倒虹吸计算书.doc

旧寨倒虹吸计算书基本资料设计流量::::::::::矩形进口管中心高程:::、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99;2、《水电站压力钢管设计规范》SL284—20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191—96;4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997;5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》;。6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B1-B2)或L=C1h;~;C1取3~5:h上游渠道水深;经计算取L=4m;2、进口沉沙池尺寸确定(1)拟定池内水深H;H=h+TT=(1/3~1/4)h;T为进口渠底至沉沙池底的高差;;(2)沉沙池宽BB=Q/(Hv);~;经计算取B=;(3)沉沙池长L’L’≥(4~5)h经计算取L=8m;(4)通气孔通气孔最小断面面积按下式计算:;A为通气管最小断面面积m2;Q为通气管进风量,近似取钢管内流量,m3/s;C为通气管流量系数;如采用通气阀,;无阀的通气管,;为钢管内外允许压力差,;K为安全系数,采用K=。经计算A=;,采用D273(δ=6mm)的螺旋钢管。四、出口段倒虹吸管出口消力池,池长L及池深T,按经验公式:L=(3~4)hT≥+δ+=6m,T=。五、管身段本倒虹吸管采用Q235B板钢管,经初步布置和拟定后量得钢管长约410m。根据地形在全线设4座镇墩,初定钢管内径DN1600mm,壁厚δ为14和16mm。下面分别对倒虹吸进行水力计算、钢管和镇墩结构计算:水力计算倒虹吸的过水能力及总水头损失按《灌溉与排水工程设计规范》附录N所列公式计算:1、倒虹吸的过水能力按下式计算Q=μωλ=C=1/6式中:Q-倒虹吸设计流量(m3/s);μ-流量系数;=-倒虹吸过水断面面积;=-重力加速度(m/s2)Z-上、下游水位差(m);∑-局部水头损失系数的总和,包括进、出口拦污栅、闸门槽、伸缩节、进人孔、旁通管、转弯段、渐变段等损失系数;ξ闸=,ξ进口=,ξ拦栅=,ξ出口=1,ξ弯头=αξ90,ξ90=#镇墩弯头为14°59′,α=,ξ弯头1=*=#镇墩弯头为37°47′,α=,ξ弯头2=*=#镇墩弯头为44°4′,α=,ξ弯头3=*=#镇墩弯头为11°,α=,ξ弯头4=*=∑ξ弯头=∑=-能量损失系数;=-倒虹吸总长度(m);410D-管内直径(m);-谢才系数;=-糙率;=/s;。2、倒虹吸总水头损失按下式计算hw=(∑ξ+λL/D)V2/,。所以设计时hw==。钢管结构计算管壁应力计算,根据《水电站压力钢管设计规范SL281-2003》规定,采用第四强度理论计算,其计算公式为:式中:1、2、3-表示任意点作用有三个主应力;z-环向正应力;x-轴向正应力;y-径向正应力;τyz、τxz、τxy-剪应力;-焊缝系数,取=;[]-相应计算情况的允许应力;不同钢材、板厚,相应计算情况的允许应力见下表表1:允许应力表钢材钢板厚度(mm)屈服点s(Mpa)允许应力[δ](Mpa)膜应力区局部应力区基本组合[]=[]=[]=[]=≤16235129165158188≥16~40225124158151180Q345≤16345190242231276>16~25325179228218260>25~36315173221211252由于本工程采用了鞍形支墩,设置支承环和刚性环,所以选择以下断面核算应力:断面1:支墩间跨中断面;断面2:加劲环的断面;断面3:支承环的断面;钢管按满水、温升设计,作用在钢管上的主要力有:1)内水压力;2)管重和水重在法向上分力