=Kc∑X/fz-∑Y抗滑安全系数…………………………………………………… Kc= 1.75 镇墩与地基的摩擦系数…………………………………………… fz= 0.55 G 温升时镇墩需要的重量温降时镇墩需要的重量399.795t 163.964t2、法向合力计算(垂直向下为+)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。
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Σ A' KN Σ A' *COSα Σ A' *SINα Σ A" KN Σ A" *COSα Σ A" *SINα Q'*SINα Q'*COSα Q"*SINα Q"*COSα
-41.01981801 -35.45995557 -20.62079098 44.14641817 38.16277357 22.19254267 -17.1871819 29.55544756 -8.593590948 14.77772378
56.28675
4 996.3
121.95175
4
978.2 142.76675 977.5 143.57175
下游伸缩节高程
下游伸缩节水头
（ 上一个镇墩减两米）
m m m KN/m 3 KN/m qw qs
3
1099.7
3.04175
1086.5
18.22175
1052.6
57.20675
995.6
镇墩抗滑稳定计算 项目 镇墩前钢管长度 m 镇墩后钢管长 m 钢管直径 m 钢管倾角 α 钢管倾角弧度值 α 钢管厚度δ m 钢管平均直径 前池高水位 m 水击压力升高系数 镇墩上游中心高程 （镇墩高程加20公分 ） 镇墩上游中心水头 m 镇墩下游中心高程 m 镇墩下游中心水头 （ 镇墩高程减20公分 ） 管内最大流速 m 1 号 2 号 3 号 4 号 5 号
0.1 8 13 0.4 1.3
157.7939443 1.898236505 1001.92331 1005.467495 0 53.3546826 53.70687533 289.7750091 291.6878056 87.09516518 12.56636 12.56636 34.33911868 19.57884104 157.7939443 1.898236505 289.7750091 291.6878056 22.81044938 8.993504135 5.127749186 157.7939443 1.898236505 0 1252.404138 1256.834369 0 66.69335325 67.13359416 34.33911868 19.57884104
0.5 8 21 0.45 1.3
61.48770695 2.245120713 1167.667111 1171.211295 0 71.52523231 71.92853218 340.5544402 342.4746795 277.7052737 12.56636 12.56636 41.23315126 20.66228803 61.48770695 2.245120713 340.5544402 342.4746795 83.04906643 12.33096755 6.179154283 61.48770695 2.245120713 0 1459.583888 1464.014119 0 89.40654038 89.91066522 41.23315126 20.66228803
各工况下荷载组合：
运行温升 上游向合力 上游合力水平分力 上游合力垂直分力 下游合力 下游合力水平分力 下游合力垂直分力 上游法向力水平分力 上游法向力垂直分力 下游法向力水平分力 下游法向力垂直分力 Σ X Σ Y Gd Vd 运行温降 上游向合力 上游合力水平分力 上游合力垂直分力 下游合力 下游合力水平分力 下游合力垂直分力 上游法向力水平分力 上游法向力垂直分力 下游法向力水平分力 下游法向力垂直分力 Σ X Σ Y Gd Vd 检修温升 上游向合力 上游合力水平分力 上游合力垂直分力 下游合力 下游合力水平分力 下游合力垂直分力 上游法向力水平分力 上游法向力垂直分力 下游法向力水平分力 下游法向力垂直分力 Σ X Σ Y Gd Vd 检修温降 上游向合力 上游合力水平分力 上游合力垂直分力 下游合力 下游合力水平分力 下游合力垂直分力 上游法向力水平分力 上游法向力垂直分力 下游法向力水平分力 下游法向力垂直分力 Σ X Σ Y Gd Vd 校核情况下: 上游向合力 上游合力水平分力 上游合力垂直分力 下游合力 下游合力水平分力 下游合力垂直分力 上游法向力水平分力 上游法向力垂直分力
1602.508471 1317.906642 911.6772921 -1361.530299 -1276.848747 -472.675401 -19.53574367 28.24056994 -6.797084533 18.36111811
1931.506124 1811.374432 670.5509469 -1595.935746 -1499.993669 -545.0044943 -14.31469892 38.6686198 -7.056073446 19.42014352
m f K
KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN
0.1 8 0 0.4 1.3
3.933820425 2.194599958 -66.40030145 -62.85611669 0 0.794098696 1.138423333 5.021968035 7.199515151 3.064236286 12.56636 12.56636 34.1895262 17.0947631 3.933820425 2.194599958 5.021968035 7.199515151 0.676468219 7.547762555 3.773881278 3.933820425 2.194599958 0 -83.00037681 -78.57014586 0 0.992623369 1.423029167 34.1895262 17.0947631
-23.07795484 45.90492303 29.0984302 1.212434592
Σ A' KN Σ A' *COSα Σ A' *SINα Σ A" KN Σ A" *COSα Σ A" *SINα Q'*SINα Q'*COSα Q"*SINα Q"*COSα -57.19222665 -49.44034163 -28.75071145 58.54544847 50.61014656 29.4309803 -17.1871819 29.55544756 -8.593590948 14.77772378
1.008
0.01
1.01
0.01
1.01
0.012
1.012
m
1102.345 0.15 1109.839
-8.6181
1102.345 0.15 1086.87
17.79625
1102.345 0.15 1046.985
63.664
1102.345 0.15 989.267
130.0397
1102.345 0.15 970.561
0.1 8 7 0.4 1.3
55.36865965 2.869549146 137.1156478 140.6598326 0 6.55292826 6.819779855 41.44144354 43.12904256 43.12923256 12.56636 12.56636 34.1895262 14.90292393 55.36865965 2.869549146 41.44144354 43.12904256 9.521313769 7.547762555 3.290005558 55.36865965 2.869549146 0 171.3945598 175.8247908 0 8.191160326 8.524724818 34.1895262 14.90292393
0.1 8 8 0.4 1.3
109.027406 3.110680695 490.5151706 494.0504949 0 24.62581866 25.02832464 133.7454648 135.931518 47.72861696 12.56636 12.56636 31.46717012 17.16955934 109.027406 3.110680695 133.7454648 135.931518 12.50024842 8.241333368 4.496752068 109.027406 3.110680695 0 613.1439632 617.5631186 0 30.78227333 31.2854058 31.46717012 17.16955934
122.75675
止水盒宽 盘根与钢管摩擦系数
止水盒外径
0.15 0.4
1.024
0.15 0.4
1.024
0.15 0.4
1.028
0.15 0.4
1.028
0.15 0.4
1.032
水容重 钢容重
单位管长水重 单位管长管重
9.81 76.93
KN KN 7.704749475 2.18279917
78.09317564 58.01165425 195.7911666 8.157965274
127.0329196 109.8147653 63.85984655 -114.0473808 -85.94847425 -74.96442377 -17.1871819 29.55544756 -9.795833081 11.23115293
运行条件下荷载: 计入附件后上段自重分力 计入附件后下段自重分力 镇墩上游端内水压力 镇墩下游端内水压力 渐缩管内水压力 上游伸缩节管端水压力 下游伸缩节管端水压力 上游伸缩节与钢管摩擦力 下游伸缩节与钢管摩擦力 上游支墩对管壁摩擦力 上游水流离心力 下游水流离心力 镇墩前法向力 镇墩后法向力 检修工况下荷载： 计入附件后上段自重分力 计入附件后下段自重分力 上游伸缩节与钢管摩擦力 下游伸缩节与钢管摩擦力 上游支墩对管壁摩擦力 镇墩前法向力 镇墩后法向力 校核情况下荷载: 计入附件后上段自重分力 计入附件后下段自重分力 关闭的阀门及闷头上的力 镇墩上游端内水压力 镇墩下游端内水压力 渐缩管内水压力 上游伸缩节管端水压力 下游伸缩节管端水压力 镇墩前法向力 镇墩后法向力 A1' A1'' A3' A3" A4' A5' A5" A6' A6" A7' A8' A8" Q' Q" A1' A1'' A6' A6" A7' Q' Q" A1' A1'' A2'' A3' A3" A4' A5' A5" Q' Q"