倒虹吸计算书

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1、旧寨倒虹吸计算书一、基本资料设计流量：2.35m3/s加大流量：2.94m3/s进口渠底高程：1488.137m进口渠宽：2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深：1.56m出口渠底高程：1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深：1.70m进出口渠道形式：矩形进口管中心高程：1487.385m出口管中心高程：1486.69m管径DN：1.6m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—20033、《混凝土结构设计规范

2、》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；C取1.5～2.5；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；取0.8m；(2)沉沙池宽BB=Q/(Hv)；v池内平均流速0.25～0.5m/s；经计算取B=3.5m；(3)沉沙池长L’L’≥

3、（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，C取0.5；无阀的通气管，C取0.7；为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm2；K为安全系数，采用K=2.8。经计算A=0.0294m2；计算管内径为0.194m，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≥0.5D0+δ+0.3经计算取L=6m，T=1.2m。五、

4、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：（一）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；=0.383ω－倒虹吸过水断面面积；=2.01g－重力加速度（m/s2）Z－上、下游水位差（m）；0.777m∑－局部水头损失

5、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=0.2，ξ进口=0.5，ξ拦栅=0.5，ξ出口=1，ξ弯头=αξ90，ξ90=0.361#镇墩弯头为14°59′，α=0.32，ξ弯头1=0.32*0.36=0.1152#镇墩弯头为37°47′，α=0.63，ξ弯头2=0.63*0.36=0.2273#镇墩弯头为44°4′，α=0.69，ξ弯头3=0.69*0.36=0.2484#镇墩弯头为11°，α=0.25，ξ弯头4=0.25*0.36=0.09∑ξ弯头=0.68∑=2.8

6、8λ－能量损失系数；=0.015338L－倒虹吸总长度（m）；410D－管内直径（m）；1.6mC－谢才系数；=71.53n－糙率；取0.012经计算Q=3.0m3/s大于加大流量2.94m3/s；所以选择钢管内径为1.6m是合适的。2、倒虹吸总水头损失按下式计算hw=（∑ξ+λL/D）V2/2gv管道流速设计时为1.17m/s，加大流量时为1.46m/s。所以设计时hw=0.48m加大时hw=0.74m。（一）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

7、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=0.9；[]－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[]=0.55s特殊组合[]=0.7s基本组合[]=0.67s特殊组合[]=0.8sQ235≤16235129165158188≥16～40225124158151180Q345≤163451

8、90242231276＞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