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1、第18卷第1期水资源与水工程学报Vol.18No.12007年2月JournalofWaterResources&WaterEngineeringFeb.,2007压力水管镇墩计算的探讨周云,赵海生,刘崇选(西安市水利建筑勘测设计院,陕西西安710054)摘要:针对水工上压力水管镇墩计算存在的问题,如作用力的计算不分主次、镇墩形式不尽合理、镇墩计算过于繁复,本文提出压力水管镇墩的合理形式及镇墩的计算方法,不仅使镇墩的计算大为简化,而且显著地节约了镇墩的工程量。关键词:压力水管;镇墩;作用力;镇墩的计算中图分类号:TV131.4;TV
2、314文献标识码:A文章编号:1672-643X(2007)01-0079-04DiscussiontocalculatetheabamurusinpressurepipelineZHOUYun,ZHAOHai-sheng,LIUChong-xuan(Xi'anWaterConservancySurveyDesignInstitute,Xi'an,Shaanxi710054,China)Abstract:Pointedtotheproblemsofcalculationofabamurusinpressurepipeline,suc
3、hasthecalcula-tionofappliedforcenotmakethedifferenceaswhichwasthemainforceandwhichwasthesec-ondary,formofabamuruswasnotrational,calculationofabamurswastoocomplicated,thisarticleputforwardtherationalformandcalculationmethodfortheabamurusinpressurepipeline,notonlysimplec
4、alculation,butalsotheengineeringamountofabamuruswasobviouslyreduced.Keywords:pressurepipeline;abamurus;appliedforce;calculationofabamurus水电站的引水管、抽水站的出水管、喷灌工程及(1)水流拖曳力产生的轴向力P12供水等工程的管道水流都为压力流,管道为压力水DP1=rhf(1)管。压力水管镇墩的计算有些问题值得商榷,如作用4式中:r为水容重;为园周率;D为管内径;hf为力的计算不分主次,镇墩形式
5、不尽合理,镇墩的计算管道摩阻水头损失;P1与水流同向。过于繁复等。针对以上问题,笔者经过深入研究,并拖曳力即水流与管壁的摩擦力,作用在管壁上。根据文献[1],在本文中论述了作用在压力水管及镇(2)管径发生变化时(扩大与缩小)轴向力P2墩上的主要力,各种镇墩的合理形式及镇墩的计算,这样不仅使计算大大简化,而且显著的减少了镇墩P2=rH(D21-D22)(2)4的工程量。式中:H为变径处、阀门及堵头处、分叉及丁字管压力水管镇墩的计算可分为两类:一类管道是处、管轴线变化处计算水头;D1、D2分别为管道管明管,管道明设;另一类是暗管,管道
6、地埋(即回填径缩小前后的管径;P2方向由管径大头指向小头,管)。本文仅讨论地埋管镇墩的计算。与水流方向无关。1作用在压力水管上的力(3)管道阀门全关及堵头处轴向力P32D作用在管道上的力可分为沿管轴线方向的轴向P3=rH4(3)力及垂直管轴线的法向力,对于明管管道再将这二此式为(2)式的特例,即当(2)式中D1=D、D2力传给支墩及镇墩;对于地埋管,当管道设有基础=0时即为(3)式。如阀门关闭一部分,则P3可用(座垫)时,管道将力传给基础(座垫)及镇墩;当管道(2)式计算。直接敷设在土基上时,管道直接将力传给地基和镇(4)叉管及丁
7、字管的轴向力P4墩。镇墩不一定需要,当管径小、压力小、管道转弯角d2P4=rH(4)度小时可不设镇墩。4收稿日期:2006-07-20;修稿日期:2006-12-14作者简介:周云(1968-),男(汉族),西安市人,设计室主任,工程师,主要从事水利水电及土建工程设计。80水资源与水工程学报2007年式中:d为支管的管径;P4方向沿支管轴线且指向1.1%,可见离心力所占比重很小,完全可以忽略不主管。计。以后计算时,可不计弯管处水流离心力。(5)弯管处内水压力的轴向力P及合力R(图水流拖曳力有时很小,亦可忽略不计。3、图4、图5)
8、P1hf=(15)D2PHP=rH(5)4如钢管L=30m,D=300mm,V=2m/s,hf2D=0.6m,H=20m,P1/P=0.6/20=3%,故可忽R=2Psin=2rHsin(6)242略不计。一般情况下,水流拖曳
