反虹吸水力及镇墩结构计算算例
一、水力计算
1、基本参数选择
本次计划建设那里屯反虹吸1座,管长158米,上下游水头差1.39米,设计流量0.137m3/s,设计采用Ⅰ阶段预应力承插管，管径为DN500mm，承压标准为0.6MPa。
2、水力计算
（1）不淤流速计算（采用挟砂流速）
V挟砂=｛ω06ρ0.5(4Q/πd752)1/4｝1/1.25
ω0——泥砂沉降速度，mm/s，本项目取1.07mm/s；
ρ——水流中的挟砂含量，取1%；
Q——设计流量，0.137m3/s；
π——圆周率，3.142；
d75——挟砂粒径，本次设有沉砂池，项目区为粉砂质粘土地区，不会有大的粒径通过，参考广西一些地方经验，取0.04mm；
经计算，V挟砂=0.56m/s。
（2）管内流速计算
V管=Q/πr2=0.137/(3.142×（0.5/2）2)=0.70m/s＞V挟砂=0.56m/s。
管内在设计流速情况下不会出现淤积。
（3）水头损失计算
1）沿程水头损失
H f=λV2L/（8Rg）
λ=8g/C2
C=R1/6/n
H f——沿程水头损失，m;
R——水力半径，R=D0/4=0.5/4=0.125；
D0——管道内径，D0=0.5米；
n——本项目采用钢筋砼管道，n=0.014。
V——管内流速，V=0.70m/s；
L——管道长度，158米；
经计算，H f = 1.23米。
2）局部水头损失
H j=［ξ进口+ξ拦栅+ξ弯道+ξ出口］V2/2g=［0.5+1.79+0.3×1.2×5+0.64］×0.72/(2×9.81)=0.12m。
3）总水头损∑h= H f + H j =1.35米＜1.39米，满足过流要求。
二、结构设计
管道单节管长2米，为承插管。为防止地基不均匀沉降破坏，管道底部设30cm厚C20现浇砼管垫，管垫与管道接触处铺设油毡垫层防温变，管与管之间连接采用橡胶环止水，并设C20钢筋砼管接外包防渗，沿管长在地形剧变地段设C20砼镇墩固管；管道入口第一节管采用Dg500mm无缝钢管，在入口稍下部位设置竖向Dg200mm无缝钢管作为导气管，无缝钢管内外均采用防腐漆涂抹防锈。管道进口前设沉砂池及控制（检修）闸，并设拦污栅，出口设置消力池与渠道相接。沉砂池和消力池均设置钢筋焊接防护网，避免小孩或动物进入管道。
三、结构稳定计算
（一）管道承压复核
管道入口到管道埋置最低端最大水头为17.74米，则最低端内水
2=177.4KPa＜管道压强（工作压强）：P=Hγ
ω=17.74×10=177.4KN/m
设计工作水头P工=0.6MPa=600KPa。因此，设计管道采用承压0.6MPa 是满足管道工作要求的。
（二）镇墩稳定计算
本次项目设计共有5个镇墩，选择2号墩进行受力计算，其余镇
墩按此分析。
1、作用于镇墩上的荷载
（1）直接作用于镇墩上的菏载
1）均匀内水压力产生的轴向力：
2/4
上侧：A＇P=γ
ωH1πD0
2/4
下侧：A＇P=γ
ωH2πD0
γω——水的容重，10KN/m3；
H1——镇墩上侧水头，17.46 m；
H2——镇墩下侧水头，17.74 m；
D0——管道内径，0.5 m；
计算得：A＇P=34.27KN
A＂P=34.82KN
2）弯管段水流离心力：
F=ma=G wωV2/(gR)= πD02γωLωV2/(4gR)=2γωV2πD02Sin(θ/2)/4g m——弯管段的水体质量，m=G wω/g；
G wω——弯管段水体重量，G wω=πD02γω(Lω+2b)/4，计算得G wω
=2.81KN；
L
ω——弯管段弧长，Lω=15πR/360=0.07m；
2b——减去弧段后的镇墩两侧长度，量得2b=b上+b下泉市=0.86+0.5=1.36米；
θ——弯管段中心角，量得15°；
a——离心加速度，a = V2/R=0.72/0.5=0.98；
V——管内流速，由前面得V =0.7m/S；
R——弯管段半径，量得R =0.5m；
计算得：F=2.81KN。
离心力分解为两个轴向分力： A ＇L=A ＂L=γωV 2πD 02/(4g)=0.1KN 3）镇墩自重及镇墩内水重：
镇墩自重：G Z =［(1.99×1.59×1.6+1.99×0.4×2.0)-3.14×0.52 (0.07+0.86+0.5)］×23=127.24KN
镇墩内水重: G w ω=πD 02γω(L ω+2b)/4=2.81KN （2）通过管身传给镇墩的荷载
本次设计镇墩与上下管道均为刚性连接。 1）镇墩上侧斜管传给镇墩的力： 管身自重：G c ＇=πD δγc L ＇=4.33KN δ——管壁厚度，0.05m ； D ——管身外径，0.60m ； γc ——砼容重，23KN/m 3； L ＇——管长，2.0m ；
管身自重轴向分力：Ac= G c ＇sin θ＇=4.33×sin15°=1.12KN 垂直管轴分力：N ＇c= G c ＇cos θ＇=4.33×cos15°=4.18KN 2）管内水重：
管内水重G ω＇=πD 02γωL ＇/4=3.93KN
管内水重垂直管轴分力N ＇ω= G ω＇cos θ＇=3.93×cos15°=3.80KN 3）管身摩擦力：
A ＇m =f 0(N ＇c +N ＇ω)=0.25×(4.18+3.80)=2.0KN f 0——摩擦系数，本项目为取0.25（砼与油毛毡接触）； 从计算可知，管身摩擦力A ＇m =2.0KN ＞管身自重轴向分力Ac=1.12KN ，上侧管身不会传力给镇墩。
同理，下侧管身也可以靠自身摩擦力维持稳定，不会传力给镇墩。
2、墩身稳定计算
Kc=（∑y +G）/∑x
∑x——所有水平方向作用力的合力；∑x=∑A＇cosθ＇-∑A＂cosθ＂=（34.27+0.1）×cos15°-（34.82+0.1）×cos0°=1.72KN ∑y——所有垂直方向作用力的合力；∑y=∑A＇sinθ＇+∑A＂sinθ＂=（34.27+0.1）×sin15°+（34.82+0.1）×sin0°=33.20KN G——重力，G=G Z+ G wω=130.05KN；
经计算，Kc=（33.20+130.05）/1.72=94.91≥1.2，故镇墩是稳定的。
3、地基应力计算
σmax/min=(∑y+G)/BL±6∑M/ BL2
B——镇墩底宽，B=2m；
L——镇墩底部长边， L=1.99m；
∑M——对截面形心矩，经计算得∑M =10.86KN·m；
经计算σmax/min=59.56/43.11KPa＜［σ］=280 KPa，满足地基承载要求。
同理可得1、3、4、5号墩的稳定计算承果如表5-13。
表5-13 计算镇墩稳定系数表
结论：从计算来看，各镇墩是稳定的。
(下载本文的读者，如有不清楚，可加QQ448767464)
渡槽课程设计--三峡大学版
不带横杆的矩形渡槽结构计算： 1. 槽身横向计算：沿纵向取单位长度1 m 槽身为脱离体进行计算，计算简图如图1所示。 图1.槽身横向计算简图 作用于所切取的单位长度脱离体上的荷载q 等于水重、人群荷载及槽身自重之和，除此之外，在脱离体两个侧面作用着剪力1Q 和2Q ，并由1Q 和2Q 的差值Q ?与竖向力q 保持平衡，即q Q Q Q =-=?21。 （1）人行道板计算 人行道板为一支承在侧墙上的悬臂板，计算跨长为mm a 100020012001=-=，承受的均布荷载1q 等于人群荷载加板的自重。人行道板承受的最大弯矩为： m kN a g q a q M k G k Q ?-=?+??-=+-=-= 3.11)5.21.0531.2(5.02 121212110）（γγ mm a 30=； =-=a h h 0100-30=70mm ； 0.0793*******.6103.111.226 20 =????==bh f KM c s α 468.085.00.0827211=<=--=b s ξαξ
20851300 708270.010009.6mm f h b f A y c s =???==ξ 为与侧墙钢筋协调，实配B 025@8,20201mm A =。 （2）侧墙计算 侧墙中最大计算弯矩的截面是侧墙的截面1，该处的水深为2.8m,另外为了截断部分由截面1延伸向上的竖向钢筋，距墙底1.0m 处再选取一计算截面2计算。 在工程实践中，侧墙近似的按受弯构件设计（略去轴向力影响）。侧墙底端的最大弯矩为（弯矩符号以槽壁外侧受拉为正）： 截面1配筋： m kN a q H M ?-=+???-=+-=39.73.111.02.8106 12161321131）（）（γ mm a 30=；=-=a h h 0300-30=270mm ；mm b 0100=； 0.056727010009.61039.71.026 20 =????==bh f KM c s α 468.085.00.0584211=<=--=b s ξαξ 20504300 2700584.010009.6mm f h b f A y c s =???==ξ 取用B 125@10，2628mm A s =。 截面2配筋： m kN a q H M ?-=+-??-=+'-=12.833.1112.8106 12161321132））（（）（γ mm a 30=；=-=a h h 0300-30=270mm ；mm b 0100=； 0.018327010009.61012.831.026 20 =????==bh f KM c s α 468.085.00.0185211=<=--=b s ξαξ 20160300 2700185.010009.6mm f h b f A y c s =???==ξ 取用B 025@8,20201mm A =。 抗裂校核： 计算截面取在拖承（0.2x0.2）顶边截面3处，校核水深=H 2.8-0.2=2.6m 则：
水平垂直弯头支墩计算书
水平、垂直弯头支墩计算书 1.引言 本计算书为不同弯头的支墩尺寸计算提供了相关数据。 2.流体推力 2.1 弯头处的推力合力 假设弯头顶角为β(用百分度表示)，横截面积为S，其所受流体压力为P。 作用于弯头两侧截面之间结构上的力分别为F p1和F P2，支墩的反作用力为R。在此结构上套用动量定理可得： 该弯头顶角为β，用百分度表示，其补角为α，即： 合力R由次可得：
2.2 管道的压力 流体推力随管道压力而发生变化，此压力存在一个正常值，即为管道的运行压力，用PS表示，此外还有一个较大的值，为管道的试验压力，用PE表示。管道的试验压力导致最大的流体推力。 3.支墩 支墩的形状取决于其所受合力的方向。 当为水平弯头时，合力位于水平方向，我们称该支墩为水平支墩。 当为垂直弯头时，分为两种情况，合力朝上时，我们称该支墩为垂直向上支墩，反之，当合力朝下，我们称之为下部垂直支墩垂直向下支墩。 3.1 水平支墩 3.1.1 水平支墩的一般形状 水平支墩的一般形状如下图所示。支墩之上需要铺设一定厚度的回填料（厚度用h表示）。 3.1.2稳定性的研究 支墩稳定性研究类似于挡土墙稳定性的研究，需检查其防滑稳定性、倾覆稳定性和基础稳定性。 根据弯头的位置，关于施工现场土壤力学特性的相关假设可根据地质研究报告确定：比重，内摩擦角，黏附系数Co:
●比重= 1,6 t/m3 ●内摩擦角=30° 作用于支墩上的力 下图呈现的便是支墩的受力情况： h回填↓超负荷 对支墩受力总结如下： ●P m为支墩的自重 ●P r为回填料的重量 ●F ph为流体推力 ●F Q1为超负荷支墩作用力 ●F Q2为与基座内壁相接触的土壤支墩作用力 N代表竖直方向上的合力： B代表支墩作用合力： 由于超负载而产生且作用在支墩壁中间位置的作用力可按照以下公式进行计算：
倒虹吸计算书Word版
旧寨倒虹吸计算书 一、基本资料 设计流量：2.35 m3/s 加大流量：2.94 m3/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—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； 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+T T=（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B B=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’≥（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： P C KQ A △1265 ； A 为通气管最小断面面积m 2；Q 为通气管进风量，近似取钢管内流量，m 3/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；P △为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm 2；K 为安全系数，采用K=2.8。 经计算A=0.0294 m 2；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)h T ≥0.5D 0+δ+0.3 经计算取L =6m ，T=1.2m 。 五、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
渡槽结构计算书
目录 1. 工程概况.............................................. 错误!未定义书签。2．槽身纵向内力计算及配筋计算............................ 错误!未定义书签。 (1)荷载计算..........................................错误!未定义书签。 (2)内力计算..........................................错误!未定义书签。 (3)正截面的配筋计算..................................错误!未定义书签。 (4)斜截面强度计算....................................错误!未定义书签。 (5)槽身纵向抗裂验算..................................错误!未定义书签。3．槽身横向内力计算及配筋计算............................ 错误!未定义书签。 (1)底板的结构计算....................................错误!未定义书签。 (2)渡槽上顶边及悬挑部分的结构计算 ....................错误!未定义书签。 (3)侧墙的结构计算....................................错误!未定义书签。 (4)基地正应力验算....................................错误!未定义书签。
1. 工程概况 重建渡槽带桥，原渡槽后溢洪道断面下挖，以满足校核标准泄洪要求。目前，东方红干渠已整修改造完毕，东方红干渠设计成果显示，该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m，下游侧渠底设计高程为165.40m。本次设计将现状渡槽拆除，按照上述干渠设计底高程，结合溢洪道现状布置及底宽，在原渡槽位重建渡槽带桥，上部桥梁按照四级道路标准，荷载标准为公路-Ⅱ级折减，建筑材料均采用钢筋砼，桥面总宽5m。 现状渡槽拆除后，为满足东方红干渠的过流要求及溢洪道交通要求，需重建跨溢洪道渡槽带桥。新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+，同现状渡槽桩号，下底面高程为165.20m，满足校核水位+0.5m超高要求，桥面高程167.40m，设计为现浇结合预制混凝土结构，根据溢洪道设计断面，确定渡槽带桥总长51m，8.5m×6跨。上部结构设计如下：渡槽过水断面尺寸为×1.6m，同干渠尺寸，采用C25钢筋砼，底及侧壁厚20cm，顶壁厚30cm，筒型结构，顶部两侧壁水平挑出1.25m，并在顺行车方向每隔2m设置一加劲肋，维持悬挑板侧向稳定，桥面总宽5m，路面净宽4.4m，设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减，两侧设预制C20钢筋砼栏杆，基础宽0.5m。下部结构设计如下：下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构，并设置横梁， 由于地基为砂岩，基础采用人工挖孔端承桩，尺寸为×1.2m，基础深入岩层弱风化层1.0m，盖梁尺寸为4××1.2m。 2．槽身纵向内力计算及配筋计算 根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按
(整理)倒虹吸管设计计算
倒虹吸管设计计算 一、倒虹吸管总体布置（根据地形和当地需水量情况确定） 1.布置原则；13P 2.布置型式；{地面式（露天或浅埋式）、架空式} 3.管路布置；（斜管式和竖井式） 4.进口段布置；{渐变段、拦污栅、节制闸、连接段﹙进水口、通汽孔﹚、沉沙、冲沙及泄水设施} 5.出口段布置；（设消力池） 二、倒虹吸管的构造 1.管身构造；（钢筋混泥土管、钢管、铸铁管） 2.支承结构；（管座、镇墩、支墩） 三、倒虹吸管的水力计算 1.管道断面尺寸的确定； ①灌溉面积的确定：（根据土地利用参加够调整表查出整理后土地的灌溉面积。） ②补水量的计算： 项目区水田和旱地需水量除去项目区降雨量即为需补给水量。项目区分为水田和旱地，主要农作物为水稻、玉米、油菜，各种农作物所在区需水量不同。根据贵州省《灌溉用水定额》编制分区图：项目区属Ⅰ区，灌溉定额根据贵州省灌溉用水定额编制Ⅰ区水稻净定额为2703m/亩，毛灌溉定额为6443m/亩。
需水量公式 W M A n =??毛需 W 需—— 农业生产总需水量，3 m ； M 毛—— 综合毛灌溉定额，3m ； A —— 灌溉面积，亩； n —— 农作物复种指数，采用综合灌溉定额时，已经考虑了复种指数，可不再计入。 M M η = 净 毛 M 净—— 作物净灌溉定额，3m /亩； η—— 灌溉水利用系数。Ⅰ区渠系水利系数为 0.465； 田间水利用系数为0.95，故灌溉水利用系数为0.465×0.95 得0.44。 ③.流量计算 根据当地全年水田需水量表、旱地需水量表和全年降雨量表查出全年需水量和降雨量的最大值和最小值，计算出最大补水量和最小补水量，以推出其流量。 ④．确定尺寸； o D （圆管） o D —— 管道内径，m;
渡槽
内容摘要 本次设计作为农水专业本科生的毕业设计，主要目的在于运用所学的有关专业课，专业基础知识及基础课等的理论；了解并初步掌握水利工程的设计内容，设计方法和设计步骤；熟悉水利工程的设计规范；提高编写设计说明书和各种计算及制图的能力。 根据设计任务书，说明书分为四章。第一章，基本资料。第二章，整体布置，确定渡槽的线路和槽身总长度，进行水利计算，确定槽底纵坡以及进出口高程。第三章，槽身结构设计，确定槽身的横断面尺寸，进行槽身纵横断面内力计算及结构计算。第四章，支承结构设计，确定支承结构的尺寸，进行支承结构的结构计算，渡槽基础的结构计算及渡槽整体稳定性计算。
Abstract This design is a graduation project of undergraduation. Its main aim is to apply what have been learned in class, such as specialized courses, specialized basic courses, basic courses and so on, to initially master the content of design, the methods of design, the steps of design of the irrigation project; to have an intimate knowledge of the design standard of the irrigation project; to raise the capacity to compile the design exposition and the capacity of calculation and drawing. According to the task, the design exposition is made up of four chapters. Chapter one is the basic material. Chapter two is assignment on the whole, in which the aqueduct line and total length are decided, and make the hydraulic design to decide the slope of bottom and the altitude of exit and entrance. Chapter three is the structure design of aqueduct body, in which the cross section of aqueduct body is decided, and calculate the internal force and the structure of cross section and vertical section. Chapter four is the structure design of support structure, in which the dimensions of support structure are decided, and calculate the internal force and structure of support structure , and calculate the structure of aqueduct foundations, and check the stability of aqueduct on the whole.
U型渡槽结构计算书
一、基本资料 1.1工程等别 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99）和《村镇供水工程技术规范》（SL687—2014）的规定，工程设计引水流量为3.9m3/s，供水对象为一般，确定本项目为Ⅳ等小（1）型工程。主要建筑物等级为4等，次要建筑物等级为5等，临时建筑物等级为5等。 渡槽过水流量≤5m3/s，故渡槽等级均为5级。 1.2设计流量及上下游渠道水力要素 正常设计流量1.83m3/s，加大流量2.29 m3/s。 1.3渡槽长度 槽身长725m，进出口总水头损失0.5m。 1.4地震烈度 工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇，属构造剥蚀丘岗地貌。根据国家标准1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，建筑物不设防。 1.5水文气象资料 安陆市属亚热带季风气候区，春秋短，冬夏长，四季分明，兼有南北气候特点。年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃，多年平均气温15.9℃。年日照时数1920—2440h，日照率49%，居邻近各县（市）之冠。太阳总辐射年平均112千卡/cm2，年际变化不大，4-10月辐射量占全年的71.43%。10℃以上积温为4486—4908℃。多年平均无霜期246d。 境内多年平均降雨量1117mm，年降雨量很不稳定，最多年份可达1772.6mm （1954年），最少年份只有652.9 mm（1978年），降水量年内分配很不均匀，4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上，多年平均蒸发量1587.3mm，由于降水量年际和年内间变化大，导致洪涝旱灾发生频繁。
渡槽箱形梁结构计算书(11.18)
渡槽箱形梁结构计算书(11.18)
一、槽身纵向内力计算及配筋计算 根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。槽身纵向按正常过水高程计算（本渡槽设计水位高程取60cm）。 图1—1 槽身横断面型式（单位：mm） 1、荷载计算 根据设计拟定，渡槽的设计标准为5级，使用年限50年所以渡槽的安全级别Ⅲ级， 则安全系数为γ =0.9（DL-T 5057 -2009规范），C30混凝土重度为γ=25kN/m3（根据水工混凝土结构设计规范DL-T 5057-2009：6.1.7条），正常运行期为持久状况，其设计状况 系数为ψ=1.0，荷载分项系数为：永久荷载分项系数γ G =1.05，可变荷载分项系数γ Q =1.20 （《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5057 -1997规范）），结构系数为γ d =1.2（DL-T 5057 -2009规范）。 纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的）、槽中水体的重力及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载，而人群荷载 为可变荷载。 （1）槽身自重： 标准值：G 1k =γ ψγ（V 1 +2V 2 +V 3 )=0.9×1×25×(0.15× 2.3+0.7×0.25×2+1.4×0.2)=21.94（kN/m） 设计值：G 1=γ G ×g 1k =1.05×21.94=23.04（kN/m）
（a ）面板自重 设计值：g 1=γG γ0ψγV 1=1.05×0.9×1×25×(0.15×2.3)=8.15（kN/m ） （b ）腹板自重 设计值：g 2=γG γ0ψγ2V 2=1.05×0.9×1×25×(0.25×0.7)×2=8.27（kN/m ） （c ）底板自重 设计值：g 3=γG γ0ψγV 3=1.05×0.9×1×25×(1.4×0.2)=6.62（kN/m ） （2）水重：标准值：G 2k =γ0ψγV 4=0.9×9.81×1×（0.6×0.9）=4.77（kN/m ） 设计值：G 2=γG ×g 2k =1.05×4.77=5.01（kN/m ） （3）栏杆荷载： 本设计采用大理石栏杆，大理石的容重γ1=28kN/m3，缘石采用C30 混凝土预制，C25混凝土重度为γ=25kN/m 3 。 标准值：G 3k =γ0ψγ1V 5+γ0ψγV 6=0.9×1×28×2×｛(0.5×0.16×0.16×5÷ 10)+0.8×0.16｝+0.9×1×25×2×(0.16×0.3)=8.92（kN/m ） 设计值： G 3=γG ×g 2k =1.05×8.92=9.37（kN/m ） 根据《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 规范要求：桥上人行道 栏杆时，作用在栏杆扶手上的活载，竖向荷载采用1.2kN/m ；水平向外 荷载采用1.0kN/m 。两者分别考虑，不得同时作用。 标准值： Q 栏杆竖向=1.2（kN/m ） 设计值： Q 1=1.2×1.2=1.44（kN/m ） （4）人群荷载： 根据《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 规范要求：梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载w ，可按下列公式计算，且ω值在任何情况下不得小于2．4kPa 。 当跨径或加载长度l ＜20m 时：
渡槽课程设计
设计基本资料 一．设计题目：钢筋混凝土渡槽(设计图见尾页) xx灌区干渠上钢筋混凝土渡槽，矩形槽身设计，支撑排架和基础结构布置二．基本资料 1.地形：干渠跨越xx沟位于干渠桩号6+000处，沟宽约75m，深15m左右。根据地形图和实测渡槽处xx沟横断面如下表; 桩号6+000 6+015 6+025 6+035 6+045 6+055 6+065 6+090 6+100 地面高 程（m） 97.80 92.70 87.66 83.85 83.80 87.60 89.90 97.68 97.70 2.干渠水利要素：设计流量Q 设 =10 m3/s、加大流量Q 加 =11.5 m3/s，纵坡 i=1/5000，糙率n=0.025.渠底宽B=2m，内坡1：1，填方处堤顶宽2.5m，外坡1：1.干渠桩号6+000处渠底高程为95.00m。 3.地质：该处为第四纪沉积层，表面为壤土深2米，下层为细砂砾石深度为10米，再下层为砂壤土。 经试验测定，地基允许承载能力（P）=200KN/ m2 4.水文气象：实测该处地面在10米高处，三十年一遇10分钟统计平均最大风速为24m/s。 设计洪水位，按二十年一遇的防洪标准，低于排架顶1m，洪水平均流速为 2m/s，漂浮物重50KN。 5.建筑物等级：按灌区规模，确定渡槽为三级建筑物。 6.材料：钢筋Ⅱ级3号钢，槽身采用C25混凝土，排架及基础采用C20混凝土。 7.荷载： 1）自重：钢筋混凝土Υ=25 KN/ m3水Υ=10 KN/ m3 2）人群荷载： 3 KN/ m3
3）施工荷载： 4 KN/ m3 4）基础及其上部填土的平均容重为20 KN/ m3 三．设计原则与要求 1.构件强度及裂缝计算应遵守“水工钢筋混凝土结构设计规范“（SDJ20-78） 2.为了减少应力集中，构件内角处应加补角，但计算可以忽略不计。 3.计算说明书要求内容完全、书写工整。 4.图纸要求布局适当、图面清洁、字体工整。 四．设计内容 1.水力计算：确定渡槽纵坡、过水断面尺寸、水面衔接、水头损失和上下游链接。 2.对槽身进行纵向、横向结构计算，按照强度、刚度和构件要求配置钢筋。 3.拟定排架及基础尺寸。 4.两岸链接和布置。 五．设计成果 1.计算说明书一份 2.设计图纸一张（A1） 总体布置图：纵剖面及平面图 一节槽身钢筋布置图：槽身中部、端部剖面，侧墙钢筋布置及底板上、下层钢筋布置图，并列处钢筋用量明细表。排架和基础尺寸，钢筋布置等。 六．参考书 1.《水工建筑物》 2.《工程力学》 3.《建筑结构》 4.《水工钢筋混凝土》 5. 《工程力学与工程结构》
渡槽设计计算书
一、设计基本资料 1.1工程综合说明 根据丰田灌区渠系规划，在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽，由左岸向右岸输水。渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定（见渡槽槽址地形图）。渡槽按4级建筑物设计。 1.2气候条件 槽址地区位于大禹乡境内，植被良好。夏季最高气温36℃，冬季最低气温－32℃，最大冻层深度1.7m。地区最大风力为9级，相应风速v = 24 m / s。 1.3水文条件 根据水文实测及调查，槽址处小禹河平时基流量在0.2—0.4 m3/S之间，有时断流。洪水多发生在每年7、8月份；春汛一般发生在每年3月上旬，但流量不大。经水文计算，槽址处设计洪水位为1242.41m，相应流量 Q = 698 m3/S；最高洪水位为1243.83m，相应流量 Q = 1075 m3/S。据调查，洪水中漂浮物多为树木、牲畜，最大不超过400 kg。在春汛中无流冰发生。 槽址处小禹河两岸表层为壤土分布；表层以下及河床为砂卵石分布（见渡槽轴线断面图）。地基基本承载力壤土为34 t / m2；砂卵石为43 t / m2。 1.4工程所需材料要求 在建材方面，距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座，水泥质量合格，可满足渡槽建造水泥需要；槽址附近有大量砂石骨料分布，质量符合混凝土拌制需要，运距均在5km以内；槽址东北禹王山有石料可供开采，运距350km。 1.5上、下游渠道资料 根据灌区渠系规划，渡槽上下游渠道坡降均为1/5000。渠道底宽按设计流量计算2.7 m，边坡1：1.5，采用混凝土板衬砌。渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。渠道堤顶超高0.5m。 根据灌区渠系规划，上游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m。渠口位置见渡槽槽址地形图。
反虹吸水力及镇墩结构计算算例
一、水力计算 1、基本参数选择 本次计划建设那里屯反虹吸1座,管长158米,上下游水头差1.39米,设计流量0.137m3/s,设计采用Ⅰ阶段预应力承插管，管径为DN500mm，承压标准为0.6MPa。 2、水力计算 （1）不淤流速计算（采用挟砂流速） V挟砂=｛ω06ρ0.5(4Q/πd752)1/4｝1/1.25 ω0——泥砂沉降速度，mm/s，本项目取1.07mm/s； ρ——水流中的挟砂含量，取1%； Q——设计流量，0.137m3/s； π——圆周率，3.142； d75——挟砂粒径，本次设有沉砂池，项目区为粉砂质粘土地区，不会有大的粒径通过，参考广西一些地方经验，取0.04mm； 经计算，V挟砂=0.56m/s。 （2）管内流速计算 V管=Q/πr2=0.137/(3.142×（0.5/2）2)=0.70m/s＞V挟砂=0.56m/s。 管内在设计流速情况下不会出现淤积。 （3）水头损失计算 1）沿程水头损失 H f=λV2L/（8Rg） λ=8g/C2 C=R1/6/n H f——沿程水头损失，m; R——水力半径，R=D0/4=0.5/4=0.125；
D0——管道内径，D0=0.5米； n——本项目采用钢筋砼管道，n=0.014。 V——管内流速，V=0.70m/s； L——管道长度，158米； 经计算，H f = 1.23米。 2）局部水头损失 H j=［ξ进口+ξ拦栅+ξ弯道+ξ出口］V2/2g=［0.5+1.79+0.3×1.2×5+0.64］×0.72/(2×9.81)=0.12m。 3）总水头损∑h= H f + H j =1.35米＜1.39米，满足过流要求。 二、结构设计 管道单节管长2米，为承插管。为防止地基不均匀沉降破坏，管道底部设30cm厚C20现浇砼管垫，管垫与管道接触处铺设油毡垫层防温变，管与管之间连接采用橡胶环止水，并设C20钢筋砼管接外包防渗，沿管长在地形剧变地段设C20砼镇墩固管；管道入口第一节管采用Dg500mm无缝钢管，在入口稍下部位设置竖向Dg200mm无缝钢管作为导气管，无缝钢管内外均采用防腐漆涂抹防锈。管道进口前设沉砂池及控制（检修）闸，并设拦污栅，出口设置消力池与渠道相接。沉砂池和消力池均设置钢筋焊接防护网，避免小孩或动物进入管道。 三、结构稳定计算 （一）管道承压复核 管道入口到管道埋置最低端最大水头为17.74米，则最低端内水 2=177.4KPa＜管道压强（工作压强）：P=Hγ ω=17.74×10=177.4KN/m 设计工作水头P工=0.6MPa=600KPa。因此，设计管道采用承压0.6MPa 是满足管道工作要求的。 （二）镇墩稳定计算 本次项目设计共有5个镇墩，选择2号墩进行受力计算，其余镇
矩形渡槽设计计算说明书
工程名称: 哈密市五堡镇五堡大桥渡槽工程 设计阶段：施工阶段 渡槽计算书 计算： 日期：2015.09.01 哈密托实水利水电勘测设计有限责任公司 2015.09.01
1 基本资料 五堡大桥渡槽定为4级建筑物，设计流量Q =1.2m3/s ，加大流量Q m=1.56m3/s。， 设 渡槽总长25.6m，进口与上游改建梯形现浇砼渠道连接，出口与下游改建矩形现浇砼渠道连接。 2 渡槽选型与布置 2.1 结构型式选择 梁式渡槽的槽身是直接搁置于槽墩或槽架之上的。为适应温度变化及地基不均匀沉陷等原因而引起的变形，必须设置变形缝将槽身分为独立工作的若干节，并将槽身与进出口建筑物分开。变形缝之间的每一节槽身沿纵向是两个支点所以既起输水作用又起纵向梁作用。根据支点位置的不同，梁式渡槽有简支梁式双悬臂梁式和单悬臂梁式三种型式。 单悬臂梁式一般只在双悬臂梁式向简支梁式过渡或与进出口建筑物连接时使用。 简支梁式槽身施工吊装方便，接缝止水构造简单，但跨中弯矩较大，底板受拉对抗裂防渗不利。简支梁式槽身常用的跨度为8-15m。本设计采用简支梁式槽身，跨度取为12.8m。梁式渡槽的槽身采用钢筋混凝土结构。 2.2 总体布置 渡槽的位置选择是选定渡槽的中心线及槽身起止点的位置。本设计的渡槽的中心线已选定。具体选择时可以从以下几方面考虑： （1）槽址应尽量选在地质良好、地形有利和便于施工的地方，以便缩短槽身长度、减少工程量、降低墩架高度； （2）槽轴线最好成一直线，进口和出口避免急转弯，否则将恶化水流条件，影响正常输水； （3）跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向尽量成正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免位于河流转弯处； 2.3 结构布置 根据渠系规划确定，选用钢筋混凝土简支梁式渡槽进行输水，槽身采用带拉杆的矩形槽，支承结构采用单排架型式，两立柱之间设横梁，基础采用整体板式基础支撑排架。渡槽全长25.6m，采用等跨布置方案，一跨长度为12.8m。进出口均用混凝土建造。
渡槽课程设计
渡槽课程设计
设计基本资料 一．设计题目：钢筋混凝土渡槽(设计图见尾页) xx灌区干渠上钢筋混凝土渡槽，矩形槽身设计，支撑排架和基础结构布置二．基本资料 1.地形：干渠跨越xx沟位于干渠桩号6+000处，沟宽约75m，深15m左右。根据地形图和实测渡槽处xx沟横断面如下表; 2.干渠水利要素：设计流量Q 设 =10 m3/s、加大流量Q 加 =11.5 m3/s，纵坡 i=1/5000，糙率n=0.025.渠底宽B=2m，内坡1：1，填方处堤顶宽2.5m，外坡1：1.干渠桩号6+000处渠底高程为95.00m。 3.地质：该处为第四纪沉积层，表面为壤土深2米，下层为细砂砾石深度为10米，再下层为砂壤土。 经试验测定，地基允许承载能力（P）=200KN/ m2 4.水文气象：实测该处地面在10米高处，三十年一遇10分钟统计平均最大风速为24m/s。 设计洪水位，按二十年一遇的防洪标准，低于排架顶1m，洪水平均流速为 2m/s，漂浮物重50KN。 5.建筑物等级：按灌区规模，确定渡槽为三级建筑物。 6.材料：钢筋Ⅱ级3号钢，槽身采用C25混凝土，排架及基础采用C20混凝土。 7.荷载： 1）自重：钢筋混凝土Υ=25 KN/ m3水Υ=10 KN/ m3
2）人群荷载： 3 KN/ m3 3）施工荷载： 4 KN/ m3 4）基础及其上部填土的平均容重为20 KN/ m3 三．设计原则与要求 1.构件强度及裂缝计算应遵守“水工钢筋混凝土结构设计规范“（SDJ20-78） 2.为了减少应力集中，构件内角处应加补角，但计算可以忽略不计。 3.计算说明书要求内容完全、书写工整。 4.图纸要求布局适当、图面清洁、字体工整。 四．设计内容 1.水力计算：确定渡槽纵坡、过水断面尺寸、水面衔接、水头损失和上下游链接。 2.对槽身进行纵向、横向结构计算，按照强度、刚度和构件要求配置钢筋。 3.拟定排架及基础尺寸。 4.两岸链接和布置。 五．设计成果 1.计算说明书一份 2.设计图纸一张（A1） 总体布置图：纵剖面及平面图 一节槽身钢筋布置图：槽身中部、端部剖面，侧墙钢筋布置及底板上、下层钢筋布置图，并列处钢筋用量明细表。排架和基础尺寸，钢筋布置等。 六．参考书 1.《水工建筑物》 2.《工程力学》 3.《建筑结构》 4.《水工钢筋混凝土》 5. 《工程力学与工程结构》
镇墩稳定分析
（四）镇支墩设计 根据《水电站压力管道设计规范》计算作用在镇墩上的轴向力，取Ａ１Ａ３Ａ４Ａ７ Ａ８Ａ９ 同时存在，关机计入Ａ２，求取上述各力的水平，垂直合力∑X ∑Y 取镇墩体容重 rh=2.3t/m3,. f=0.45 并满足镇墩的结构要求。
按式Ｋc＝f（∑Y+Ｇ）/∑X计算抗滑安全系数。 要求Ｋc大于１.５ 按式：Ｗ＝Ｋc∑X/ f－∑Y 按式：Ｖ＝Ｗ/rh 计算体积即得每一个镇墩体积。（满足设计要求），以上计算，考虑水击压力取最大水头的１。２５*Ｈ设。 下面以５＃墩为例进行设计。 L=78.1-1.5=76.6m r g h=7.8*9.81=76.518KN/m3 h=0.008m D内=0.3m D＇=0.308m H设=739.15-536.77=202.38m １作用在镇墩上轴向力的计算 一：由上游管段（由伸缩接头至镇墩中心）传来的力 a: 水管自重的轴向分力 A1= g管L’sina g管=π* D＇* h* r g h＝３.１４１６*０.３０８*０.００８*７６.５１８＝０.５９２Ｋ Ｎ/ m A1=g管L’sin36。=0.592*76.6*sin36。=26.66851 kN↘
a. b:水管转弯处的内水压力 A3=3.1416*D2r*H设/43.1416*0.3*0.3*9.81*202.38/4=140.3363 kN↘ c：温升时伸缩节边缘间的摩擦力 A7=3.1416*Db填fH设r=3.1416*0.33*0.03*202.38*9.81*0.3=18.524 Kn ↘ d:温升时管壁沿支墩的摩擦力 A8=f(N管+N水) 设水管与支墩的摩擦力系数f=0.6 N管=0.592*76.6*cos36。=36.69 KN ↙ N水=3.1416*0.32*9.81*76.6*COS36。=42.97 KN ↙ A8=0.6* (N管+N水)=0.6*(36.69+42.97)=35.85 Kn ↘ e:水管转弯时引起的离心力之轴向力 A9= 3.1416*D2*V2*9.81/(4*9.81)=3.1416*0.32*0.712*9.81/(4*9.81)=0.036 KN ↘∑A=(A1+A3+A7+A8+A9)=221.414 KN ↘ X=∑A*COS36。=179.124 KN → Y=∑A*sin36。=130.147 KN ↑ 二.下游管段（由镇墩中心至下游伸缩接头）传来的力： a: 水管自重的轴向分力：A1’=0.592*(1.1+1.5)* COS56。01’16”=0.86 KN ↘ b: 水管转弯处的内水压力:
《柔性接口给水管道支墩》(10S505国标图集)简介
《柔性接口给水管道支墩》（10S505国标图集）简介 赵彤王为陈曦 （中国市政工程东北设计研究总院长春130021） （China Northeast Municipal Engineering Design and Research Institute，Changchun 130021）[摘要] 本文简要介绍《柔性接口给水管道支墩》国家建筑标准图集10S505的编写过程、主要内容、适用范围、选用说明、修编过程中重点讨论的问题，同时论述了本图集未列入水平叉管、管道变径等特殊支墩的原因，并提出了相应概念设计。 [关键词]柔性接口管道支墩土壤等效内摩擦角地下水水平叉管管道变径ABSTRACT：This article introduces the 《Buttress for Flexible interface of water supply pipeline》10S505 national standard drawings in the area of preparation process, main content, scope, selection description, key issues discussed on the process of revising, while discusses the reasons that the level fork tube, reducing pipeline and other special buttress are not included in the standard drawings , and put forward the corresponding conceptual design. KEYWORDS：Flexible interface Pipeline buttress Equivalent angle of internal friction of soil Groundwater The level fork tube Reducing pipeline 1前言 柔性接口给水管道支墩在给水排水管道工程中应用广泛，但其计算过程复杂，工程设计人员往往需要花费大量时间进行支墩的设计。自03SS505《柔性接口给水管道支墩》国家标准图集出版后，工程设计人员按标准图集即可直接选用管道支墩，避免了复杂的结构计算，省时、省力，取得了良好的效果。近些年，我国陆续修编了多本给水排水工程管道结构设计规范和规程，对结构的耐久性和可靠性要求越来越高，故原03SS505 图集有必要重新修编。 依照建设部建质函[2008]83号“关于印发《2008年国家建筑标准设计编制工作计划》的通知”对原03SS505图集进行修编，以便与新版管道结构规范有关规定、规程相符合。以实用性为原则，结合工程实践经验，力求修编后的柔性接口管道支墩标准图集安全可靠、经济合理、简单适用，最大限度地提高使用人的工作效率。 本次修编主要针对原图集不适合最新规范和规程之处进行，所以前期主要收集了新版规范和规程，认真核实原图集不符合新版规范、规程之处。另外还收集了铸铁管(包括球墨铸铁管、未经退火处理的球态铸铁管等)、混凝土管(包括钢筋混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管)、化学管材管[包括硬聚氯乙烯圆管(UPVC)、聚乙烯圆管(PE)、玻璃纤维
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式: Q=Aν=AC Ri C=n 1Ｒy （一般计算公式）Ｃ=n 1 R 61 （称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸（明渠均匀流） gZ 2bh Q ＝ z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差） ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0。8～０。9 b:渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度(米) φ：流速系数φ=０。８~0．９5 3、倒虹吸计算公式： Q ＝mA z g 2（m 3/秒) 4、跌水计算公式： 跌水水力计算公式：Q ＝εmB 2 /30g 2H ， 式中：ε—侧收缩系数，矩形进口ε＝0.85～0.95；， B —进口宽度（米）；m —流量系数 5、流量计算公式: Ｑ=Aν 式中Q —-通过某一断面的流量，m ３/ｓ； ν——通过该断面的流速，ｍ/ｈ A —-过水断面的面积，ｍ2。 6、溢洪道计算 １)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 （1）淹没出流：Ｑ=εσＭBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （２）实用堰出流：Q=εＭBH 2 3
=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2）进口装有闸门控制的溢洪道 (1）开敞式溢洪道。 Q ＝εσMＢH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （2)孔口自由出流计算公式为 Ｑ=ＭωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be 7、放水涵管（洞)出流计算 １）、无压管流 Q ＝μＡ02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2)、有压管流 Q ＝μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算—-薄壁堰测流的计算 １）三角形薄壁测流堰,其中θ＝90°，即 自由出流：Q ＝1。4H 2 5或Ｑ＝1.34３H 2.47（2—15) 淹没出流:Ｑ＝（1。4H 25)σ（2-16） 淹没系数:σ=2)13.0( 756.0--H h n +0.145(2-１7) 2）梯形薄壁测流堰,其中θ应满足t ａnθ= 4 1 ，以及b ＞３H,即 自由出流：Q ＝０．42b g 2H 2 3＝1.８6bH 2 3（２—１8）
渡槽设计部分计算书
渡槽设计任务书 1.设计课题 某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽 2.设计资料 根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下： 1)该输水渡槽跨越142m长的低洼地带见下图，需修建通过 15m3/s设计流量及16m3/s校核流量，渡槽无通航要求。经 水力计算结果，槽身最大设计水深H=，校核水深为。支承 结构采用刚架，槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结 构。设计一节槽身及一个最大高度的刚架。 2)建筑物等级4级。 3)建筑材料： 混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级； 钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335；分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。 4)荷载 钢筋混凝土重力密度 25KN/m3; 人行道人群荷载 m2 栏杆重 m2 5)使用要求： 槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=,[W Lmax]=。 槽身纵向计算底板有抗裂要求。槽身纵向允许挠度
[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。 6)采用：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2008）。 3.设计要求 在规定时间内，独立完成下列成果： 1)设计计算书一份。包括：设计题目、设计资料，结构布置 及尺寸简图；槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算 （附必要的计算草图）。 2)设计说明书一份。包括对计算书中没有表达完全部分的说 明。 3)施工详图，一号图纸一张。包括：槽身、刚架配筋图、钢 筋表及必要说明。 图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺寸、符号标注齐全，符合制图标准要求。 4.附图
渡槽计算书 一、 水力计算，拟定渡槽尺寸 初步选取每节槽身长度，槽身底坡i=1 1000，取该渡槽槽壁糟率 n=，设底宽b=，①按设计水深h= 过水面积：2 A b 2.5 2.75 6.875h m =?=?= 湿周：2 2.52 2.758X b h m =+=+?= 水力半径：0.859A R m X == 11 166 2110.85975/0.013C R m s n =?=?= 流量：3m 6.8757515.1 Q s ==??=满足 设计要求 ②按校核水深h= 过水面积：2 A b 2.5 2.97.25h m =?=?= 湿周：2 2.52 2.98.3X b h m =+=+?= 水力半径：0.873A R m X == 11 166 2110.87375.2/0.013C R m s n =?=?= 流量：3m 7.2575.216.1 Q AC s ==??=满足校 核要求 二、槽身计算 纵向受拉钢筋配筋计算（满槽水+人群荷载）