倒虹吸计算书.doc

倒虹吸计算书
旧寨倒虹吸计算书
基本资料
设计流量： m3/s
加大流量： m3/s
进口渠底高程：
进口渠宽：
进口渠道设计水深:
加大流量水深：
出口渠底高程：
进口渠道设计水深:
加大流量水深：
进出口渠道形式：矩形
进口管中心高程：
出口管中心高程：
管径DN：
二、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—2003
3、《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+T
T=（1/3～1/4）h；
T为进口渠底至沉沙池底的高差；；
(2) 沉沙池宽B
B=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
Q=μω

λ=
C=1/6
式中：Q－倒虹吸设计流量（m3/s）；
μ－流量系数；=
ω－倒虹吸过水断面面积；=
g－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=
1#镇墩弯头为14°59′，α=，ξ弯头1=*=
2#镇墩弯头为37°47′，α=，ξ弯头2=*=
3#镇墩弯头为44°4′，α=，ξ弯头3=*=
4#镇墩弯头为11°，α=，ξ弯头4=*=
∑ξ弯头=
∑=
λ－能量损失系数；=
L－倒虹吸总长度（m）；410
D－管内直径（m）；
C－谢才系数；=
n－糙率；
经计算Q= m3/ m3/s；。
2、倒虹吸总水头损失按下式计算
hw=（∑ξ+λL/D）V2/2g
， m/s。
所以设计时hw=
加大时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
[]=
特殊组合
[]=
基本组合
[]=
特殊组合
[]=
Q235
≤16
235
129
165
158
188
≥16～40
225
124
158
151
180
Q345
≤16
345
190
242
231
276
＞16～25
325
179
228
218
260
＞25～36
315
173
221
211
252
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；
3）各种轴向力
①水管自重的轴向分力；
②温升时管壁沿支墩面的磨擦力；