水电站压力管设计

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1、水电站建筑物课程设计一、压力管水击计算设计参数：Q=10，，，，，。1、直接或间接水击判断取在明钢管中水击波的传播速度。取i=0.001，b=1.5m，K=Q/=316.23，故，查表知，初估钢管直径由公式，其中，代入公式计算得：。取。进口底砍取1m，由初始尺寸可计算则，因此，发生的水击为间接水击2、第一相或极限水击判断水击常数：一般经验，露天钢管的经济流速为4.0~6.0，取，满负荷运行，则，因此，压力钢管内将产生极限水击。3、计算4、由于钢管内产生的是极限水击，则取，则水击压力的升高值。5、水击影响下阀门处最大水头：＝28.9m

2、二、压力钢管计算1、荷载组合选择①：钢管自重分力（沿管轴方向）；②：关闭的阀门及闷头上的力；③：温度变化时支座对钢管的摩擦力；④：钢管自重分力（沿垂直管轴方向）；⑤：钢管中水重分力；3、管壁厚计算其中，，则，符合要求。取，考虑到钢板制造精确问题，锈蚀，磨损等因素而加的，而的模数为2的倍数，所以壁厚。4水电站建筑物课程设计4、支墩、伸缩节布置取支墩间距为10m，布置15个支墩，于压力钢管进口的3.0m处布置伸缩节。伸缩节处的压力水头。5、荷载计算设为每米管长钢管自重，；设为每米管长管内水重，；支座对管壁的摩擦系数，温度变化时支座对钢管

3、的摩擦力6、应力计算（末跨跨中Ⅰ－Ⅰ截面）①径向应力（压应力）②环向应力近似取用③轴向应力跨中断面的轴应力由两部分组成，即由轴向应力引起的轴向应力，由钢管和管中水重的法向力引起的轴向弯曲应力。a:轴向力b:跨中弯矩由管重，管中水中的法向力引起的轴向弯曲应力，当时，为最大，所以，最大轴向应力7、强度校核采用第四强度理论来校核，即因跨中不产生剪应力，则，取，知，则所以，满足强度要求。8、外压稳定校核钢的弹性模量，，不满足外压稳定要求，可以设加劲环。9、加劲环布置，经计算，取取4水电站建筑物课程设计=2.1满足要求。三、镇支墩计算㈠、镇墩

4、计算1、求各轴向力分量取x轴水平顺水方向为正，y轴垂直向下为正，水管轴线交点为坐标原点，求出轴向力总和在x和y轴的分力：（见图a）2、抗滑计算，抗倾计算取抗滑稳定安全系数，镇墩与地基的摩擦系数，，则镇墩的理论重量：已知混凝土的容重，取包厚，则可得:(见图b、c)，取，镇墩体积，则由图（d）的三角关系得:所以，满足抗倾的要求。㈡、支墩计算1、作用力计算a、作用于支墩上的钢管自重分力和水重分力：b、钢管与支墩间的摩擦力2、水平、垂直分力计算以支墩顶面中点为坐标原点，取水平轴x顺水流为正，竖轴y向下为正，求出各力叠加后的水平分力和垂直分力

5、如下：(见图e)a、温升时，沿平行管轴向上的方向。b、温降时，沿平行管轴向下的方向4水电站建筑物课程设计3、支墩理论重量q计算取抗滑稳定安全系数，支墩与管道间的摩擦系数a、温升状况下，b、温降状况下，4