地下有压管道支墩结构设计

直埋柔性接口给水管道水平向支墩结构设计摘要：以埋地有压柔性接口给水管道水平向支墩结构设计为内容，通过受力分析、解析计算过程、举例说明的方式从结构设计条件、过程、步骤等方面，全面的解析直埋有压管道支墩结构设计的特点和方法。

以供初学人员参考。

关键词：给水管道；水平向；支墩；结构设计引言在做给水管道等有压管结构设计时，设计内容与雨污水管等无压管有很大区别。

本文仅取有压给水管道为例来讲解其水平支墩的设置原则和结构设计。

篇幅有限，本次不考虑有地下水的情况。

本文从水平支墩设置条件及受力分析开始入手，由浅入深直观的为大家展示一个完整的支墩结构设计计算全过程，以指导设计并予以相关人员参考。

1.水平向支墩设置原因及注意事项给水管道中水的压力均匀作用于管壁上，当水流方向发生变化时，如通过承插接口的弯头、丁字支管顶端、管堵顶端等处时，将产生作用于管壁上的外推力。

此外推力如大于接口能承受的内水压力，就会使管道在接口处松动脱节，发生渗、漏水事故。

为了避免管道渗、漏，就必须抵抗上述外推力，因此才需要根据管内压力大小，土壤条件好坏，在管线的关键部位设置支墩。

本文所指柔性接口的给水管道，是需要设置支墩的最典型代表。

2.水平向支墩种类及形式支墩一般分为水平向支墩，垂直向支墩两类。

其中垂直向支墩又包括垂直向上弯的弯头支墩与垂直向下弯的弯头支墩两种。

而支墩的大小形状则取决于外推力大小，外推力又与管道接口允许承受的内水压力有关，内水压力又因管径、接口材料的不同而异。

支墩材料一般采用C15或C20素混凝土，是否配筋可根据情况而定，一般情况下不配筋。

常见的支墩形式，可以根据管道工作压力和试验压力，从国家标准图集《柔性接口给水管道支墩》（10S505）中选取。

超出图集限定条件外的情况就需设计人员自行设计，一般可做成全包支墩形式。

这种设计比较节省施工空间和土方开挖量，但难免会由于支墩体积过大时，将管道接口也包于混凝土内的情况，遇此情况时，被包在支墩内的管道直段及接口应内包玻璃布一层，外缠草绳两层，再包一层玻璃布，以避免自接口起的被包管段直接与混凝土粘接，以方便后续检修。

城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析摘要：在现代城市建设中，大口径、高温、高压的直埋式供热管道被广泛应用，管道固定段的轴向推力通常很大，给结构设计带来一定的困难。

本文从埋置深度、周围覆土性质等对固定墩的性能的影响方面，对固定墩的结构设计进行研究。

关键词：直埋式供热管道固定墩1固定墩主要受力固定墩作为管道的支撑结构埋于地下，除了自重外，受到各种外力作用。

1.1 水平力1.1.1 管道水平推力管道水平推力F(单位为kN)根据管道的敷设、管径、运行温度、安装温度、工作压力的变化及与土的摩擦力计算可得出。

此项数据在设计过程中由暖通专业计算并提供，用于结构计算。

1.1.2 主动土压力、被动土压力管道支墩前后侧面的土体对支墩产生主动土压力及被动土压力，计算公式如下：粘性土：Pa=γhtan2(45°－φ／2)－2ctan(45°－φ／2)Pp=γyhtan2(45°+φ／2)+2ctan(45°+φ／2)砂土等无粘性土：Pa=γhtan2(45°－φ／2)Pp=γhtan2(45°+φ／2)式中：Pa——主动土压力，kPaPp——被动土压力，kPaγ——土的重度，水土分算时，取浮重度；水土合算时，取天然重度，kN/m3h——固定墩埋深，m;φ——土的内摩擦角C ——土的粘聚力，kPa1.1.3 固定墩与土的摩擦力固定墩底面、侧面及顶面与土壤接触，都会产生摩擦力，但在计算中，上面及侧面的作用力可忽略不计，只计算底面产生的摩擦力。

Ff=G式中：Ff——摩擦力，kN。

——土与固定墩的摩擦系数：对粘土，0.25~0.45；对砂土，0.40~0.50；对碎石土，0.60。

G——固定墩自重及上面的覆土重，kN。

1.2 垂直力1.2.1 固定墩自重GG=γ0V式中：γ0——固定墩的重度，一般取25kN/m3V——固定墩的体积，m31.2.2 固定墩上部覆土的重量G1G1=γh0S式中：γ——固定墩上部土的重度，水土分算时，取浮重度；水土合算时，取天然重度，kN/m3;h0——固定墩上部覆土深度,m;S——固定墩底板面积,m2;2固定墩的结构验算2.1 抗滑移验算[1]抗滑移验算公式式中：Ks——抗滑移系数；K——固定支墩后背土压力折减系数，取0．4～0．7；EP——被动土压力作用力，kN；Ea——主动土压力作用力，kN。

明钢管的敷设方式、镇墩、支墩和附属设备一、钢管的敷设方式明钢管一般敷设在一系列的支墩上，底面高出地表不小于0.6m,这样使管道受力明确，管身离开地面也易于维护和检修。

在自重和水重的作用下，支墩上的管道相当于一个多跨连续梁。

在管道的转弯处设镇墩，将管道固定，不使有任何位移，相当于梁的固定端。

明钢管宜做成分段式，在两镇墩之间设伸缩节，如图13-3所示。

由于伸缩节的存在，在温度变化时，管身在轴向可以自由伸缩，由温度变化引起的轴向力仅为管壁和支墩间的摩擦力和伸缩节的摩擦力。

为了减小伸缩节的内水压力和便于安装钢管，伸缩节一般布置在管段的上端，靠近上镇墩处。

这样布置也常常有利于镇墩的稳定。

伸缩节的位置可以根据具体情况进行调整。

若直管段的长度超过150m，可在其间加设镇墩；若其坡度较缓，也可不加镇墩，而将伸缩节置于该管段的中部。

图13-3明钢管的敷设方式二、明钢管的支墩和镇墩(一)支墩支墩的作用是承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支承，允许管道在轴向自由移动。

减小支墩间距可以减小管道的弯矩和剪力，但支墩数增加，故支墩的间距应通过结构分析和经济比较确定，一般在6〜12m之间。

大直径的钢管可采用较小的支墩间距。

按管身与墩座间相对位移的特征，可将支墩分成滑动式、滚动式和摆动式三种。

1.滑动式支墩滑动式支墩的特征是管道伸缩时沿支墩顶部滑动，可分为鞍式和支承环式两种.鞍式支墩如图13-4 (a)所示。

钢管直接安放在一个鞍形的混凝土支座上，鞍座的包角在120°左右。

为了减小管壁与鞍座间的摩擦力，在鞍座上常设有金属支承面，并敷以润滑剂。

鞍式支墩的优点是结构简单，造价较低，缺点是摩阻力大，支承部分管身受力不钧匀，适用于直径在1OOcm以下的管道。

支承环式滑动支墩是在支墩处的管身外围加刚性的支承环，用两点支承在支墩上，这样可改善支座处的管壁应力状态，减小滑动摩阻，并可防止滑动时摩损管壁，如图13-4(b)所示。

1. 功用：固定钢管，承受因水管改变方向而产生的 轴向不平衡力。水管在此处不产生任何位移。
2. 布置：在水管转弯处，直线段不超过150m。 3. 类型：一般由混凝土浇制，靠自重维持稳定。
➢ 封闭式：应用广泛。结构简单，节约钢村，固 定效果好。
➢ 开敞式：采用较少。易于检修，但受力不均匀。
镇墩的两种形式
(2) 滚动式(rolling ring girder support)
❖ 在支承环与墩座之间加圆柱形辊轴，摩擦系数f小， 适用于D>2m。
(3) 摆动式(rocking ring girder support)
❖ 在支承环与墩座之间设一摆动短柱。摩擦系数f很 小，适用于大直径管道。
三、镇墩(anchor block)
2. 经验公式法：简化条件推导公式。精度较低，初
步设计时采用
D 7 5.2Qm3 ax H
Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头
3. 经济流速法：压力管道经济流速一般为4~6m/s，
最大不超过7m/s，Ae= Qmax/Ve
第四节 钢管的材料和管身构造
一、钢管的材料
❖ 钢管所用钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用 温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等 因素选定。
❖ 适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较 小的情况。地下埋管和明管。
第三节 水力计算和经济直径的确定
一、水力计算 ❖ 恒定流计算：确定管道的水头损失，包括沿程和
局部两部分。 ➢沿程损失：处于紊流，可按曼宁公式计算。 ➢局部损失：进口、门槽、渐变段、弯段、分岔
等部位，按水力学公式计算。 hw→电能→装机容量→管径选择
二、压力管道引进厂房的方式
1. 正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小， 开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机 厂房安全。

镇墩 支管3 支管1
镇墩 主管道
支管2
水电站厂房
支管1 主管道 主管道
支管3
支管2 水电站厂房
支管2
支管1
支管3
图 3 镇墩平面内水压力受力简图
主管道
支管2
支管1 镇墩
支管3
图 2 琼贝达拉水电站压力钢管镇墩平面布置图 2．主要计算参数
表 1 压力管道镇墩主要计算参数表
序号
项目
单位
数量
1
钢管容重
kN/m3
78.5
2
混凝土容重
kN/m3
24
3
回填土容重
kN/m3
18
4
主管道之间水平夹角
°
54
5
主管道之间竖向夹角Βιβλιοθήκη °38.666
支管 1 与支管 2、支管 3 的水平夹角
°
54
7
f 混凝土与基岩摩擦系数
-
0.35
8
发生水锤时压力水头
m
78.20
9
地下水位线至墩底高度
m
6.90
10
回填土至墩底高度
3．受力分析与稳定计算
My —镇墩全部荷载对计算截面形心轴的力矩总和，
kN·m；
x —计算截面计算点至形心轴的距离，m；
Jy —计算截面对形心轴的惯性矩，m4； R—地基压应力容许值，取 300kPa。 要求最大值 σmax≤[R]，最小值 σmin＞0，即不出现负
值。 四、镇墩结构设计
收稿日期：2019-03-06 作者简介：张 鹏（1987-），男，黄河勘测规划设计研究院有限公司工程师。
192
中国水运
第 19 卷

1 概述2 施工布置2.1 施工道路布置2.2 施工水电布置2.3 混凝土制备及运输2.4 施工排架搭设3 施工时间4 模板工程施工4.1 模板的选用4.2 模板加工工艺流程如下4.3 模板的清洗和涂料4.4 模板的安装4.5 模板的拆除5 混凝土施工5.1 普通混凝土施工工艺5.2 基础面混凝土浇筑5.3 浇筑准备和检查验收5.4 混凝土浇筑5.5 混凝土保温措施6 施工质量保证措施6.1 管理措施6.2 混凝土施工质量保证技术措施6.3 混凝土外观质量保证措施7 安全文明施工8 投入主要人员、设备及材料为了保证施工强度、施工质量，确保乡城县洞松乡热斗村太阳能提灌站正常运行输水，经业主、监理及施工单位共同研究决定，对本工程压力管道工程镇墩、支墩砼采用自拌混凝土浇筑，所发生工程量以实际发生工程量为准。

从进水池通往高位水池搭设一条便道，并在陡崖处，采用Φ 48 钢管搭设安全通道。

(1)施工用水：直接采用水泵(7.5kw)抽取硕曲河河水。

(2)施工用电：施工工作面采用 30KVA 柴油发机电提供发电。

混凝土在施工区域内进行自拌，运输采用斗车运输。

为了保证施工安全，方便施工，必须搭设施工平台。

施工平台采用Φ 48 钢管搭设，并用十字回旋扣固定，并在施工平台上铺设 4cm 厚平台板。

(1)施工准备：2022.1.27~2022.1.31(2)混凝土浇筑：2022.2.1~2022.2.7模板的选用不仅关系到安装方法，还影响到拆模后的混凝土外观质量。

在本工程施工中，根据各部位的体型特点以标准木模板为主。

备料→ 放大样→ 排料加工→ 试拼装→ 测量验收→ 编号→ 存放备用木模板在每次使用前应清洗干净，为拆模方便，不得采用污染混凝土的油剂，不得影响混凝土或者钢筋混凝土的质量。

若检查发现在已浇筑混凝土面沾染污迹，采用洗涤剂等有效措施予以清除。

(1)模板的安装，遵循安全、方便、快速并使混凝土表面美观的原则。

根据不同的混凝土部位而选用不同的模板安装方式，并根据混凝土浇筑的分层分块来安排模板安装的先后顺序。

水利水电工程设计质量评定标准1水文1.1水文部分的安全性应满足下列要求：1水文分析计算内容齐全，满足项目要求。

2设计洪水复核，对新出现的大洪水宜详细说明，复核后的设计洪水成果，与上阶段成果进行比较并确定采用成果。

3水文自动测报系统总体设计应满足数据采集、存储、传输和数据处理等工程运行管理和水文预报的要求。

1.2水文部分的可靠性应满足下列要求：1气象、径流、洪水、泥沙等资料搜集齐全、可靠。

2资料系列还原等一致性处理方法正确。

3系列插补延长方法正确，系列长度满足规范要求，历史洪水（或暴雨、潮位等）重现期、系列代表性应经过论证。

4各设计成果的分析计算方法正确，成果合理。

5水文自动测报系统的水文预报方案合理，站网范围及站点布设应经过论证。

6报告附表、附图齐全。

2工程地质2.1工程地质部分的安全性应满足下列要求:1区域构造稳定性的评价准确，场地地震动参数的确定符合有关技术标准规定。

2对水库渗漏、岸坡稳定、浸没和诱发地震等问题分析充分，评价准确，结论合理。

3对建筑物存在的工程地质问题分析充分，评价准确，结论合理。

4岩土体物理力学指标和开挖边坡坡比等地质参数合理，确定依据可靠。

5对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的分布、规模、稳定性、工程影响以及工程边坡的稳定条件等分析充分，评价准确，结论合理。

6对规划移民区场地的稳定性及适宜性评价准确。

2.2工程地质部分的可靠性应满足下列要求：1勘察布置合理，勘察方法和深度满足规程规范要求。

2基础资料、勘察成果齐全且真实可信。

3区域地质及水库区、建筑物区基本地质条件分析叙述详细、全面。

4不同设计方案工程地质条件的差异分析充分，方案比选的地质意见合理。

5针对主要不良地质缺陷处理应提出建议。

6天然建筑材料勘察满足详査精度。

3工程任务和规模3.1工程任务和规模部分的安全性应满足下列要求：1防洪、蓄滞洪区、河道及河口等工程的洪水标准合理，洪水调节计算成果及水面线推算成果正确；治涝工程的骨干排涝河道、堤防、滞涝区的水位计算成果正确，综合利用工程的洪水调节计算及回水计算成果正确。

适用：广泛应用于地下埋管和明管。压力水管
较长，机组台数多，单机流量不大的情况。

压力管道直径的选择
供接着应对管道直径进行
选择。
由于管道费用较高，直径越小，管道用
材及造价越低，但管中流速越大，水头 损失与发电损失也越大。因此管道直径 应进行经济比较选定。
取大值，即［σ］取小值；
② 对特殊荷载组合，对埋藏式钢管和钢管的局部 应力区，K取小值，即［σ］取大值； ③ 对于屈强比大的钢材，试用新钢材和弯管、岔 管或特别重要的部位，［σ］需适当降低；
另外，焊缝强度的折减系数 ，应根据焊缝类别
和探伤要求，取为0.90~0.95。

钢材的强度校核
第四强度理论:
2 x r2 2 x r r x 3( xr 2 r 2 x 2 ) [ ]
其中： 焊缝系数一般可取0.9 - 0.95, 与焊缝方法、 探伤标准、建筑物等级有关。
, r , x 钢管环向，径向和轴向应力; x , xr , r 钢管各方面剪应力;
加工成型和焊接。宁可强度低而保证塑韧性高。 举例来说：A3 钢塑韧性好，但容许应力（240）低； 16Mn钢强度较高（330），但塑韧性差。 当HD值不够大时，选择 A3钢；
只有当 HD>600m2，δ=32mm～40mm， A3 钢不易
加工时采用16Mn。

钢材的容许应力
水电站钢管多按允许应力设计，允许应力常以钢 [ 材屈服强度百分比表示。 ] s k ，安全系数 K可参考 有关规范。
明 管 示 意 图
为了使管壁受力 均匀，支座处管 壁加支承环； 为保持钢管抗外 压稳定，有时在 支承环间加设加 劲环。

埋地压力给水管道水平支墩设计计算雒望余【摘要】埋地压力给水管道支墩标准图集给出了一般支墩的标准图及其尺寸,但实际使用时,发现水平支墩标准图集存在某些不完善之处:当设计参数超出标准图集范围时,从图中查不出支墩尺寸,当实际参数不等于图中参数时,只能从图中得到支墩尺寸的近似值;图集中支墩扩大基础刚性角大于混凝土允许刚性角45°,导致支墩结构不安全.鉴于此,对标准图集中水平支墩的型式及尺寸进行了修正,列出了计算公式,并举例进行了说明.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2014(045)003【总页数】4页(P51-54)【关键词】水平支墩;标准图集;埋地压力;给水管道【作者】雒望余【作者单位】西安市水利规划勘测设计院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TV671 问题的提出文献［1］介绍了埋地压力给水管道水平弯管及叉管支墩的设计计算方法，文献［2］为支墩的标准图集，可供设计人员查用。

本文研究的“支墩”在水工上通常称为镇墩。

笔者研究文献［2］后，发现其存在以下不完善的地方:(1)标准图集所列出的管径、弯管角度、叉管分叉角、管道试验压力、管道埋深、土壤内摩擦角、支墩允许抗滑等参数范围有限，且其值分级为跳跃式、不连续，当参数不在标准图范围时，支墩尺寸就查不到，设计者需自己设计计算;当参数不等于图中参数时，支墩尺寸只能取近似值，误差较大。

(2)一般支墩扩大基础刚性角大于混凝土允许刚性角45°，支墩结构不安全。

由此，本文对文献［2］水平支墩的型式及尺寸进行了修正，并列出其计算公式，同时举例进行了说明。

2 水平支墩的设计计算2.1 各符号意义设r1为水的重度;r2为土的重度，原状土r2=18 kN/m3，回填土r2=16N/m3;r3为混凝土的重度;φ为土壤等效内摩擦角，(°);f为混凝土支墩与地基土的摩擦系数;D为管道内径，mm;α为弯管或叉管角度，(°);H1为管内径顶部埋深，m;H2为管内径下部支墩高度，m;H3为管中心埋深，m;h1为支墩顶埋深，m;H 为支墩高度，m;H'为管中心线以上支墩高度，m;L为支墩宽度，m;θ为支墩竖向扩散角，(°);b为支墩台形体宽度，m;B、B1、L1、L0见图1;h3见图2和图3;P0为管道试验压力，MPa;P为管道截面外推力标准值，kN;R为水平支墩承受的管道内水压力的合力标准值，kN;Ep为支墩背后被动土压力，kN;V、V1、V2、V'2、V3 分别为支墩总体积、各部分体积，m3，见各图;G为支墩重量，kN;Kc为支墩抗滑稳定安全系数;K0为支墩抗倾稳定安全系数。

第1篇一、工程概况本项目位于XX市XX区，主要建设内容包括一座桥梁及其附属设施。

桥梁全长XX 米，其中管支墩位于桥梁中间位置，承担桥梁的支撑和稳定作用。

本次施工方案针对管支墩基坑开挖进行详细规划。

二、施工目标1. 确保施工安全和质量，防止发生安全事故和质量问题。

2. 按时完成基坑开挖施工，为后续桥梁主体施工提供保障。

3. 优化施工组织，降低施工成本，提高施工效率。

三、施工准备1. 施工组织设计：成立专门的施工团队，明确各岗位职责，制定详细的施工计划。

2. 施工人员培训：对施工人员进行安全技术培训，提高安全意识。

3. 施工材料及设备准备：根据施工需求，准备足够的施工材料、机械设备，并确保其质量合格。

4. 施工现场布置：根据施工方案，合理布置施工现场，确保施工顺利进行。

四、施工工艺1. 基坑围护结构施工（1）采用钢板桩围护结构，钢板桩施工应符合下列要求：1）钢板桩选用应符合设计要求，尺寸、规格、质量应符合国家有关标准。

2）钢板桩打入前，应对其进行检查，确保无变形、裂纹等缺陷。

3）钢板桩打入时，应保持垂直，桩顶标高应符合设计要求。

4）钢板桩打入后，应及时进行锁口封闭，防止地下水渗入。

（2）钢板桩围护结构施工顺序：先进行桩基础施工，再进行钢板桩施工。

2. 基坑土方开挖（1）土方开挖应遵循分层开挖、分段开挖的原则，确保开挖质量。

（2）基坑土方开挖前，应进行地质勘察，了解地层情况，制定相应的开挖方案。

（3）土方开挖过程中，应密切关注周边环境，防止对周边建筑物、地下管线等造成影响。

（4）基坑土方开挖后，应及时进行支撑和排水，确保基坑稳定。

3. 基坑支护（1）基坑支护采用锚杆支护，锚杆施工应符合下列要求：1）锚杆选用应符合设计要求，规格、质量应符合国家有关标准。

2）锚杆打入前，应对其进行检查，确保无变形、裂纹等缺陷。

3）锚杆打入时，应保持垂直，桩顶标高应符合设计要求。

4）锚杆打入后，应及时进行锚固，确保锚杆受力均匀。

直埋热网管道固定支墩设计分析作者：吕智超来源：《科学与技术》2018年第25期摘要：本文主要围绕热管道固定支墩设计工作展开分析，通过研究支墩设计的必要性和各阶段设计工作存在的问题，结合具体案例来开展分析工作，明确其设计的注意事项，推动各项工作更好地开展，提高设计的整体有效性。

关键词：供热管道；固定支墩；结构设计1.固定墩设计必要性分析当前城市热网建设工作开展过程中，受到多方面因素的影响，其热力管道敷设方式也会存在差异，一般包括架空、直埋及地沟敷设三种。

实际建设工作开展过程中，架空需要占用地上和地下空间相对较多，因而在老城区以及城市内部施工过程中可能会受到诸多限制。

而地沟敷设方法会浪费大量的能源，同时其散热相对较快，施工周期也相对较长一定程度上影响了后续各项工作以合理方式开展。

就当前来说，使用供热管道直埋敷设是比较经济实惠的做法，同时其施工速度和建设周期等都能满足快速供热的要求，在当前社会中具有相对较为广泛的应用。

为了保证供热的效果和质量，避免工程在应用过程中出现问题，必须及时开展固定支墩设计和安装工作，避免管道出现位移等问题。

就当前来说，主要使用钢筋混凝土结构作为支墩的主要应用材料。

2.固定支墩形状和间距一般来说，固定支墩一般都会设计成“T”型和箱型，根据其实际应用需要进行一定的调整。

就当前来说，“T”型的热损耗相对较小，同时对小室补偿等工作贡献相对较大，在现阶段具有相对较为广泛的应用。

为了减少施工成本支出，在设计支墩之间的间距的过程中，应当尽可能将其间距扩大，通过合理计算管道热伸长度和补偿器补偿之间的关系等，合理设计推力值，避免在应用过程中出现其他不必要的问题。

3.固定支墩设计分析3.1设计数据取值支墩设计工作开展过程中，为了保障其各项工作顺利开展，应当加强对各类数据之间的联系和相互作用的重视，尽可能将安全系数控制在一点八，而供热管埋藏的深度一般在一点五到二点五米之间是不错的选择。

为了避免出现供热管问题影响地上的现象，应当将管道上方覆土的厚度保持在一米以上，可以有效提高其各项工作的整体有效性。

直埋热力管道固定墩结构设计作者：崔雪娜来源：《装饰装修天地》2017年第02期摘要：城镇供热管道直埋敷设方法同传统的管沟敷设方法相比，具有占地少，施工周期短、维护量小、寿命长等诸多优点，适合城市建设的要求，在我国已得以广泛应用。

本文介绍了城市供热管道直埋固定墩的样式及计算方法，通过对两种常用固定墩样式进行计算比较，分析直埋固定墩的受力情况，并对不同情况下固定墩的设计及选择进行初步探讨。

关键词：固定墩；计算方法；样式；设计1 概述在热力工程中，直埋已成为最普遍采用的敷设方式，因为它具有施工速度快、使用寿命长、占地少、投资低等优点。

然而直埋敷设方式也相应存在一些问题，如直埋敷设方式的推力较大（尤其是大直径管），导致固定墩的体积较大，相应的也带来了占地大的问题，另外，直埋固定墩还存在一次性浇筑困难（固定墩原则上不允许留施工缝）等问题。

本文针对如何解决固定墩体积大等问题对固定墩的设计及样式的选择进行了初步探讨。

2 固定墩受力分析固定墩主要承受管道的水平推力，同时，作用于固定墩上的水平外力还有主动土压力、被动土压力、固定墩与土的摩擦力；垂直外力有管道自重及管道内介质的重量、固定墩及其上部覆土重量。

固定墩上土压力的大小及分布规律受到固定墩可能的移动方向、周围填土多少、填土面形式、固定墩的截面刚度和地基变形等一系列因素的影响。

土压力一般可分为三种：主动土压力Ea，即固定墩向离开土体方向偏移，达到极限平衡状态，作用在固定墩上的土压力，与管道推力方向相同；被动土压力Ep，即固定墩向土体方向偏移，达到极限平衡状态，作用在固定墩上的土压力；静止土压力Eo，当固定墩静止不动，土体处于弹性平衡状态，作用在固定墩上的土压力。

固定墩与地基土接触面产生的摩擦力也是抵抗管道推力的重要因素。

因此，当管道水平推力很大，固定墩周围有建筑物使支墩尺寸受限时，可利用回填土与固定墩的摩擦系数不同，采用换填的方法减小固定墩的大小使其不致影响周围的构建筑物。

直埋热力管道固定支墩的优化设计摘要：介绍直埋热力管道固定支墩的受力、计算模型并给出不同推力下的肋型固定支墩尺寸参考表格，为工程设计提供了便利。

关键词：热力管道肋型固定支墩优化设计0 引言随着我国城市化的不断推进，能源的需求量越来越大。

新建供热管网以及提高能源利用率的供热并网工程越来越多。

无论热力管道是在综合管廊内敷设还是直埋，如何经济合理的设计好固定支墩，成为结构专业配合热力管线设计的主要任务。

1 结构验算综合管廊内的固定支墩受力简单，主要由固定墩与管廊底板固接来平衡管道的水平推力；直埋管道固定支墩主要由主动土压力、被动土压力、支墩与土的摩擦力来平衡管道的水平推力。

通过对直埋管道固定墩抗滑移和抗倾覆验算公式分析试算可知固定支墩与土的摩擦力为主要平衡管道的水平推力的抗力。

1）抗滑移验算可按下式计算：≥H ——管道中心至地面的距离（m）；H——土壤密度（kg/m3），可取1800；g——重力加速度（m/s2）；3）强度验算管道固定支墩的受弯、受剪、偏心受压以及受冲切均按照《混凝土结构设计规范》进行验算。

此外，还需根据《建筑地基基础设计规范》对地基承载力进行验算。

2 形式比选固定支墩与土的摩擦力为主要平衡管道热膨胀力的抗力。

则如何增大固定支墩与土的摩擦力为固定支墩设计的重点。

《热水管道直埋敷设图集》05R410中固定支墩是墙式支墩（如上图），它是通过加大固定支墩自身重力以提高摩擦力。

这种方式施工较为便利，但混凝土用量较大，经济性较差。

肋型支墩（如下图），用土体重量来加大支墩压重来提高基底的摩擦力。

从而减少自身的混凝土用量。

肋板对壁板起到加强作用，从而解决壁板抗弯的问题。

此种固定支墩会增加模板使用量等施工费用。

但总体经济性好于05R410图集中的墙式固定支墩。

故工程中推荐采用肋型固定支墩。

3 实际案例吉林省某供热管网工程中，由于管线路由距离建筑物较近，管道固定支墩尺寸及设置数量均受到限制。

且供热管线一供一回双管伴随敷设，共用同一支墩。

的 球
重量大，造价高。
阀
适用：高水头电站。
四、钢管上的闸门、阀门和附件
2、伸缩节 (expansion joint)
功用：消除温 度应力，且适 应少量的不均 匀沉陷
位置：常在上 镇墩的下游侧
伸缩节
(a)套筒式伸缩节
(b)波纹密封套筒式伸缩节
(c)压盖式限拉伸缩节
(d)波纹管伸缩节
伸缩节动画
第六节 明钢管的管身应力分析
结构设计状况：持久状况、短暂状况、偶 然状况
三种设计状况均应进行承载能力极限状态 设计。
持久状况还应进行正常使用极限状态设 计，短暂状况可根据需要进行正常使用极 限状态设计。
承载能力极限状态：指钢管结构或构件，
第六节 明钢管的管身应力分析
结构设计状况分为持久状况、短暂状况和偶 然状况三种。
法 向 力 引 起 的 弯 矩 和 剪 力
(一) 跨中段面(1)-(1)的管壁应力 (1) 法向力作用引起的管壁轴向x1 应力
x1
M W
cos
M
r 2
cos
M——水重和管重的法向分力作用下连续梁
的弯矩；
W r2
W——连续梁(空心圆 x环2 )的断面模数， (2) 轴向力引起的轴向应力
在轴向力的合力∑A作用下，管壁中产生
迅速，体积小,重量轻，造 价低。 缺点：开启状态时，阀体对 水流有扰动，水头损失较 大；关闭状态止水不严。 动水中关闭，在静水中开启
四、钢管上的闸门、阀门和附件
(2) 球阀：球形外壳+可旋
转的圆筒形阀体+附件。
世
优点：开启状态时没有水
界
头损失，止水严密，能承
上 最
受高压。

《柔性接口给水管道支墩》（10S505国标图集）简介赵彤王为陈曦（中国市政工程东北设计研究总院长春130021）（China Northeast Municipal Engineering Design and Research Institute，Changchun 130021）[摘要] 本文简要介绍《柔性接口给水管道支墩》国家建筑标准图集10S505的编写过程、主要内容、适用范围、选用说明、修编过程中重点讨论的问题，同时论述了本图集未列入水平叉管、管道变径等特殊支墩的原因，并提出了相应概念设计。

[关键词]柔性接口管道支墩土壤等效内摩擦角地下水水平叉管管道变径ABSTRACT：This article introduces the 《Buttress for Flexible interface of water supply pipeline》10S505 national standard drawings in the area of preparation process, main content, scope, selection description, key issues discussed on the process of revising, while discusses the reasons that the level fork tube, reducing pipeline and other special buttress are not included in the standard drawings , and put forward the corresponding conceptual design.KEYWORDS：Flexible interface Pipeline buttress Equivalent angle of internal friction of soil Groundwater The level fork tube Reducing pipeline1前言柔性接口给水管道支墩在给水排水管道工程中应用广泛，但其计算过程复杂，工程设计人员往往需要花费大量时间进行支墩的设计。

《柔性接口给水管道支墩》（10S505国标图集）简介赵彤王为陈曦（中国市政工程东北设计研究总院长春 130021）（China Northeast Municipal Engineering Design and Research Institute，Changchun 130021）[摘要] 本文简要介绍《柔性接口给水管道支墩》国家建筑标准图集10S505的编写过程、主要内容、适用范围、选用说明、修编过程中重点讨论的问题，同时论述了本图集未列入水平叉管、管道变径等特殊支墩的原因，并提出了相应概念设计。

[关键词]柔性接口管道支墩土壤等效内摩擦角地下水水平叉管管道变径ABSTRACT：This article introduces the 《Buttress for Flexible interface of water supply pipeline》10S505 national standard drawings in the area of preparation process, main content, scope, selection description, key issues discussed on the process of revising, while discusses the reasons that the level fork tube, reducing pipeline and other special buttress are not included in the standard drawings , and put forward the corresponding conceptual design.KEYWORDS：Flexible interface Pipeline buttress Equivalent angle of internal friction of soil Groundwater The level fork tube Reducing pipeline1前言柔性接口给水管道支墩在给水排水管道工程中应用广泛，但其计算过程复杂，工程设计人员往往需要花费大量时间进行支墩的设计。

《柔性接口给水管道支墩》（10S505国标图集）简介赵彤王为陈曦（中国市政工程东北设计研究总院长春130021）（China Northeast Municipal Engineering Design and Research Institute，Changchun 130021）[摘要] 本文简要介绍《柔性接口给水管道支墩》国家建筑标准图集10S505的编写过程、主要内容、适用范围、选用说明、修编过程中重点讨论的问题，同时论述了本图集未列入水平叉管、管道变径等特殊支墩的原因，并提出了相应概念设计。

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