實(shí)用排洪涵管設(shè)計(jì)技術(shù)

1、. 排洪涵管課程設(shè)計(jì) 題目: 排洪涵管設(shè)計(jì)姓名: aya班級(jí):級(jí)水利水電工程學(xué)號(hào): 2008162036 指導(dǎo)老師: hgh 2010-11排水涵洞設(shè)計(jì)資料1工程布置為了確保雜木灌區(qū)總干渠的安全,在渠底部修建27m長(zhǎng)的排水涵管,排水涵管進(jìn)口地面標(biāo)高1987.3m,出口地面標(biāo)高1986.76m2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排水涵管采用級(jí)鋼筋混凝土預(yù)制圓形斷面排水管,每3m一節(jié)管道的糙率系數(shù)取 3流量計(jì)算,驗(yàn)算及強(qiáng)度的計(jì)算,驗(yàn)算 涵洞流量的計(jì)算采用無(wú)壓圓管的水力計(jì)算由于圓管既是水力最優(yōu)斷面,又具有制作方便受力性能好等特點(diǎn)由于這類管道內(nèi)的流動(dòng)都具有自由液面,所以常用明渠均勻流的基本公式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算 圖3-1 無(wú)壓圓管均

2、勻流的過(guò)水 斷面圓形斷面無(wú)壓均勻流的過(guò)水?dāng)嗝嫒鐖D3-1所示設(shè)其管徑為d水深為h,定義,稱為充滿度,所對(duì)應(yīng)的圓心角稱為充滿角由幾何關(guān)系可得各水力要素之間的關(guān)系為:過(guò)水?dāng)嗝婷娣e: (3-16)濕周: (3-17)水力半徑: (3-18)所以 (3-19) (3-20)為便于計(jì)算,表3-5列出不同充滿度時(shí)圓形管道過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA和水力半徑R的值不同充滿度時(shí)圓形管道過(guò)水?dāng)嗝娣eA和水力半徑R的值(表中d以m計(jì)) 表3-5充滿度過(guò)水?dāng)嗝娣eA(m2)水力半徑(R)充滿度過(guò)水?dāng)嗝娣eA(m2)水力半徑(R)0.050.0147 d20.0326d0.550.4426 d20.2649 d0.100.0400 d2

3、0.0635 d0.600.4920 d20.2776 d0.150.0739 d20.0929 d0.650.5404 d20.2881 d0.200.1118 d20.1206 d0.700.5872 d20.2962 d0.250.1535 d20.1466 d0.750.6319 d20.3017 d0.300.1982 d20.1709 d0.800.6736 d20.3042 d0.350.2450 d20.1935 d0.850.7115 d20.3033 d0.400.2934 d20.2142 d0.900.7445 d20.2980 d0.450.3428 d20.2331

4、 d0.950.7707 d20.2865 d0.500.3927 d20.2500 d1.000.7845 d20.2500 d（1） 涵管最大最小流量及最大流速的計(jì)算 由于進(jìn)水口的高程為1987.3m,出水口的高程為1986.76m,則進(jìn)水口與出水口的高差為h=1987.3-1986.76=0.54m渠長(zhǎng)L=27m則 底坡i=h/L=0.54/27=0.02當(dāng)h/d=0.95時(shí),Amax=Q/Q0=1.087,此時(shí)通過(guò)的流量為最大,恰好為滿管流流量的1.087倍過(guò)水?dāng)嗝婷娣e (m2 )水力半徑: (m)謝才系數(shù):則 最大流量: (m3/s) 由于設(shè)計(jì)要求涵管的充滿度 則取 此時(shí)通過(guò)的流量為

5、最小過(guò)水?dāng)嗝婷娣e (m2 )水力半徑: (m)謝才系數(shù):則 最小流量: (m3/s)當(dāng)h/d=0.81時(shí),Bmax=v/v0=1.16,此時(shí)管中的流速為最大,恰好為滿管流時(shí)流速的1.16倍當(dāng)時(shí),過(guò)水?dāng)嗝婷娣e: (m2 )水力半徑: (m) 謝才系數(shù): 則 最大流速: (m/s)擋土墻的穩(wěn)定分析擋土墻的型式與尺寸確定后,需要驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定等首先要確定作用在擋土墻上的諸力1、 作用在擋土墻上的諸力（1） 墻身自重 墻身自重W豎直向下,作用在墻體的重心（2） 土壓力 這是擋土墻的主要荷載（3） 基地反力 擋土墻的地基反力可以分解為豎直的法向分力和水平的分力兩部分2、 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算（1）

6、將作用在擋土墻上的土壓力Pa分解為兩個(gè)分力（2） 水平分力Pax為使擋土墻滑動(dòng)的力,（3） 豎直分力Pay和墻自重W引起的摩擦力為抗滑力,（4） 抗滑力與滑動(dòng)力的比值,稱為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù),記為Ks（5） 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算公式式中 Ks抗滑穩(wěn)定安全系數(shù); Pax主動(dòng)土壓力水平分力,可kN/m; Pay主動(dòng)土壓力豎直分力,kN/m; 基地摩擦系數(shù),砂摩擦系數(shù)取=0.5;3、 抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算擋土墻在滿足抗滑力穩(wěn)定要求的同時(shí),還應(yīng)該滿足抗傾覆穩(wěn)定性（1） 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算以墻趾O點(diǎn)取力矩進(jìn)行計(jì)算（2） 主動(dòng)土壓力的水平分力Pax乘以力臂h為墻傾覆的力矩（3） 主動(dòng)土壓力的豎直分力Pay乘以力臂b與墻自重乘

7、以力臂a之和為抗傾覆力矩（4） 抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆穩(wěn)定愛(ài)情系數(shù),記作Kt（5） 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算公式式中 Kt抗傾覆穩(wěn)定愛(ài)情系數(shù); Abh分別為WPayPax對(duì)O點(diǎn)的力臂4地基承載力驗(yàn)算擋土墻地基承載力驗(yàn)算,與一般的偏心受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同,應(yīng)該同時(shí)滿足下列公式: 1截面的擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算有已知資料查得混凝土的容重;內(nèi)摩擦角;墻與填土摩擦角;砂礫的容重;墻背傾斜,傾角, ;填土表面傾斜,坡角度, ;由和,查表得到擋土墻與地面的摩擦系數(shù)=0.5墻CD垂直,=0;=0;所以查表得1)擋土墻的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1） 截面擋土墻的面積（2） 擋土墻的重量（3） 擋土墻上的土的面積（4）

8、擋土墻上土的重量（5） B點(diǎn)的主動(dòng)土壓力kP（6） AB面上的總的主動(dòng)土壓力 kP（7） C點(diǎn)的主動(dòng)土壓力 kP（8） D點(diǎn)的主動(dòng)土壓力 kP（9） AB面上在水平面上的主動(dòng)土壓力 kP（10） AB面上在垂直面上的主動(dòng)土壓力 kP（11） BC面上的垂直主動(dòng)土壓力 kP（12） CD面上的水平主動(dòng)土壓力 kP（13） 水平面上的總的主動(dòng)土壓力 kP（14） 垂直面上的總的主動(dòng)土壓力 kP（15） 擋土墻的自重與擋土墻上土的重量之和 kP（16） 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) ;所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求2)擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算以O(shè)點(diǎn)為矩計(jì)算擋土墻重心到O點(diǎn)的距離 =0.250.80.50.2524+0.

9、50.280.824(0.25+0.28)+0.830.5240.831/3=0.235724=wa=Ara=A24a; 所以 a=0.3418 (m)抗傾覆安全系數(shù)所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求3)地基承載力驗(yàn)算 1作用在矩形底面基礎(chǔ)的力矩 2矩形底面的抗彎截面系數(shù)3偏心力作用下的地基基礎(chǔ)應(yīng)力(kP) ; 1截面的擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算1） 擋土墻的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算墻背傾斜,傾角, ;填土表面傾斜,坡角度, ;由和,查表得到擋土墻與地面的摩擦系數(shù)=0.5墻CD垂直,=0;=0;所以查表得（1） 截面擋土墻的面積（2） 擋土墻的重量（3） 擋土墻上的土的面積（4） 擋土墻上土的重量（5） B點(diǎn)的主動(dòng)土壓力 kP（6） AB面上的總的主動(dòng)土壓力 kP（7） B點(diǎn)的主動(dòng)土壓力 kP（8） C點(diǎn)的主動(dòng)土壓力 kP（9） AB面上在水平面上的主動(dòng)土壓力 kP（10） AB面上在垂直面上的主動(dòng)土壓力 kP（11） BC面上的水平主動(dòng)土壓力 kP（12） 水平面上的總的主動(dòng)土壓力 kP（13） 垂直面上的總的主動(dòng)土壓力 kP（14） 擋土墻的自重與擋土墻上土的重量之和（15） 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) ;所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求2)擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算以O(shè)點(diǎn)為矩計(jì)算擋土墻重心到O點(diǎn)的距離 =0.251.50.5