跨河涵管设计

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1、跨老雷锋河涵管设计资料1、工程布置为了确保老雷锋河以西，龙王港河道以北雷锋村与中塘村的清表作业，及雷锋湖出水闸的材料进出，在跨越老雷锋河修建12m长的排水涵管，经现场勘查，河道宽约7米，水深约1米。计划预埋涵管6根。2、结构设计排水涵管釆用II级钢筋混凝土预制圆形断面排水管，d=1500mm,=42mm,每2m一节。管道的糙率系数取71=0.014o3、流量计算,验算及强度的计算,验算涵洞流量的计算采用无压圆管的水力计算。由于圆管既是水力最优断而，又具有制作图3・1无压圆管均匀流的过水断面方便、受力性能好等特点。由于这类管道内的流动都具

2、有自由液面，所以常用明渠均匀流的基本公式对其进行计算。圆形断面无压均匀流的过水断面如图3-1所示。设其管径为d水深为h,定义6z=-=sin2-,G称为充满度，所对应的d4圆心角&称为充满角。由几何关系可得各水力要素之间的关系为:过水断面面积:(3-16)湿周:(3-17)水力半径:所以/•d、sin&(3-18)2sin1i2丄i2==R3i20)n(3-19)-AR^Pn(3-20)为便于计算，表3-5列出不同充满度时圆形管道过水断而而积A和水力半径R的值。不同充满度时圆形管道过水断面积A和水力半径R的值（表中d以m计）表3・5充满

3、度Q过水断面积A（m2）水力半径（R）充满度a过水断面积A（m2）水力半径（R）0.050.0147d20.0326d0.550.4426d20.2649d0.100.04(X)d20.0635d0.600.4920d20.2776d0.150.0739d20.0929d0.650.5404d20.2881d0.20O.1118d20.1206d0.700.5872d20.2962d0.250.1535d20」466d0.750.6319d20.3017d0.300.1982d20.1709d0.800.6736d20.3042d0.3

4、50.2450d20.1935d0.850.7115d20.3033d0.400.2934d20.2142d0.900.7445d20.2980d0.450.3428d20.2331d0.950.7707d20.2865d0.500.3927d20.2500d1.000.7845d20.2500d（1）单根涵管最大最小流量及最大流速的计算由于进水口的高程为33.54m,出水口的高程为33.3m,则进水口与出水口的高差为h=33.54-33.31=0.23mo渠长L=12mo则底坡i=h/L=0.23/12=0.019o①当h/d二0.9

5、5时，Amax=Q/Q0=1.087,此时通过的流量为最大，恰好为满管流流量的1.087倍。过水断面面积(A=0.7707/2=0.7707xl.52=1.734m2)水力半径：R=0.2865J=0.2865x1.5=0.42975(m)谢才系数：1g1C=—R&=0.429756=51.6679n0.014则最大流量：(2max=CAy[Ri=51.6679x1.734x70.42975x0.02=8.306(m3/s)6根涵管最大流量：Q吨=8.306x6=49.836(m3/s)②由于设计要求涵管的充满度a=->0.25od则取

6、q=0.25此时通过的流量为最小。过水断面面积A=OA535d2=0.1535x0.52=0.038375(m2)水力半径:/?=0.1466J=0.1466x0.5=0.0733(m)谢才系数：11IC=-R6=0.07336=46.2086n0.014则最小流量：2nin=CA^Ri=46.2086X0.038375xV0.0733x0.02=0.0679(m3/s)6根涵管最小流量：=0.0679x6=0.4074(m3/s)①当h/d=0.81吋，Bmax=v/v0=1.16,此吋管中的流速为最大，恰好为满管流时流速的1.16倍

7、。当a———0.81时，d过水断面面积：A=0.68118/=0.68118x0.52=0.170295(m2)水力半径：R=0.30402d=0.30402x0.5=0.15201(m)谢才系数：1丄11C=-R6=0.152016=52.1816n0.014则最大流速：(/max=c^Ri=52.1816xV0.1520ix0.02=2.8772(nVs)6根涵管最大流速:^maX=2.8772x6=17.2632(m/s)4、水流应急预案：根据上述计算要求，预埋涵管满足五年一遇枯水期最大流量11.36n?/s,为防止突发性天气变化

8、及急剧性降雨，我方将预埋涵管上部道路，做成U行道路，如遇汛期，涵管过水量不能满足过流要求，允许水面过顶排至下游，待水位下降后对过河涵管上部路面进行反开挖修筑。