第六節(jié)渠系建筑物倒虹吸管

第六節(jié)渠系建筑物-倒虹吸管第六節(jié)渠系建筑物-倒虹吸管第六節(jié)渠系建筑物-倒虹吸管倒虹吸管是設(shè)置在渠道與河流、山溝、谷地、道路等訂交處的壓力輸水建筑物。它與渡槽相比，擁有造價(jià)低、施工方便的長處，但水頭損失較大，運(yùn)轉(zhuǎn)管理不如渡槽方便。一、倒虹吸管的部署和結(jié)構(gòu)（一）管路部署依據(jù)管路埋設(shè)狀況及高差大小，倒虹吸管的部署形式可分為以下幾種：●豎井式：多用于壓力水頭較小穿越道路的倒虹吸。這類形式結(jié)構(gòu)簡單、管路短。出入口一般用磚石或混凝土砌筑成豎井。豎井?dāng)嗝鏋榫匦位驁A形，其尺寸稍大于管身，底部設(shè)0.5m深的集沙坑，以堆積泥沙，并便于清淤及檢修管路時(shí)排水。管身斷面一般為矩形、圓形或其余形式。豎井式水力條件差，施工比較簡單，一般用于工程規(guī)模較小的倒虹吸管。●斜管式：多用于壓力水頭較小，穿越渠道、河流的狀況。斜管式倒虹吸管結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，水力條件好，實(shí)質(zhì)工程中常被采納?！袂€式：當(dāng)岸坡較緩時(shí)，為減少施工開挖量，管道可隨處面坡度鋪設(shè)成曲線形。管身常為圓形的混凝土管或鋼筋混凝土管，可現(xiàn)澆也可預(yù)制安裝。管身一般設(shè)置管座。在管道轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩，并將圓管接頭包在鎮(zhèn)墩內(nèi)。為了防備濕度惹起的不利影響，減小溫度應(yīng)力，管身常埋于地下，為減小工程量，埋置不宜過深。●橋式倒虹吸管：當(dāng)渠道經(jīng)過較深的復(fù)式斷面或窄深河谷時(shí)，為降低管道承受的壓力水頭，減小水頭損失，縮短管身長度，便于施工，可在深槽部位建橋，管道鋪設(shè)在橋面上或支承在橋墩等支承結(jié)構(gòu)上。橋下應(yīng)有足夠的凈空高度，以知足泄洪要求。在通航河流上應(yīng)知足通航要求。（二）出入口部署1．入口段的形式和部署入口段包含進(jìn)水口、攔污柵、閘門、啟閉臺、1入口漸變段及沉沙池等。入口段的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)保證經(jīng)過不一樣流量時(shí)管道入口處于吞沒狀態(tài)，以防備水流在入口段發(fā)生跌落、產(chǎn)生水躍而使管身惹起振動(dòng)。入口擁有平順的輪廓，以減小水頭損失，并應(yīng)知足穩(wěn)固、防沖和防滲等要求。2．出口段的形式和部署出口段包含出水口、閘門、消力池、漸變段等。其部署形式與入口段相像。為使出口與下游渠道平順連結(jié)，一般設(shè)漸變段，其長度常用用4～6倍的渠道設(shè)計(jì)水深。同時(shí)漸變段下游3～5m長度內(nèi)的渠道還應(yīng)護(hù)砌，以防備水流對下游渠道沖洗。漸孌段的底部常設(shè)消力池。消力池長度一般為渠道設(shè)計(jì)水深的5～6倍。消力池深度可按下式估量：T≥0.5D+δ＋30㎝23．管身及鎮(zhèn)墩的形式與結(jié)構(gòu)●管身：倒吸管的資料應(yīng)依據(jù)壓力大小及流量的多少、就地取材、施工方便、持久耐用等原則綜合剖析選擇。常用的資料主要有混凝土、鋼筋混凝土、鑄鐵和鋼材等。為防備溫度、冰凍、耕種等不利要素影響，管道應(yīng)埋設(shè)在耕種層以下；在冰凍區(qū)，管頂應(yīng)部署在冰凍層以下；在穿越河流時(shí)，管頂應(yīng)部署在沖洗線以下0.5m；穿越公路時(shí)，為改良管身的受力條件，管頂應(yīng)埋設(shè)在路面以下1.0m左右。為了防備管道因地基不平均沉陷及溫度過3低產(chǎn)生較大的縱向應(yīng)力，使管身發(fā)生橫向裂痕，管身應(yīng)設(shè)置伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水?？p的間距應(yīng)依據(jù)地基、管材、施工、氣溫等條件確立。伸縮縫的型式主要有平接、套接、企口接以及預(yù)制管的承插式接優(yōu)等?？p的寬度一般為1～2㎝，縫中擁塞瀝青麻絨、瀝青麻繩、柏油杉板或膠泥等。●鎮(zhèn)墩。在倒吸管的變坡及轉(zhuǎn)彎處都應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩，其主要作用是連結(jié)和固定管道。在斜坡段若坡度陡，長度大，為防備管身下滑，保證管身穩(wěn)固，也應(yīng)在斜坡段設(shè)置鎮(zhèn)墩，其設(shè)置個(gè)數(shù)視地形、地質(zhì)條件而定。鎮(zhèn)墩的資料主要為砌石、混凝土或鋼筋混凝土。砌石鎮(zhèn)墩多用于小型倒虹吸工程。在巖基上的鎮(zhèn)墩，可加錨桿與巖基連結(jié)，以增添管身的穩(wěn)固性。鎮(zhèn)墩承受管身傳來的荷載及水流產(chǎn)生的荷載，以及填土壓力、自己重力等，為了保持穩(wěn)固，鎮(zhèn)墩一般是重力式的。鎮(zhèn)墩與管蓋的連結(jié)形式有兩種：剛性連結(jié)和柔性連結(jié)。二、倒虹吸管的水力計(jì)算倒虹吸管的水力計(jì)算，主假如依據(jù)渠道規(guī)劃所確立的上游渠底高程、水位、經(jīng)過的流量和允4許的水頭損失，經(jīng)過水力計(jì)算確立倒虹吸管的斷面尺寸，水頭損失值及出入口的水面連接。實(shí)質(zhì)工作中，渠道在規(guī)劃時(shí)已確立渠道斷面形式和上游渠底高程、倒虹吸管經(jīng)過的流量和同意水頭損失值。所以，倒虹吸管的水力計(jì)算內(nèi)容有以下幾種狀況：●依據(jù)需要經(jīng)過的流量和同意的水頭損失，確立管道的斷面形式和尺寸?！褚罁?jù)同意的水頭損失和初步制定的斷面尺寸，校核可否經(jīng)過規(guī)定的流量?！褚罁?jù)需要經(jīng)過的流量及制定的管內(nèi)流速，校核水頭損失能否超出同意值。三、倒虹吸管管身結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）管壁厚度的制定管身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟一般是依據(jù)管徑和壓力水頭的大小，初步制定管壁厚度，確立各作用荷載，而后進(jìn)行橫向和縱向內(nèi)力計(jì)算，校核管壁厚度，進(jìn)行橫向和縱向內(nèi)力計(jì)算，校核工業(yè)管壁厚度，進(jìn)行配筋計(jì)算和抗裂驗(yàn)算。（二）作用荷載及荷載組合管身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般依據(jù)荷載大小分為若干段進(jìn)行計(jì)算。關(guān)于中小型倒虹吸管，如斜管段5不長，內(nèi)水壓力等荷載的變化范圍不大時(shí)可不分段，而按受力最大的水平段計(jì)算，作為確立整個(gè)管道結(jié)構(gòu)的依照。埋在河槽部分的管道，可能出現(xiàn)以下荷載組合：①河流枯水時(shí)期管內(nèi)正常輸水，作用荷載有管的自重、土壓力、內(nèi)水壓力及管內(nèi)外溫差等；②河流洪水期管內(nèi)無水，作用荷載有管的自重、土壓力、外水壓力及管內(nèi)外溫差等；③管內(nèi)正常輸水，管外無水也無填土，作用荷載有管的自重、內(nèi)水壓力及管內(nèi)外溫差等。交通道路下的管段，應(yīng)依據(jù)詳細(xì)狀況決定何種荷載組合中加地面荷載。（三）管身結(jié)構(gòu)計(jì)算管身結(jié)構(gòu)計(jì)算包含橫向和縱向計(jì)算。●橫向計(jì)算：身橫向在各荷載獨(dú)自作用下的內(nèi)力（彎矩M和軸力N）可參照相關(guān)書本所列圖表，依據(jù)倒虹吸管的安裝方式等詳細(xì)狀況直接查出。而后依據(jù)荷載組合狀況將查得數(shù)值組合疊加，即可求得截面的內(nèi)力值?！窨v向計(jì)算：身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算比