图13-4 滑动式支墩 2.滚动式支墩
滚动式支墩与上述支承环式滑动支墩不同之处,在于支承环与墩座之间有辊轴,如图13-5所示,改滑动为滚动,从而使摩擦系数降为0.1左右,一适用于直径200cm以上的管道。由于辊轴直径不可能做得很大,所以辊轴与上下承板的接触面积较小,不能承受较大的垂直荷载,使这种支墩的使用受到限制。
图13-5 滚动式支墩
3.摆动式支墩
摆动式支墩的特征是在支承环与墩座之间设一摆动短柱,如图13-6所示。图中摆柱的下端与墩座铰接,上端以圆弧面与支承环的承板接触,管道伸缩时,短柱以铰为中心前后摆动。这种支墩摩阻力很小,能承受较大的垂直荷载,适用于大直径管道。
图13-6 摆动式支墩 (二)镇墩
镇墩一般布置在管道的转弯处,以承受因管道改变方向而产生的不平衡力,将管道固定在山坡上,不允许管道在镇墩处发生任何位移,如图13-3所示。在管道的直线段,若长度超过150m,在直线段的中间也应设置镇墩,此时伸缩节可布置在中间镇墩两侧的等距离处,以减小镇墩所受的不平衡力。 1.镇墩的型式
镇墩靠自身重量保持稳定,一般用混凝土浇制。按管道在镇墩上的固定方式,镇墩可分为封闭式(图13-7)和开敞式(图13-8)两种。前者结构简单,节省钢材,对管道的固定好,应用较多;后者易检修,但镇墩处管壁受力不够均匀,用于作用力不太大的情况。
图13-7 封闭式支墩
图13-8 开敞式支墩 2.镇墩的设计
镇墩是管道的固定端,它承受着管道的轴向力、法向力和弯矩,其中以轴向力为主。镇墩的强度一般易于满足,其体积常取决于稳定需要。
管道作用于镇墩上的轴向力见表13-3。镇墩除承受表中所列的轴向力外,还承受部分管重和水重产生的垂直管轴方向的法向力。
管重产生的法向力Qp可近似地表达为
式中
,、,
--镇墩上、下游管段单位管长的管重; —镇墩上、下游管段的倾角;
--镇墩与上、下游相邻支墩间管道长度之半。
水重产生的法向力Qw可近似地表达为
式中
,
为镇墩上、下游管段单位管长的水重,其他符号的意义同式
(13-5)。
镇墩的设计应根据管道的满水、放空、温升、温降等情况,找出各力的最不利组合,求出镇墩所需的形状和尺寸。图13-9标出了分段式(有伸缩节的)管道在满水、温升情况下作用于镇墩上各轴向力的方向。