倒虹吸计算书解读
倒虹吸水力计算(熊启钧版)
(2)局部水头损失
ζ j 进口
ζ 门槽（单个为0.2）共两个 0.250 0.400 ζ 拦污栅＝β （s/b ） 4/ 3
sina 弯道损失ζ 弯道（查表3-7）
ζ 旁通管（单个为0.1）共两个 w 渠 w 管/w 渠
ζ 出口（查表3-4）
ζ 通气孔（《水力计算手册表1-3-4》） 总局部水头损失系数∑ζ j
总局部水头损失hj ＝∑ζ j v /2g 总水头损失z ＝hj+hf
2
0.153 0.000 0.100 2.540 0.606 0.090 0.100 1.093 36.500 95.874 3、校核流量
Q ＝w(2gz)0.5
/(λ L/D+∑ζ
v mi n =Q 小/w(v mi n >1.2m/s)
j
)
校核最小流量
39.390 1.300
1、初拟管道直径
倒虹吸水力计算
设计流量Q 39.410 最小流量Qmin 2.000 倒虹吸总长度L 114.000 材料糙率n 0.014
初选流速v'
2.500
初选过水断面面积w' 15.764 初选管道直径D' 17.788 确定出管道直径D 1.400 设计流速v
25.601
相应过水断面面积w
1.539
2、水头损失
（1）沿程水头损失 R=D/4
0.350 C=R 1/6
/n
59.963 λ =8g/c 2
0.022
hf ＝λ L*v 2
/(4R*2g) 59.373
拦污栅栅条厚度s 0.030 拦污栅间距b
0.100 拦污栅与水平面夹角a 90.000 栅条形状系数β
0.760。
倒虹吸水头损失计算
倒虹吸计算一、基本参数过水流量渠道底宽渠道顶宽渠道纵坡上游底高程下游底高程糙率系数m3/s m m m m0.51 1.20.0010.03二、计算过程渠道内水深试算流量m m3/s0.990.50拟选用管径管断面积管内水流速v2/2gmm m2m/s8000.5030.9960.051水头损失计算转弯进口直角进口出口直角80800.4130.413局损系数0.5000.0510.7410.741小计局损0.0250.0030.0370.0370.103沿程水头损失谢才系数水力半径糙率管材长度沿程水头损失C R(m)n m m56.650.20.01351500.230水头损失0.333故上游渠顶需比下游高50cm根据Q=μω*sqrt(2gh)μ流量系数取0.85ω断面积600管可过水0.5流量施工图时取600砼管游服务和英语导游服务是两个独立的赛项。
每赛项分别包括导游讲解、即兴演讲、现场知识问答、文化知识测试和才艺展示五部分。
其中，导游讲解占60％；即兴演讲占10%；现场知识问答占5%；文化知识测试占15%；才艺展示占10％。
1.导游讲解：主要考察选手的导游讲解能力。
选手根据自选主题进行模拟导游讲解，并要求准备和讲解内容吻合的PPT。
选手要运用相应组别的语种进行比赛。
讲：主要考察选手的临场反应、逻辑思维能力和语言组织能力。
该项目安排在导游讲解结束后，由选手现场抽签决定即兴演讲主题，无准备时间。
选手要运用相应组别的语种进行比赛。
3.现场知识问答：主要考察选手导游知识积累与现场反应能力。
该项目安排在即兴演讲结束后，选手抽选题号进行回答。
题型为判断题2题、单项选择题2题，多项选择题1题。
选手要运用相应组别的语种进行比赛。
识测试：主要考察选手的深度文化知识积累。
该项目独立进行，参赛选手统一进行笔试考核，用中文作答。
题型为简答题，共15题。
5.才艺展示：主要考察选手的才艺能力。
选手根据范围选择才艺形式，独立完成表演，不限语种，不允许助演。
倒虹吸计算书
倒虹吸计算书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—20033、《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+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’≥（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：PC 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 。
倒虹吸计算书
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—20033、《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+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’≥（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：PC 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 。
娃娃河倒虹吸QTZ63塔吊基础计算书
娃娃河渠道倒虹吸工程塔吊基础验算及施工方案一、工程概况南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首至沙河南段工程南阳段三标的娃娃河渠道倒虹吸工程，位于南阳市卧龙区七里园乡武庄西200m处。
倒虹吸为4孔现浇混凝土管，2孔一联，单孔尺寸：690×690cm，管身段共7节，其中水平段管身1节，进出口斜坡及圆弧段共6节。
娃娃河交叉断面以上汇流面积9.12km2。
渠道倒虹吸进口渐变段起点桩号TS 102+671，出口渐变段末端终点桩号TS 102+926，总长度255m，其中进口渐变段48m、进口闸室段16m、倒虹吸管身段长108m、出口闸室段23m、出口渐变段60m。
渠道倒虹吸设计流量340m3/s，加大流量410m3/s；进口处设计水位141.453m，加大水位142.183m；出口处设计水位141.283m，加大水位142.013m。
娃娃河按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，50年一遇洪峰流量205m3/s，相应水位137.35m；200年一遇洪峰流量285m3/s，相应水位137.71m。
工程区地震基本烈度VII度。
娃娃河渠道倒虹吸主要工程量有：土石方开挖174401m3，土方回填112617m3，混凝土浇筑38375m3，钢筋制安3280.6t。
二、塔吊概况本工程主体结构施工时共设塔吊1台，采用河南克瑞集团起重机有限公司生产的QTZ63型塔吊，该塔吊独立式起升高度为39米，附着式起升高度达140米，工作臂长50米，可在直径100m范围内一次性满足施工要求。
最大起重量5吨，额定起重力矩为63吨米，广泛适用于高层民用、工业建筑，大跨度工业厂房、水利工程的施工。
三、塔吊的使用与管理塔吊安装及拆除均应由具有安装及拆除专项质资的专业队伍负责施工。
塔机吊物时，起升、回转可同时进行，变幅应单独进行，每次变幅后应对变幅部位进行检查；作业完毕后，起重臂应转到顺风方向，并松开回转制动器。
塔吊除做好保护接零外，还应做好重复接地（兼防雷接地），电阻不大于10欧姆。
倒虹吸管设计计算分析
倒虹吸管设计计算分析作者：芦珉刘子翔雷露来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第10期摘 要：倒虹吸管是水利工程重要的输水建筑物，在跨越河道、公路、铁路等障碍物时起到衔接上下游渠道的重要作用。
倒虹吸管的设计涉及到的因素比较多，在设计的过程中比较复杂。
在平常设计的时候，对于计算的数据一定要经过实际地测量，要考虑到管内流速大小、管径的大小以及厚度，这样才能保证倒虹吸管设计的准确性。
关键词：倒虹吸管;设计;计算在水利工程建设中，当输水渠道遇到阻碍物时，可采用下埋式或桥管式倒虹吸管。
特别是跨越河道时，一般考虑行洪安全，采用下埋式倒虹吸管。
常用的由钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土材料制成，也有用混凝土、钢管制做的，主要根据承压水头、管径和材料供应情况来选用。
倒虹吸管由进口段、管身段、出口段三部分组成，倒虹吸管的设计包括：管路及进出口布置、管身及镇墩的形式选择、水力计算和结构设计。
一、概述倒虹吸管（又称反虹管、地龙或地涵）是设置在渠道与河流、谷地、道路相交处的压力输水建筑物，是一种水工交叉建筑物。
由于倒虹吸管具有工程量少、施工方便、节约劳动力及三材、造价低等优点，在我国农田水利建设中广泛应用。
倒虹吸管按布置方式通常分桥式架空式倒虹吸管和埋式地面式倒虹吸管;按断面形状分圆形、箱形和拱形等;按建筑材料分木质、石质、陶瓷、素混凝土、钢丝网水泥、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土、铸铁和钢板等。
当渠道与河流、山谷、洼地、道路等障碍物交叉时，修建倒虹吸管从障碍物底部通过，把渠道的水输送到目的地。
倒虹吸管输水系统一般由进口段、管身段、出口段三部分组成的。
二、倒虹吸管管路布置及进出口布置1、倒虹吸管管路布置。
倒虹吸管的管路布置常用的有两种竖井式和斜管式两种。
其中竖井式使用的场合是压力水头较小、穿越道路的情况。
斜管式使用的场合多是压力水头较小穿越渠道、河流的情况。
斜管式倒虹吸管的构造简单，而且施工方便，水流条件比较好，在实际的工程中应用的比较多。
倒虹吸管水力计算书
倒虹吸管水力计算书倒虹吸管水力计算书项目名称：_____________ 日期：_____________ 设计者：_____________ 校对者：_____________ 一、示意图：这里应该插入示意图，但是文章中没有提供）二、基本设计资料1.依据规范及参考书目：本次设计参考了以下资料：XXX《水力计算手册》（第二版）XXX《水工设计手册》（第二版）XXX《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（XXX编著）2.计算参数：计算目标：已知流量及管径，求水头损失L。
设计流量Q = 20.000 m3/s倒虹吸管断面形状：圆形；孔口数量：3孔倒虹吸管孔直径D = 2.000m管身长度L = 220.00m，斜管段边坡1:4.00弯管中心半径R = 2.00倍管径，管身粗糙系数n = 0.0140上游渠道流速V1 = 0.700 m/s，下游渠道流速V2 = 0.700m/s门槽局部水头损失系数ξ4 = 0.050，管进口局部水头损失系数ξ5 = 0.200三、计算过程根据门槽局部水头损失系数ξ4 = 0.050和管进口局部水头损失系数ξ5 = 0.200，可以计算出斜管段边坡为1:4.00时，弯道中心的圆心角为:α = tan-1(1/4.00) = 14.036°每个弯道的局部水头损失为:ξ6 = [0.131+0.1632(H/R)3.5+(α/90)1/2]0.131+0.1632×[2.000/(2.00×2.00)]3.5}×(14.036/90)1/2=0.05 7管身流速为：V管= Q/(3×π×(D/2)2)20.000/(3×3.14×(2.000/2)2) = 2.122 m/s管出口局部水头损失系数为:ξ出 = (1-V2/V管)2=(1-0.700/2.122)2=0.449管身水力半径为: R = D/4 = 2.000/4 = 0.500管身摩擦阻力系数为: C = R1/6/n = 0.5001/6/0.014 = 63.636 倒虹吸管总水头损失△Z = (∑ξi+2gL/C2/R)V2/2/g0.050+0.200+2×0.057+0.449+2×9.81×220.0/63.6362/0.500)。
倒虹吸计算
倒虹吸计算倒虹吸设计计算一、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；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。
需水量公式=⨯⨯W M A n毛需W 需—— 农业生产总需水量，3m ；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;Q —— 倒虹吸管设计流量，3/m s ；υ—— 设计流速，m/s 。
2.管壁厚度的拟定取单位长度承受较大内水压力P 的管道管壁中环向拉应力为22o w oo o PD gHD t t θρσ==以钢材的设计允许应力[]σ代替θσ； 经整理得：[]2w oo gHD t ρϕσ≥(mm)w ρ—— 水的密度，1000kg/3m ;H —— 内水压力，m 。
倒虹吸计算书解读
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—20033、《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+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’≥（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：PC 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 。
倒虹吸管的水力计算
进口渐变段长度可取上游渠道设计水深的3～5倍。
倒虹吸管出常设置消力池（可结合渐变
段布置），用以调整出口水流的流 速分布，池长一般为渠道设计水深 的3~4倍，低于下游渠底的池深（cm）
镇墩为重力式结构，靠自重维持 其稳定。对于结构计算，主要应 验算基础承载力和验算抗滑、抗 倾覆的稳定性。
镇墩除验算基础应力外，对墩身 亦应选择危险断面验算其最大及 最小应力。
29 | 倒虹吸管
谢谢大家！
当渠道与河流或道路相交，且渠道水位与河水位或路面接近同一标高， 不能采用渡槽、涵洞等 。
倒虹吸管与渡槽相比，具有工程量少、施工方便、节约劳力及材料、造 价低等优点；其缺点是水头损失大，维修管理不便。
斜管式
10 | 倒虹吸管
倒虹吸管进出口布置应满足水力条件良好、运用可靠以及稳定、防渗、防 冲、防淤等要求。
图 镇墩与管端的连接 (a)刚性连接；(b)柔性连接
白水寨压力钢管镇墩
19 | I倒虹吸管
倒虹吸管的水力计算
倒虹吸管的水力计算是根据已定的渠道流量、流速、进口渠底高程，在 水头损失许可范围内选定合理的管径，并进行出口渠底高程和进出口水 面衔接计算等。
当通过设计流量时，管内流速通常为1.5~3.0m/s，最大可达4m/s。
13 | I倒虹吸管
为适应地基不均匀沉降而引起的弯曲变形和由于温度降低和混凝土凝固 而引起的纵向收缩变形，管道应设置永久性伸缩缝，缝间设止水。
缝的间距，土基上宜取15~20m；岩基上可取10~15m。露天管取小值， 完工时及时填土的埋置管可取大值。
倒虹吸管设计计算分析
超高；Ｌ 表示进 口渐变段长度，Ｒ表示进 口弯管半
径． 单位均为 ｍ 。
（ ４ ）水位计算
水位差计算： Ｑ＝ ￣４ ２ ｇ ｚ
１
、
倒虹吸管管路布置及进 出口布置 １ ．倒虹吸管管路布置 倒虹吸管的管路布置常用 的有两种 竖井 式和斜
（ ５）
Ｌ ： （ ４～ ６） ｈ； Ｒ ＝（ ２ ． ５ ～ ４） Ｄ 。
倒虹 吸 管 就 是 以输 送 渠 道 水 流 ，穿 过 河 渠 、溪 谷 、 洼 地 、 道 路 的压 力 管 道 。常 用 的 由钢 筋 混 凝 土
倒虹吸管的水力计算， 首先要选择管 内的流速 ， 然后根 据流 速来计 算管道直径 （ Ｄ ） 、上下游 的水位
倒虹吸管设计计算分析
■ 李 进 陈飞林
伸缩节是在管道发生 热胀 冷缩效应时的装置 。排砂 闸阀可 以排除管道 的污泥和 杂物 ，其应该布置在管 身的最低处 。检修 孔是为了方便 维修而设的孔 ，可
以方 便 检 修 人 员 进 入 。
【 关键词】倒虹吸管 设计 计算
Ｌ＞（ ５ ～ ６） ｈ ：
２ ． 进 出 口布 置
是 水 位 差 ： ∑ （表 示 的是 水 头 损 失 总 和 ；
表 示 水
头 损 失 系 数 ； ＾ 能 量 损 失 的 系 数 ， ＝ 等 ； 。 管 内
直径；Ｌ 管总长度。
，
（ ２ ）管身段 管 身段 的直径 ：
Ｄ ：．
／
／ ２ ＂ Ｄ
（ ２）
（ ６）
在 倒 虹 吸 管 的 进 口段 ，应 该 布 置 的 主要 有 渐 变
段、排砂孔、控制 阀和沉砂池 。其中渐变 段是作为 上游 渠道与进 口段的沉砂池 的衔接建筑物 。排砂 孔 的 作 用 非 常 大 ，它 可 以将 沉 砂 池 的砂 定 期 进 行清 理
倒虹吸管设计—倒虹吸的水力计算
Q A 2gz ）。
若Z1>Z2
说明实有的水头大于所需水头，即管道进口处的水位低于上游水 位，进口水面将会产生跌落，从而管道内产生水跃，水跃的脉动和掺 气，会引起管身振动，影响正常输水。
d
2 75
]
式中：Vnp—挟沙流速，m/s; w0—泥沙沉速或动水水力粗度，cm/s; ρ—挟沙水流含沙率，以质量比计；Qnp—通过管内的相应流量，m3/s； d75—挟沙粒径，mm，以质量计小于该粒径的沙占75%。
断面尺寸
初选流速后，可按设计流量确定所需过水断面面积。
圆形管
D 4A
A Q V
箱形管
确定的下游渠底高程应尽量满足： ①通过设计流量时，进口处于淹没状态，且基本不产生雍水或降水现象； ②通过加大流量时，进口允许产生一定的雍水，但一般不宜超过30～50㎝； ③通过最小流量时（按最小不利情况输水），管内流速满足不淤流速要求， 且进口不产生跌落水跃。
按下式确定下游渠底高程：
Hd Hu hu hd h
在实际工程中，倒虹吸管的水力计算主要包括以下几种情况： ➢ 根据需要通过的流量和允许的水头损失，确定管道的断面形状和尺寸； ➢ 由允许的水头损失和初拟的断面尺寸，校核能否通过规定的流量；
➢ 由需要通过的流量及拟定的管内 流速，校核水头损失是否超过允 许值。
倒虹吸管水力计算
——倒虹吸管水力计算的方法
倒虹吸管水力计算
——倒虹吸管水力计算的任务
倒虹吸管为压力流，其流量按有压管流公式进行计算。倒虹吸管 水力计算是在渠系规划和总体布置的基础上进行，其上下游渠道的水 力要素、上游渠底高程及允许水头损失均为已知。
第六节 渠系建筑物-倒虹吸管
第六节渠系建筑物-倒虹吸管倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。
它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。
一、倒虹吸管的布置和构造（一）管路布置根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种：●竖井式：多用于压力水头较小穿越道路的倒虹吸。
这种形式构造简单、管路短。
进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。
竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。
管身断面一般为矩形、圆形或其它形式。
竖井式水力条件差，施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。
●斜管式：多用于压力水头较小，穿越渠道、河流的情况。
斜管式倒虹吸管构造简单，施工方便，水力条件好，实际工程中常被采用。
●曲线式：当岸坡较缓时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。
管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。
管身一般设置管座。
在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。
为了防止湿度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。
●桥式倒虹吸管：当渠道通过较深的复式断面或窄深河谷时，为降低管道承受的压力水头，减小水头损失，缩短管身长度，便于施工，可在深槽部位建桥，管道铺设在桥面上或支承在桥墩等支承结构上。
桥下应有足够的净空高度，以满足泄洪要求。
在通航河道上应满足通航要求。
（二）进出口布置1．进口段的形式和布置进口段包括进水口、拦污栅、闸门、启闭台、进口渐变段及沉沙池等。
进口段的结构型式，应保证通过不同流量时管道进口处于淹没状态，以防止水流在进口段发生跌落、产生水跃而使管身引起振动。
进口具有平顺的轮廓，以减小水头损失，并应满足稳定、防冲和防渗等要求。
2．出口段的形式和布置出口段包括出水口、闸门、消力池、渐变段等。
其布置形式与进口段相似。
为使出口与下游渠道平顺连接，一般设渐变段，其长度常用用4～6倍的渠道设计水深。
倒虹吸管的水力计算
0.250
ζ门槽
0.100
拦污栅栅条厚度s
0.030
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
0.150
弯道损失：ζ弯道=0.073+0.073+0.073+0.071+0.034
0.324
ζ旁通管（单个为0.1）
0.100
0.100
总局部水头损失系数∑ζj
1.564
总局部水头损失hj＝∑ζjv2/2g
0.554
总水头损失z＝hj+hf
2.071
允许水头损失
1.990
所选管径不能满足要求
倒虹吸水力计算（预应力砼管D=1.9m)
1、初拟管道直径
设计流量Q
6.710
倒虹吸总长度L
334.410
材料糙率n
0.015
初选流速v'
（1）沿程水头损失
C=R1/6/n
72.949
λ=8g/c2
0.015
hf＝λL*v2/(4R*2g)
0.971
(2)局部水头损失
ζj进口
0.250
ζ门槽
0.100
拦污栅栅条厚度s
0.030
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
干渠1倒虹吸计算书
干渠1#倒虹吸计算书一、基本资料设计流量：2.75m3/s加大流量：3.25m3/s进口渠底高程：2739.16m进口渠宽：2.4m进口渠道设计水深:1.55m加大流量水深：1.85m出口渠底高程：2735.66m进出口渠道形式：矩形管径DN：1.3m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》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》8、工程建设标准强制性条文（水利工程部分）2004版三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B1-B2)或L=C1h；C 取1.5～2.5； C 1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：PC 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)hT≥0.5D0+δ+0.3经计算取L =6m，T=1.2m。
倒虹吸水力计算问题
系数公式中计算值最大的。
对于矩形断面倒虹吸管的弯道局部水头损失系数 ，宜采用《水工设计 手册》的矩形管道缓弯公式(3-4-45)～(3-4-48)计算（南水北调中线一期
工程总干渠初步设计《渠道倒虹吸技术规定》采用了此式）：
3.5 H 6 sin 0.124 3.1 2R
变段及出口渐变段的平均谢才系数 。
●
计算公式
南水北调中线工程设计的计算公式与《水力计算手册》的有关计算公 式基本相同，与其不同之处为： （1） 在倒虹吸管总水头损失 △Z 的计算式中增加了一项闸墩引起的 水面降落△Z1 ； （2） 将《水力计算手册》△Z2 计算式中的最后一项 (V2-V22)/2g 改 为(V32-V22 )/2g ，即将该项中的管身流速 V 改为管出口后断面的平均流 速 V3 ； （3） 另增加一项出口局部水头损失系数ζ管出口，其值为： ζ管出口 =（1-ω/ω3）2 上式与《倒虹吸管》的公式基本相同 ，不同的是上式为管身断面与管 出口后过水断面之比的关系 ，《倒虹吸管》的公式为管身断面与下游渠道 过水断面之比的关系。 （4）△Z1 及△Z3 的算式中分别增加了一项沿程水头损失 J1L1及J2L2； （5）在△Z3的计算式中，是管出口后断面与下游渠道的流速水头之差， 而《水力计算手册》的△Z3计算式中则为管身与下游渠道的流速水头之差。 （6）在 hj1 及 hj2 的计算式中 ，两个断面流速水头之差采用的是绝对 值，因为局部水头损失应是正值 。 在《水力计算手册》的△Z1计算式中， 如V2<V1，其局部水头损部分也应按两个断面流速水头之差的绝对值计算。
况，这时不可能一次算得结果，而需通过试算求解； (3) 已知管径、管数及上下游水位差（总水头损失），计算过水流量。
渠道、倒虹吸结构、配筋计算
计算书项目名称：xxx小水电站工程设计阶段：施工图计算内容：xxx渠道配筋计算核定：日期：审查：日期：校核：日期：计算：日期：目录1 计算总说明1.1计算目的1.2 计算条件及依据1.3 参数资料1.4 计算方法及计算原则2 计算成果3 计算过程3.1倒虹吸管配筋计算3.2渠道配筋计算4 附件、附表1、计算总说明1.1 计算目的本计算为xxx 公司xxx 小水电站工程施工图阶段的计算，主要的计算目的是北电站渠道、倒虹吸配筋计算，通过内力计算，确定其配筋情况。
1.2 计算条件及依据(1)《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997） （2）《水工混凝土结构设计规范》（SL 191-2008） （3）《水利水电工程PC-1500程序集》 （4）《涵洞》（中国水利水电出版社）（5）《水工建筑物抗震设计规范》（SL 203-97） 1.3 参数资料混凝土强度等级为C25，填土内摩擦 02=ϕ，填土天然容重31/19m KN =γ，填土浮容重3/11m KN ='γ，钢筋混凝土容重32/42m KN =γ，C25混凝土弹性模量26/1080.2m t E ⨯=，地基弹性抗力系数3/1920001m KN K =，侧墙弹性抗力系数3/502m KN K =，水容重33/9.81m KN =γ。
结构重要性系数： 1.00=γ；设计状况系数： 1.0=ϕ荷载作用分项系数：K 根据《水工建筑物荷载设计规范》选用。
1.4 计算方法及计算原则对于倒虹吸： （1）完建期考虑顶板承受垂直土压力、顶板自重，底板承受浮托力、底板自重，侧墙承受外水压力、侧向土压力。
（2）正常运行工况考虑顶板承受垂直土压力、顶板自重，底板承受浮托力、底板自重、水重，侧墙承受外水压力、侧向土压力、内水压力。
（3）抗震工况考虑顶板承受垂直土压力、顶板自重，底板承受浮托力、底板自重、水重，侧墙承受外水压力、侧向土压力、内水压力、地震荷载。
倒虹吸计算书(367)
旧寨倒虹吸计算书一、基本资料设计流量：加大流量：进口渠底高程：进口渠宽：进口渠道设计水深加大流量水深：出口渠底高程：进口渠道设计水深加大流量水深：进出口渠道形式：矩形进口管中心高程：出口管中心高程：管径：二、设计采用的主要技术规范及书籍、《灌溉与排水工程设计规范》—。
、《水电站压力钢管设计规范》—、《混凝土结构设计规范》—。
、《水工建筑物抗震设计规范》—。
、《小型水电站机电设计手册金属结构》。
、《水力计算手册》、《倒虹吸管》三、进口段、渐变段尺寸确定()或。
取～。
取～：上游渠道水深。
经计算取。
、进口沉沙池尺寸确定() 拟定池内水深;（～）。
为进口渠底至沉沙池底的高差。
取0.8m。
() 沉沙池宽()。
池内平均流速～0.5m。
经计算取。
() 沉沙池长’’≥（）经计算取。
() 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算：PC KQ A △1265=。
为通气管最小断面面积。
为通气管进风量，近似取钢管内流量，。
为通气管流量系数。
如采用通气阀，取。
无阀的通气管，取。
P △为钢管内外允许压力差，其值不大于。
为安全系数，采用。
经计算。
计算管内径为，采用(δ)的螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池，池长及池深，按经验公式： () ≥δ 经计算取 ，。
五、管身段本倒虹吸管采用板钢管，经初步布置和拟定后量得钢管长约410m 。
根据地形在全线设座镇墩，初定钢管内径1600mm ，壁厚δ为和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》附录所列公式计算：、倒虹吸的过水能力按下式计算 μωgZ 2DL /1λμ+∑=ζλ28Cg1Rn式中：－倒虹吸设计流量（）。
μ－流量系数。
ω－倒虹吸过水断面面积。
－重力加速度（）－上、下游水位差（）。
0.777m∑ζ－局部水头损失系数的总和，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。
倒虹吸水力计算
4.000 2.000 66.260 0.015 2.500 1.600 1.805 1.400 2.598 1.539
0.350 55.965 0.025 0.408 0.250
0.400 0.030 0.100 90.000 0.760 0.153
0.000
0.100
2.540
0.606
0.090
0.100 1.093 0.376 0.784
3.998
1.300
(2)局部水头损失 ζ j进口
ζ 门槽（单个为0.2）共两个
拦污栅栅条厚度s 拦污栅间距b 拦污栅与水平面夹角a 栅条形状系数β ζ 拦污栅＝β （s/b）4/3sina
弯道损失ζ 弯道（查表3-7）
ζ 旁通管（单个为0.1）共两个
w渠
w管/w渠ζ 出口（查表3-4）3、校核流量 校核最小流量
ζ 通气孔（《水力计算手册表1-3-4》） 总局部水头损失系数∑ζ j 总局部水头损失hj＝∑ζ jv2/2g 总水头损失z＝hj+hf
倒虹吸水力计算 1、初拟管道直径
设计流量Q 最小流量Qmin 倒虹吸总长度L 材料糙率n 初选流速v' 初选过水断面面积w' 初选管道直径D' 确定出管道直径D 设计流速v 相应过水断面面积w 2、水头损失 （1）沿程水头损失 R=D/4 C=R1/6/n λ =8g/c2 hf＝λ L*v2/(4R*2g)
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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—20033、《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+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’≥（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：PC 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Q=μωgZ 2D L /1λμ+∑=ζλ=28C g C=R n11/6式中：Q －倒虹吸设计流量（m 3/s ）； μ－流量系数；=0.383ω－倒虹吸过水断面面积；=2.01 g －重力加速度（m/s 2）Z －上、下游水位差（m ）；0.777m∑ζ－局部水头损失系数的总和，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=0.115 2#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∑ζ=2.88λ－能量损失系数；=0.015338 L －倒虹吸总长度（m ）；410 D －管内直径（m ）；1.6mC －谢才系数；=71.53 n －糙率；取0.012经计算Q=3.0 m 3/s 大于加大流量2.94 m 3/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 ）V 2/2gv 管道流速设计时为1.17m/s ，加大流量时为1.46 m/s 。
所以设计时hw=0.48m 加大时hw=0.74m 。
（二） 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，其计算公式为：[]σϕτσσσσσ≤+-+=yz y Z y Z 22213 []σϕχτσσσσσχχ≤+-+=z Z Z 22223 []σϕχτσσσσσχχ≤+-+=y y y 22233式中：σ1、σ2、σ3－表示任意点作用有三个主应力；σz －环向正应力； σx －轴向正应力； σy －径向正应力；τyz 、τxz 、τxy －剪应力；ϕ－焊缝系数，取ϕ=0.9；[σ]－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；2）管重和水重在法向上分力；3）各种轴向力①水管自重的轴向分力；②温升时管壁沿支墩面的磨擦力；③温升时伸缩节内填料的磨擦力；其余各力均较小，忽略不计。
以1#至2#镇墩之间的钢管为例说明其计算过程，计算简图如图一：①基本数据2#镇墩中心至上游伸缩节接头距离L′=57m；2#镇墩中心至下游伸缩节接头距离L″=15m；2#镇墩中心处钢管最大静水头H0=107.7m；支墩间距L=5.4m；管轴与水平线夹角 =37°47′;图一1、管壁厚度拟定管径D=1.6m ，钢管采用Q 235B 钢板焊接而成，基本荷载[σ]=129Mpa ，考虑局部应力的基本荷载[σ]=158Mpa 。
本倒虹吸水压试验压力按正常情况最高内水工作压力的1.25倍计算，所以最大设计水头H 设=1.25*107.7=134.6m 。
初估管壁厚度采用降低允许应力至75%,][75.020σδ⨯=HD=11.12mm选用管壁计算厚度选δ=12mm ，考虑2mm 的防锈厚度，管壁的结构厚度取δ=14mm 。
2、管壁弹性稳定计算 计算壁厚δ=12mm<130D =1301600=12.3mm ，需设置加劲环。
3、加劲环断面及间距计算 a 、加劲环对管壁影响范围:t=0.78（r c *δ）0.5=0.78（0.806*0.012）0.5=0.077m ； 本倒虹吸选择角钢L63×63×6作为加劲环； b 、加劲环有效断面面积为： F R = 728.8+77*2*12+63*12 =3332.8mm 2c 、加劲环有效断面重心轴距管中心距R ： R=1263212778.7288061221775.8298.728⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯=811.2mm注：其中L63×63×6角钢的面积为728.8mm 2；重心在距离角钢外缘17.75mm 处；惯性矩为233820mm 4；d 、加劲环有效断面惯性距：J=233820+728.8*18.552+（1/12）*217*123+2604*0.82 =517516.5mm 4e 、计算加劲环的间距：L 劲=33KPR EJ =352.8111.025.517516101.23⨯⨯⨯⨯⨯=3053mm加劲环间距为1.8m 。
4、管壁应力计算断面1的计算a 、径向内水压力产生的管壁径向压力σy =-P设=1.32MPab 、径向内水压力产生的管壁环向应力σZ1= (P设*D 0)/(2*δ)=88 MPaσZ2很小，忽略不计。
c 、法向力产生的管壁弯曲轴向应力σx1=±δπ24D MM=102qL此处q=（g 管+g水+ g地震）cos α，D=1.614m ，δ=14mm ，L=5.4m ，考虑12%的附加重g 水=19.71*1.12=22.1kN/m ，g管=5.46*1.12 =6.11kN/m ，g地震=0.2*2.5*0.25*（22.1+6.11）=3.52kN/m ，cos α=cos37°47′=0.79故M=92.52kN.Mσx1=±δπ22104D qL =±3.83MPa d 、轴向力产生的管壁轴向应力σx2=δπr 2A∑ 水管自重产生的轴向力A 1： 考虑12%的附加重A 1= g 管*L*sin α=5.46*57*0.613*1.12=213.7kN 伸缩接头处内水压力A 5： A 5=4π（D 12-D 22）H上伸设·γ=（3.14/4）*（1.628*1.628-1.6*1.6）*70*9.81*1.25 =61kN温度升高伸缩接头边缝间的磨擦力A 6： A 6=πD 1bfH上伸设·γ此处b 2约为0.1D 这里取0.2，μ2=0.3故A 6=π×1.628×0.2×0.3×686.7×1.25=263kN 温度升高管壁沿支墩面的摩擦力A 7： 考虑12%的附加重 A 7=f （g 水+g 管）L ′cos α1此处f=0.5=0.5*（19.71+5.46）*1.12*57*0.79=634.7kN∑A=213.7+61+263+634.7=1172.4kN 故σx2=-012.0806.024.1172⨯⨯π=-19.3MPae 、应力校核：按温升情况计算。
校核管顶应力时，σx取负值（压应力），即σx =-3.83-19.3= -23.13MPaσ1=yz 223τσσσσ+-+y Z y Z=0)32.1(88)32.1(8822+-⨯--+ =88.7Mpa ＜0.9×129=116.1Mpaσ2=xz 223τσσσσ+-+z x z x=088)13.23(88)13.23(22+⨯--+- =101.56Mpa ＜0.9×129=116.1Mpaσ3=xy 223τσσσσ+-+y x yx =0)32.1()13.23()32.1()13.23(22+-⨯---+- =22.5Mpa ＜0.9×129=116.1Mpa断面2（加劲环）的计算计算简图如图2：计算厚度12图二a 、径向内水压力产生的管壁环向应力σZ2=（ P 设*r 0（1-β））/δF R ’=7.288+1.2*6.3=14.848cm 2β=t*2a ''δδ+-R R F F （管壁外缘断面与环计算断面比值）=0.22σZ2=68.64MPa （拉）横断面上的正应力σx3=±1.816βδ设2P 0D =±35.2 MPa （内缘受拉，外缘受压）σx2=-19.3MPa （压，同断面1）管壁外缘应力为：σx =-35.2-19.3=-54.5（外缘受压）横断面上剪压力很小可以省去。