管道镇墩设计程序化计算的思路和应用
2018-08-03
地下水 2018年4期
(陕西水环境工程勘测设计研究院,陕西 西安 710018)
1 镇墩的结构形式及荷载
1.1 镇墩的结构形式
镇墩是一种管道支承结构,其作用是固定管道并承受管道传来的轴向力。在平面上,管道的转弯处由于水流离心力、水压力及温度变化等作用,有使管节拉裂、变形缝张开、管轴线变形等趋势;在纵向上,斜坡上的管道有下滑的倾向。设置镇墩后,这些不平衡力可由镇墩承担,从而改善管道本身的受力状况。
镇墩设计一般都为重力式,其作用是利用自重维持其本身的稳定,以达到平衡这些作用于镇墩上的不平衡力。
1.2 镇墩的荷载计算及荷载组合
镇墩作为管道的固定端,承受着由上、下游压力水管传来的轴向力、部分管重、水重产生的法向力和地震荷载,其中轴向力为主要荷载。根据规范及相关教材,镇墩计算时需考虑基本荷载组合及特殊荷载组合。其中基本荷载组合包括管道正常运行情况和正常停机情况(上游停水,闸阀关闭,管内充满静水),特殊荷载组合包括事故停机情况(发生事故停泵水锤)和地震情况。
在进行以上荷载组合时,应注意各力的作用方向,尤其是温度变化产生的力,在温升和温降两种情况下,作用力方向恰好相反。同时由于各项荷载在力的分解及合成过程中会出现方向不同,故在荷载组合时易出现错误。
2 镇墩程序化设计的计算
2.1 计算程序的基本思路
镇墩作为管道的重要支承结构,它的稳定性直接关系到整个输水系统的安全和稳定。……
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