官涵洞倒虹吸计算

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1、孟州市老蟒河下官庄段治理工程下官涵洞设计书校定：校核：设计：河南省豫北水利勘测设计院二零一三年七月25目录1、涵洞总体布置32、设计依据33、水力设计33.1流态判别33.2非淹没压力流涵洞计算公式33.3淹没压力流涵洞计算公式63.4核算过水流量73.5核算进口水深83.6涵洞的消能防冲设计84、荷载计算114.1涵洞的垂直土压力计算114.2侧向水平土压力计算124.3水压力计算134.3.1内水压力计算134.3.2外水压力计算（蟒改河最高水位处涵洞断面）144.4汽车车辆荷载计算164.5自重力计算185.3荷载的作用分项系数19255、结构设计20

2、25下官涵洞计算1、涵洞总体布置下官涵洞采用直线型布置型式，进口渐变段采用扭曲面连接，涵洞分4孔布置，单孔净宽3m，总宽为13.5m，长114m，净高1.8m，设计流量为39.41m3/s；断面形式为矩形，出口设有消力池，消力池采用深挖式。2、设计依据（1）《水闸设计规范》（SL265—2001）（2）《中小型水利水电工程典型设计图集图集》水闸分册（3）《涵洞》熊启钧编著，中国水利水电出版社（4）《水工设计手册》（第二版）3、水力设计依据熊启钧编著的《涵洞》水力计算过程和孟州市老蟒河下官庄段治理工程图3.1流态判别H=3m，D=1.8m，h=3.764m；H

3、>1.5D，h>D,流态为淹没压力流；淹没压力流过流能力分别按非淹没压力流与淹没压力流计算公式进行计算；其中H为涵洞进口水深，m；D为涵洞洞高，m；h为涵洞出口水深。253.2非淹没压力流涵洞计算公式式中m2——流量系数；B为洞宽，净宽为3m，总净宽为12m；A——断面面积，m2；H0——包括上游行近流速的水头，m；i——涵洞的纵坡，前段取为9/500，后段取为0.003；L——涵洞长度，取为114m，坡度为0.003的长度为64m；——修正系数，可采用=0.85；R——水力半径，m；——湿周，m；C——谢才系数，m0.5/s;n——糙率，混凝

4、土洞可采用0.014；——除出口损失系数以外的水头损失系数总和；25——进口损失系数，顶部修圆的进口可采用0.1~0.2，取0.1；——拦污栅损失系数，与栅条形状尺寸及间距有关，一般可采用0.2~0.3，此处取为0；——闸门槽损失系数，一般可取为0.05~0.1，此处取0；——出口损失系数，此处取0；——进口渐变段损失系数，可查《水工设计手册》，从下表1得到；损失系数为0.1；——出口渐变段损失系数，取为0.3；其余符号意义同前；表1进出口渐变段损失系数断面型式进口出口扭曲面0.1~0.20.3~0.5A=4BD=4×3×1.8=21.6m2其中为系数，取为

5、1.05；25v为行近流速，取为0.5m/s；设计流量Q=39.41m3/s,计算流量大于设计流量，满足设计流量的要求；3.3淹没压力流涵洞计算公式其中，m3是流量系数；25为出口后下游过水断面面积，出口断面较大，较大，可近似取为0.4；其余符号意义同前；为水头损失系数总和，过水断面面积AA=4BD=4×3×1.8=21.6m2湿周水力半径R谢才系数C包括行近流速的水头H流量系数m3253.4核算过水流量过水流量计算公式：设计流量Q=39.41m3/s,计算流量大于设计流量，满足设计流量的要求；3.5核算进口水深出口水深h=2.9m，高于洞高1.8m，确定按

6、淹没压力流计算进口水深，进口水深的计算公式如下：25涵洞进口水深为3m，满足进口水深的要求。3.6涵洞的消能防冲设计按《水闸设计规范》（SL265-2001）附录消能防冲计算（1）上游总能头T0计算采用进口损失系数为0.2，渐变段损失系数为0.1，拦污栅及闸门槽的损失系数、均为0。洞内流速v0=3.57m其中，P为出口洞底至下游消力池的跌差，取为0.5m，其余符号意义同前；(2)收缩水深hc及跃后水深计算，根据比值25查表得hc=0.44m,由于渠道水深（下游尾水深）hs=2.9m，

7、厚度可按下列公式计算式中：为消力池深度，m；为水跃淹没系数，可采用1.05~1.10；为跃后水深，m；为收缩水深，m；25为下游尾水深，m；为水流动能校正系数，可采用1.05~1.10；q为单宽流量，按消力池进出口宽计算，m3/（m·s）;b1为消力池首端宽度；b2为消力池末端宽度，m；T0为由消力池底板顶面算起的上游总能头，m；为流速系数，一般采用0.98；为出池水位落差，m；为消力池长度，m；为消力池斜坡段水平投影长，m；为水跃长度校正系数，可采用0.7~0.8；为水跃长度，m；参照SL265—2001《水闸设计规范》的规定，涵洞消力池底板厚度可根

8、据抗冲和抗浮的要求，分别按下式计算，取其最大值。按抗