给排水管道支墩设计文档格式.docx
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其中：
P——承插接口断面推力（KN）
D——管道内径（m）
P0——管道试验压力（MPa）
注：
采用柔性接口管道不计接口的抵抗力根据管件类型不同，其合推力大小及方向如下图所示（R为合力）：
2．支墩尺寸设计
以下以管道试验压力3.0MPa的DN400的球墨铸铁管为例。
（1）水平弯头（以DN150管道45°
弯头为例）
1）合推力计算
管道计算内径0.4m，试验压力按3.0MPa计，则承口断面推力P为：
P=785D2P0=785×
0.4^2×
3=376.8（KN）
合推力：
R=2Psin（a/2）=2×
376.8×
sin（45°
/2）=288.25（KN）
2）支墩尺寸设计
采用试算法，先确定支墩尺寸，再根据支墩尺寸计算总抵抗力T：
T=T1+T2T——总抵抗力（KN）T1——被动土压力（KN）T2——底面摩擦力（KN）
经试算（过程略），支墩尺寸采用L=2.2m，B=1.5m，H=1.4m，管顶覆土最小深度1.5m详见下图：
按上述支墩尺寸计算总抵抗力：
1
被动土压力T1按下式计算：
T1——被动土压力（KN）
土壤内摩擦角，一般性土质按30°
计算
支墩靠背土壤密度（KN/m3），按19KN/m3计
h1——支墩顶覆土，按最不利情况取1.0米
h2——支墩底埋深，按最不利情况取2.4米
l——支墩长度（m）
将计算数据代入公式，得T1=297.72（KN）
2支墩地面摩擦力T2按下式计算：
T2=Gf
T2——底面摩擦力（KN）
G——支墩混凝土、管道及水的总重（KN）
f——支墩与土壤间的摩擦系数，取0.4
支墩混凝土重：
G1=0.75×
（L×
B×
H－0.5×
0.785×
D2×
L）×
24=80.67（KN）注：
混凝土密度按24KN/m3计
管道及水重:
G2=0.785×
L×
10+0.755×
L=4.42（KN）
DN400球墨铸铁管道自重为0.755KN/m
总重G＝G1＋G2＝80.67＋4.42＝85.10（KN）
将数据代入公式，得T2=34.04（KN）
3总抵抗力T=T1+T2=331.76（KN）T/R=1.15>
1.1满足要求。
3）所需地基承载力计算
N=1.1（G+S）/（L×
B）
N——地基承载力（KN/m2）
S——支墩上部回填土重（KN），根据管道埋深不同，取值1.0m
1.1为安全系数
回填土重S采用下式计算
S=（L×
B×
h3）×
19
S——支墩上部回填土重（KN）h3——支墩上部回填土高度，根据管道埋深不同，取值
1.0m
回填土密度按19KN/m3计
将计算数据代入以上两式，N=49.27KN/m2
3）计算结果
总抵抗力T=331.76KN>
计算推力1.1R1=317.08KN
所需地基承载力N=49.27KN/m2<
实际地基承载力（一般土质取
120KN/m2）以上两结果均满足设计要求，支墩尺寸设计合理。
2）垂直向上的弯头（以11.25°
计算方法与水平弯头相同，得计算推力R1=73.83（KN）计算推力在水平方向的分力为RX=7.23（KN）计算推力在垂直方向的分力为Ry=73.47（KN）
因小角度垂直向上的弯头合推力在垂直方向的分力占主导作用，且方向向下，因此控制支墩所需的地基承载力是支墩尺寸设计的关键指标。
经试算，支墩尺寸采用L=0.6m，B=1.2m，H=0.7m，详见下图
按上述支墩尺寸计算所需地基承载力：
G1=（L×
2－H×
tg（a/2））×
（B×
H－0.785×
D2×
0.5）24=21.10（KN）
L=1.21（KN）
总重G＝G1＋G2＝21.1＋1.21＝22.30（KN）所需地基承载力为
N=1.1（G+S＋Ry）/（（L+L×
cos（a））×
B）=109.75（KN）另外，对大角度（45°
以上）垂直向上的弯头还需补充校核水平推
力的抵抗力，本例水平推力影响很小，不对支墩安全构成影响
所需地基承载力N=109.75KN/m2＜实际地基承载力（一般土质取
120KN/m2）结果均满足设计要求，支墩尺寸设计合理。
3）垂直向下的弯头（11.25°
计算方法与水平弯头相同，得计算推力R1=73.87（KN）
计算推力在水平方向的分力为RX=7.23（KN）
计算推力在垂直方向的分力为Ry=73.47（KN）
因小角度垂直向下的弯头合推力在垂直方向的分力占主导作用，且方向向上，因此控制支墩的重量以抵抗上推力是支墩尺寸设计的关键指标。
经试算，支墩尺寸采用L=1.8m，B=1.2m，H=1.5m，详见下图：
G1=（L×
H－0.785×
D2×
24=72.33（KN）
L=3.62（KN）
总重G＝G1＋G2＝72.33＋3.62＝75.95（KN）管道无压力时所需最大地基承载力经计算为N=34.11（KN）另外，对大角度（45°
以上）垂直向下的弯头还需补充校核水平推力的抵抗力，本例水平推力影响很小，不对支墩安全构成影响。
总重G＝75.95（KN）＞垂直向上的分力Ry=73.47（KN）所需地基承载力N=34.11KN/m2＜实际地基承载力（一般土质取120KN/m2）结果均满足设计要求，支墩尺寸设计合理。
（4）水平三通
水平三通除合推力R=P与水平弯头不同之外，其支墩设计计算过程与水平弯头相同。
三、埋地爬坡管道防滑支墩设计采用穆松桥设计手册中的经验公式计算，以DN400，竖向角度a=23°
爬坡管道为例计算如下：
单根管道及水重：
G=0.785×
6×
6=12.07（KN）
D——管道内径（m），此处为0.4m
单根DN400球墨铸铁管道长度6m
管道下滑力：
F=G×
（sin（a）－f×
cos（a））＝0.27（KN）
f——支墩、管道与土壤的摩擦系数，一般性土质取0.4支墩长度：
6Fcos（a）
B
B——支墩宽度（m），取DN+0.4m＝0.8m——支墩混凝土密度（KN/m3），按24KN/m3计
将数据代入公式，得L=0.28m，取0.3m支墩高度：
H=0.5×
L×
tg（a）+A
A——支墩底座高度（m），最小0.1m，此处取0.2m将数据代入公式，得H=0.26m
详见下图：
立面图
校核条件：
F×
cos（a）/G1≤0.9tg（φ）
G1——支墩重量（KN）
φ——土壤内摩擦角，一般性土质按30°
计算经校核，满足要求。
四、支墩施工注意事项
1.支墩不应修筑在松土上，支墩底座和靠背（利用被动土压力的受力面）必须为原状土，并保证支墩和土体紧密接触，如有空隙需用与支墩相同材料填实。
2.水平支墩靠背土壤最小厚度应大于支墩底面埋深的3倍。
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