PCCPDE2600/P0.5/H4预应力钢筒混凝土管道结构计算书1、设计依据1）CECS 140：2002 给水排水工程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程2）GB 50332-2002 给水排水工程管道结构设计规范3）GB/T19685-2005 预应力钢筒混凝土管2、设计条件1）地基为天津地区淤泥质土，不计地下水作用，地面开槽施工，土壤湿密度按18.5kN/m3计，管顶覆土厚度按4.0m计；2）基础为砂石垫层，基础包角按2α= 90度计；3）管内工作压力按0.5MPa计，设计压力标准值按工作压力的1.5倍计；4）瞬时内压（水击压力）按工作压力的0.5倍计；5）管体安装后的现场试验压力值按设计压力值计；6）地面活载标准值按双辆汽-20主车或地面堆积荷载10kN/m2两者在不利条件下作用较大者计；7）地震荷载按设计烈度7°设防；8）管体野外存放时间不大于270天，埋地后空置时间不超过90天。
9）PCCP设计糙率为0.0115。
3、计算过程1）设计参数管径：DN2600 工作压力：0.5MPa管芯厚度：200mm 覆土深度：4m钢筒厚度：1.5mm 钢筒外径：2713mm钢丝直径：7mm 钢丝强度：1570MPa管芯混凝土：C50 砂浆净厚度：20mm 2）抗浮稳定验算因天津地区地基为淤泥质土，不计地下水作用，不需验算3）管体强度验算汽车载荷：q vk=5797 N/mm2≤q mk=10000 N/mm2取较大者N l=1305558.2 N/m λy=0.9 fpy=1110N/mm2M l max=109811562 N·mm/m d0=92.1 mm A sc=1500 mm2/mf=215 MPa Ap≥1763.85 mm2/mN ps=954436.9 N/m M pms=74461818.3 N·mm/mA n=234022.45 mm2/m ωc=1.0238 W p=8588166.7 mm2/m K=1.52 f tk=2.64 σpe=1012.424 N/mm2 Ap≥1247.7 mm2/m4）控制开裂标准组合、准永久组合N l ps=805096.32 N/m M l pms=74461818.3 N·mm/mσl ss=12.092 αm=5N l pl=620316.94 N/m M l pml=71387190.9 N·mm/mσl ss=10.945 αm=44、计算结果PCCPDE2200/P0.5/H4预应力钢筒混凝土管道结构计算书1、设计依据1）CECS 140：2002 给水排水工程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程2）GB 50332-2002 给水排水工程管道结构设计规范3）GB/T19685-2005 预应力钢筒混凝土管2、设计条件1）地基为天津地区淤泥质土，不计地下水作用，地面开槽施工，土壤湿密度按18.5kN/m3计，管顶覆土厚度按4.0m计；2）基础为砂石垫层，基础包角按2α= 90度计；3）管内工作压力按0.5MPa计，设计压力标准值按工作压力的1.5倍计；4）瞬时内压（水击压力）按工作压力的0.5倍计；5）管体安装后的现场试验压力值按设计压力值计；6）地面活载标准值按双辆汽-20主车或地面堆积荷载10kN/m2两者在不利条件下作用较大者计；7）地震荷载按设计烈度7°设防；8）管体野外存放时间不大于270天，埋地后空置时间不超过90天。
9）PCCP设计糙率为0.0115。
3、计算过程1）设计参数管径：DN2200 工作压力：0.5MPa管芯厚度：160mm 覆土深度：4m钢筒厚度：1.5mm 钢筒外径：2213mm钢丝直径：7mm 钢丝强度：1570MPa管芯混凝土：C50 砂浆净厚度：20mm 2）抗浮稳定验算因天津地区地基为淤泥质土，不计地下水作用，不需验算3）管体强度验算汽车载荷：q vk=5797 N/mm2≤q mk=10000 N/mm2取较大者N l=1108430.1 N/m λy=0.9 fpy=1110N/mm2M l max=76409558 N·mm/m d0=64.73 mm A sc=1500 mm2/mf=215 MPa Ap≥1594.3 mm2/mN ps=809665.92 N/m M pms=51797081.4 N·mm/mA n=193295.8 mm2/m ωc=1.0218 W p=5828166.67 mm2/m K=1.4 f tk=2.64 σpe=1010.2 N/mm2Ap≥915.66 mm2/m4）控制开裂标准组合、准永久组合N l ps=683797.32 N/m M l pms=51797081.4 N·mm/mσl ss=9.86 αm=5N l pl=527012.14 N/m M l pml=49598762.8 N·mm/mσl ss=8.78 αm=44、计算结果DN2600 P0.5/H4转换口管件计算书一 主要设计依据：AWWA M9 “Concrete Pressure Pipe ” 二 设计条件管道公称内径：2600mm 工作压力：0.5MPa ； 覆土深度：4m ； 钢筒外径：2620mm ； 保护层厚度：25mm ； 管道埋置方式：上埋式；三 钢筒钢板厚度设计钢板厚度设计采用“环向应力公式”计算：syi w r f D P T 2=（1-1）w P =0.5MPa yi D =2600mms f =0.5×205MPa=102.55.102226005.02⨯⨯==syi w r f D P T =6.34mm招标文件要求：短钢管段壁厚为28mm ，取r T =28mm 。
四 最大外部承载能力计算40002D x =∆或0.02D 取其中小值外部载荷下配件的挠度可由Spangler’s 公式确定，公式如下：331'061.0)12/(r E EI r W k D x +=∆配件每英尺的容许外部载荷为：33)'061.012kr r E EI x W +⨯∆〈=（）EI=[E c (t l )3+E s I s +E c (t c )3]/12对于不使用加强构件的钢筒，I s 应等于钢筒厚度（单位：in ）的立方。
t l =0mm t c =25mm t= t l + t c +r T =53mmD=2620-2×28mm=2564mm40002D x =∆=2.547＞0.02D=2.019故取值2.019r=0.5(D+t)= 0.5(2564+53)=1308.5mm k=0.1 E’=1000 psi I s =r T 3 =283mm 3EI=[E c (t l )3+E s I s +E c (t c )3]/12=[4×106×03+3×107×1.33+4×106×0.9843]/12 =3.643×106 in.-lb/in. 最大外部承载能力：33)'061.012krr E EI x W +⨯∆〈=（） ()33652.511.052.511000061.010643.3019.212⨯⨯⨯+⨯⨯==21233.4 lb/lin ft五 配件实际承受荷载计算根据Marston 理论：2c CcwBc W = （3-1） Kµ=0.19 (当土壤特性指标不确定时) H=4m B c =2.67m()19.02176.8/12.1319.02⨯-=⨯e Cc =2.018w=18.5KN/m 32c CcwBc W ==18273 lb/lin ft外部活载荷：执行cecs140:2002汽超20，())4.124(4.122S b v s a vkd vk H d d b H d a Q n q +++++=μ=5.797 kN/m 2汽车载荷：W q =q vk B c =5.797×2.67=15.478 kN/m 临时载荷：单位面积荷载W L =10 kN/m 2单位长度荷载W l =W L B c =10×2.67=26.7 kN/m临时载荷大于汽车载荷，故计算时取临时载荷配件需要承受的总载荷：W c +W l =18273+1830=20103 lb/lin ft 配件能承受的总载荷： W=21233.4 lb/lin ft.由于W c +W l ＜W 所以选用T r =28mm 厚度的钢板校核通过。
计算结果汇总：DN2200 P0.5/H4转换口管件计算书一 主要设计依据：AWWA M9 “Concrete Pressure Pipe ” 二 设计条件管道公称内径：2200mm 工作压力：0.5MPa ； 覆土深度：4m ； 钢筒外径：2220mm ； 保护层厚度：25mm ； 管道埋置方式：上埋式；三 钢筒钢板厚度设计钢板厚度设计采用“环向应力公式”计算：syi w r f D P T 2=（1-1）w P =0.5MPa yi D =2200mms f =0.5×205MPa=102.55.102222005.02⨯⨯==syi w r f D P T =5.366mm招标文件要求：短钢管段壁厚为24~26mm ，取r T =24mm 。
四 最大外部承载能力计算40002D x =∆或0.02D 取其中小值外部载荷下配件的挠度可由Spangler’s 公式确定，公式如下：331'061.0)12/(r E EI r W k D x +=∆配件每英尺的容许外部载荷为：33)'061.012kr r E EI x W +⨯∆〈=（）EI=[E c (t l )3+E s I s +E c (t c )3]/12 对于不使用加强构件的钢筒，I s 应等于钢筒厚度（单位：in ）的立方。
t l =0mmt c =25mmt= t l + t c +r T =49mmD=2220-2×24mm=2172mm40002D x =∆=1.828＞0.02D=1.71故取值1.71r=0.5(D+t)= 0.5(2172+49)=1110.5mmk=0.1E’=1000 psiI s =r T 3 =243mm 3EI=[E c (t l )3+E s I s +E c (t c )3]/12=[4×106×03+3×107×0.945+4×106×0.9843]/12 =2.68×106 in.-lb/in.最大外部承载能力：33)'061.012kr r E EI x W +⨯∆〈=（）()33672.431.072.431000061.01068.271.112⨯⨯⨯+⨯⨯==19097.9 lb/lin ft五 配件实际承受荷载计算根据Marston 理论：2c CcwBc W = （3-1） Kµ=0.19 (当土壤特性指标不确定时)H=4mB c =2.27m()19.02145.7/12.1319.02⨯-=⨯e Cc =2.507 w=18.5KN/m 32c CcwBc W ==16408 lb/lin ft外部活载荷：执行cecs140:2002汽超20， ())4.124(4.122S b v s a vk d vk H d d b H d a Q n q +++++=μ=5.797 kN/m 2 汽车载荷：W q =q vk B c =5.797×2.27=13.16kN/m 临时载荷：单位面积荷载W L =10 kN/m 2单位长度荷载W l =W L B c =10×2.27=22.7 kN/m临时载荷大于汽车载荷，故计算时取临时载荷 配件需要承受的总载荷：W c +W l =16408+1555=17963 lb/lin ft 配件能承受的总载荷： W=19097.9 lb/lin ft. 由于W c +W l ＜W 所以选用T r =24mm 厚度的钢板校核通过。