止推设计0Word格式文档下载.docx
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管外径:
Bc=2770mm
钢筒内径:
Dyi=2510mm
最大钢筒厚度:
Ty=2.2mm
弯管钢筒内径:
Dywi=2450mm
弯管钢筒厚度:
tyw=16mm
砂浆衬砌层总厚度:
tc=50mm
弯管承端长度:
Lb=1m
弯管插端长度:
Ls=1m
水平转角:
Δ=13°
二、力学指标:
钢筋砼容重:
γc=24kN/m^3
砂浆容重:
γm=22kN/m^3
钢材比重:
γs=78.5kN/m^3
水的比重:
γf=10kN/m^3
钢筒屈服极限:
fsy=235MPa
工作压力下钢材许用拉应力:
fsw=40%*fsy=94MPa
试验压力下钢材许用拉应力:
fst=67%*fsy=157.5MPa
三、工作条件
管线工作压力:
Pw=0.8MPa
管线试验压力:
Pt=1.1MPa
设计地面标高:
Hdm=7.2米
设计管内底标高:
Hgd=2.92米
地下水位标高:
Hsh=6米
实际覆土高度:
H=1.695米
土壤容重:
ω=18.9kN/m^3
地下水位埋深:
Hf=Hdm-Hsh=1.2米
土壤浮容重:
ωf=ω*(1-1/2.7)=11.9kN/m^3
管道--土壤摩擦系数:
f=0.3
抗滑稳定性抗力系数:
Ks=1.5
四、止推计算
抗轴力管自重
Wp=(Bc^2-Di^2)/4000000*π*γc
=(2770^2-2400^2)/4000000*3.14*24
=36.06kN/m
弯管自重
Wpw=Dywi*π*(tyw*γs+tc*γm)/1000000
=2450*π*(16*78.5+50*22)/1000000
=18.13kN/m
管内水重
Ww=Di^2/4000000*π*γf
=2400*2400/4000000*3.14*10
=45.24kN/m
管子浮力
Wpf=Bc*Bc/4000000*π*γf
=2770*2770/4000000*3.14*10
=60.26kN/m
管上方土体重量
We=(ω*Bc*Hf+ωf*Bc*(H-Hf))/1000
=(18.9*2770*1.2+11.9*2770*(1.695-1.2))/1000
=79.14kN/m
接口横截面面积
A=Dj^2/4*π
=2513^2/4*3.14
=4959922mm^2
试验压力下侧向不平衡推力计算
T=2*Pt*A*Sin(Δ/2)
=2*1.1*4959922*Sin(13/2)
=1235.3kN
管道要求抗侧滑力计算
Tgd=Ks*T
=1.5*1235.3
=1852.5kN
侧向止推长度计算
承端止推长度
Lzb=(Tgd/2-Lb*f*(2*We+Wpw+Ww-Wpf))
/(f*(2*We+Wp+Ww-Wpf))
=(1852.5/2-1*0.3*(2*79.14+18.13+45.24-60.26))
/(0.3*(2*79.14+36.06+45.24-60.26))
=16.3m(不含弯管承端长度)
承端共需抗轴力管3节
插端止推长度
Lzs=(Tgd/2-Ls*f*(2*We+Wpw+Ww-Wpf))
=16.3m(不含弯管插端长度)
插端共需抗轴力管3节
工作压力下钢筒内的最大纵向拉力为
Fyw=(Pw*A)*(5.43*Δ+0.063*Δ^2)/1000000
=(0.8*4959922)*(5.43*13+0.063*13^2)/1000000
=322kN
试验压力下钢筒内的最大纵向拉力为
Fyt=(Pt*A)*(5.43*Δ+0.063*Δ^2)/1000000
=(1.1*4959922)*(5.43*13+0.063*13^2)/1000000
=443kN
因此,抗轴力管钢筒所需最大面积为
Aymax=Max(Fyw/fsw,Fyt/fst)
=Max(322/94,443/157.5)
=3426mm^2
折合钢筒厚度为0.43mm
采用AWWA-M9Eq9-12计算弯管承端钢筒纵向面积
Ay=Fy/fs*(L-l)/L=Aymax*(L-l)/L
令l=0m,计算与弯管承端相接的第1节抗轴力管所需纵向钢筒面积
Ayb=Aymax*(Lzb-l)/Lzb
=3426*(16.3-0)/16.3
所以与弯管承端相接的第1节抗轴力管的钢筒横截面积至少应为3426mm^2,折合钢筒厚度为0.43mm,拟采用钢筒厚度为1.5mm。
从此处开始往后的3节抗轴力管钢筒厚度均采用1.5mm。
因此,此处弯管承端需抗轴力管3节,钢筒壁厚第1节至第3均为1.5mm。
同样方法计算与弯管插端相接的抗轴力管所需纵向钢筒面积
令l=0m,计算与弯管插端相接的第1节抗轴力管所需纵向钢筒面积
Ays=Aymax*(Lzs-l)/Lzs
所以与弯管插端相接的第1节抗轴力管的钢筒横截面积至少应为3426mm^2,折合钢筒厚度为0.43mm,拟采用钢筒厚度为1.5mm。
因此,此处弯管插端需抗轴力管3节,钢筒壁厚第1节至第3均为1.5mm。
五、结论
1.编号:
4标G132
2.工作压力:
0.8MPa
3.试验压力:
1.1MPa
4.总止推力:
水平推力1235.3kN
5.管道止推能力:
1852.5kN
6.承端限制长度:
16.3m(不含弯管承端长度)
7.承端抗轴力管钢筒壁厚:
第1节至第3均为1.5mm。
8.插端限制长度:
16.3m(不含弯管插端长度)
9.插端抗轴力管钢筒壁厚:
2.G133止推设计计算
G133止推设计计算
桩号166+99.54
(水平转弯5°
)(0.8MPa/1.315m)
Δ=5°
Pw=0.8MPa
Hdm=6.44米
Hgd=2.54米
Hsh=5米
H=1.315米
Hf=Hdm-Hsh=1.44米
=2450*π*(16*78.5+50*22)/1000000
Ww=Di^2/4000000*π*γf
=2400*2400/4000000*3.14*10
地下水位位于管内底标高以上2.46m,
经计算,位于地下水位线以下部分的管子浮力Wpf=58kN/m
We=ω*Bc/1000*H
=18.9*2770/1000*1.315
=68.8kN/m
=2513^2/4*3.14
=2*1.1*4959922*Sin(5/2)
=476kN
=1.5*476
=714kN
=(714/2-1*0.3*(2*68.8+18.13+45.24-58))
/(0.3*(2*68.8+36.06+45.24-58))
=6.5m(不含弯管承端长度)
承端共需抗轴力管2节
=6.5m(不含弯管插端长度)
插端共需抗轴力管2节
=(0.8*4959922)*(5.43*5+0.063*5^2)/1000000
=114kN
=(1.1*4959922)*(5.43*5+0.063*5^2)/1000000
=157kN
=Max(114/94,157/157.5)
=1213mm^2
折合钢筒厚度为0.15mm
=1213*(6.5-0)/6.5
所以与弯管承端相接的第1节抗轴力管的钢筒横截面积至少应为1213mm^2,折合钢筒厚度为0.15mm,拟采用钢筒厚度为1.5mm。
从此处开始往后的2节抗轴力管钢筒厚度均采用1.5mm。
因此,此处弯管承端需抗轴力管2节,钢筒壁厚第1节至第2均为1.5mm。
所以与弯管插端相接的第1节抗轴力管的钢筒横截面积至少应为1213mm^2,折合钢筒厚度为0.15mm,拟采用钢筒厚度为1.5mm。
因此,此处弯管插端需抗轴力管2节,钢筒壁厚第1节至第2均为1.5mm。
4标G133
水平推力476.0kN
714kN
6.5m(不含弯管承端长度)
第1节至第2均为1.5mm。
6.5m(不含弯管插端长度)
3.G134止推设计计算
G134止推设计计算
桩号167+113.91
(水平转弯15°
)(0.8MPa/1.545m)
Δ=15°
Hdm=7.42米
Hgd=3.29米
Hsh=4.9米
H=1.545米
Hf=Hdm-Hsh=2.52米
地下水位位于管内底标高以上1.61m,
经计算,位于地下水位线以下部分的管子浮力Wpf=40kN/m
=18.9*2770/1000*1.545
=80.9kN/m
=2*1.1*4959922*Sin(15/2)
=1424.3kN
=1.5*1424.3
=2136kN
=(2136/2-1*0.3*(2*80.9+18.13+45.24-40))
/(0.3*(2*80.9+36.06+45.24-40))
=16.6m(不含弯管承端长度)
=16.6m(不含弯管插端长度)
=(0.8*4959922)*(5.43*15+0.063*15^2)/1000000
=379kN
=(1.1*4959922)*(5.43*15+0.063*15^2)/1000000
=522kN
=Max(379/94,522/157.5)
=4032mm^2
折合钢筒厚度为0.51mm
=4032*(16.6-0)/16.6
所以与弯管承端相接的第1节抗轴力管的钢筒横截面积至少应为4032mm^2,折合钢筒厚度为0.51mm,拟采用钢筒厚度为1.5mm。
所以与弯管插端相接的第1节抗轴力管的钢筒横截面积至少应为4032mm^2,折合钢筒厚度为0.51mm,拟采用钢筒厚度为1.5mm。
4标G1342.工作压力:
水平推力1424.3kN
2136kN
16.6m(不含弯管承端长度)
16.6m(不含弯管插端长度)
4.G135止推设计计算
桩号167+948.67
)(0.8MPa/5.115m)
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