倒虹吸计算方法 - 360文档中心

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；5×0.95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 。

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 。

初估计时水锤压力值按静水头的15﹪～30﹪。

高水头取大值，低水头取小值；ϕ—— 焊缝系数，一般为0.90～0.95，双面对接焊缝取0.95，单面对接取0.90；o D —— 压力钢管的内直径，m;[]σ —— 钢管的设计允许应力，kpa 。

倒虹吸流量计算举例(精)

Q A 2gz2 0.509 2.27 19.6 0.491 2 7.17m3 / s
1 = =0.509 0.716 2.36 0.78
水力分析与计算
故倒虹吸管型式、尺寸及布设满足设计过流能力要求。
小结、布置任务
小结：
1. 流量计算公式中各物理量理解、确定 2. 局部损失系数理解、确定
水力分析与计算
倒虹吸管过流能力校核
案例：
某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，拟建倒虹吸管。其设计基本数据如下：设计流量Q=7.17 m3/s；倒虹吸进口前设拦污栅，管段有两弯段转角，第一、第二弯段转角均为30°急转弯管；上下游渠道断面相同，底宽b=2.4m，边坡系数m=1.5，糙率 n=0.025，设计流量时水深h0=2.1m，进口渐变段末端底宽为4.5m ，拟设计双排管，管径1.7m，试校核渠道过流能力。
2
v Q / A 7.17 / 2 / 2.27 1.58m / s
1.582 z 2 0.716 2.36 0.78 0.491m 19.6
倒虹吸管过流能力校核
案例计算：
（2）流量系数计算（3）流量计算

1 2 gLi A2 A2 A2 i A2 C 2 R A2 1 A2 i i i i 2
水力分析与计算
倒虹吸管过流能力校核
案例分析：
1.流量计算公式
Q A 2g z2
A 2 2 gL A 2 A2 v2 i z2 i 2 1 2 A Ci Ri Ai A2 2 g i
2'
水力分析与计算
倒虹吸管过流能力校核举例
主讲人：王勤香

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

旧寨倒虹吸计算书基本资料设计流量： 2.35 m3/s加大流量： 2.94 m 3/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(B 1-B2)或L=C 1h；C 取1.5〜2.5;C i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:A KQ；1265cV^P ‘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C 取0.5 ；内流量，m3/s; C为通气管流量系数；如采用通气阀,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/mm2；K为安全系数，采用K=2.8。

经计算A=0.0294 m2；计算管内径为0.194m，采用D273（S =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+ S +0.3经计算取L =6m, T=1.2m。

倒虹吸水力计算——公式

倒虹吸水力计算
序号
计算参数
1 初拟管道直径 1.1 设计流量
1.2 最小流量 1.3 倒虹吸总长度 1.4 材料糙率 1.5 初选流速 1.6 初选过水断面面积
1.7 初选管道直径 1.8 确定管道直径D 1.9 设计流速
#### 相应过水断面面积
2 水头损失
2.1 沿程水头损失
22..11.. 22.1. 3
hf
L V2 D 2g
ζj进口
ζ拦污栅＝β（s/b） 4/3sina
拦污栅栅条厚度
s
m
拦污栅间距
b
拦污栅与水平面夹角 α
栅条形状系数
2.2. 32.2. 4
闸槽损失系数弯道损失
β ζ门槽 ζ弯道
2.2. 5
管道入明渠损失系数
ζ出口
w渠
w管/w渠
ζ出口（查表3-4）
2.2. 6 2.2. 7
ζ通气孔（《水力计算手册表
5.1 流量系数
Q小 Vmin V允
m
5.2 设计流量
Q设
m
hj
V2 2g
m
hw hf hj
m
m3/s m/s m/s
vmin=Q小/w
m
1
L / D
m3/s
Q mA 2gZ
0.608 0.754 0.850 0.754
5.000 1.592
1.20
0.827 9.99
水力半径谢才系数能量损失系数
沿程水头损失
2.2 局部水头损失
2.2. 1
进口损失系数
2.2. 2
拦污栅损失系数符号Fra bibliotek单位Q
m3/s
Qmin m3/s

倒虹吸水面落差计算.

z z1 z2 z3
方头形直线扭曲面形
（1）倒虹吸进口水面降落值Δz1
v22 v12 z1 (1 1 ) 2g
v1、v2——分别为进口渐变段首、末端断面平均流速； ζ1——进口渐变段局部水头损失系数，查表确定
水力分析与计算
倒虹吸水面衔接分析计算
案例分析： 2.水面落差△z计算
水力分析与计算
倒虹吸管水面衔接分析计算
主讲人：王勤香黄河水利职业技术学院
2014.10
水力分析与计算
水力分析与计算
倒虹吸水力分析与计算
一、倒虹吸管水力分析
△z
1
△z
2
△z
3
z z1 z2 z3
二、倒虹吸管水力计算内容
（1）选择适宜的流速，确定管径；（2）已知管径、管道布设，校核过流能力；（3）确定下游渠道水位和渠底高程（求水面总落差）。
渐变段型式反弯扭曲面形 1/4圆弧方头形直线扭曲面形
ζ1 0.1 0.15 0.3 0.05~0.3
ζ2 0.2 0.2 0.7 0.3~0.5
z z1 z2 z3
（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3 v3、v4——出口渐变段首、末端断面平均流速 ζ2——出口渐变段局部水头损失系数 v42 z3 (1 2 ) 2g
倒虹吸水面衔接分析计算
案例分析：
（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2
A 2 2 gLi A 2 v2 v2 v22 z2 i ( ) 2 ( ) Ci Ri Ai 2g 2g Ai
2'
2'
A 2 2 gL A 2 A2 v2 i A、 Ai—管道出口断面及计算管段断面面积； z2 i 2 1 2 A Ci Ri Ai A2 2 g i

倒虹吸管的水力计算

钢管管壁的应力用三向强度理论平面应力重叠法计算。
其他各种预制管一般是按照设计要求，选用厂家生产的各种定型产品而不单独进行结构计算。
28 | 倒虹吸管
镇墩
荷载：
镇墩自重、水管在转弯段由内水压力引起的轴向力、管道弯曲段水流离心力及水重、土压力等。由管道传给镇墩上的荷载有：管道自重、管内水重、管道上填土压力、管道摩擦力、河道水面以下管道浮力、水流对管壁的摩擦力以及因温度影响而产生的轴向力等。
21 | I倒虹吸管
22 | 倒虹吸管
倒虹吸管管径根据选定的流速按下式计算确定：
D 4Q v
式中
D—管径（m）； Q—流量（m3/s）； V—流速（m/s）。
23 | 倒虹吸管
倒虹吸管的输水能力按压力流计算，其计算公式为：
QmA 2gz
式中
Q—流量（m3/s）； A—倒虹吸管的断面积（m2）； Z —上、下游水位差（m）； μ—流量系数。
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！
倒虹吸管总的水头损失按下式计算：
hw ( 0
l ) v2
D 2g
24 | 倒虹吸管
式中 0 -出口损失系数； -局部损失系数总和； l -沿程摩擦损失系数；
D
倒虹吸管的结构计算
荷载：管身自重、管内水重、土压力(铅直土压力和水平土压力)，内水压力、外水压力、管道弯曲段水流离心力、地面荷载、地基支承反力、由于温度变化和混凝土干缩引起的内力以及地震荷载等。

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

进口段包括进水口、闸门、启闭台、拦污栅、通气管及渐变段，对于1～ 3级倒虹吸管，进口前的渠道一侧应设泄洪闸（或溢流堰）。多泥沙渠道，尚应设沉沙及冲沙设施。
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

Ｂ≥ １．５ｂ：
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＝￣４２ｇｚ
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

倒虹吸水力计算问题

μ为流量系数；L为管身长；R为管身水力半径；C为管身谢才系数；∑ζi
为包括出口局部水头损失系数在内的管身各项局部水头损失系数之和。
● 圆形断面倒虹吸管的水力计算
● 计算公式圆形断面倒虹吸管可按《水工设计手册》及《倒虹吸管》介绍的方法计算，《灌溉与排水工程设计规范》介绍的方法也与此相同。
圆形断面倒虹吸管水力计算公式如下：
●
管身弯道局部水头损失系数不同计算公式的分析比较
各种计算方法所采的各种局部水头损失系数基本相同，但所采用的弯
道损失系数计算公式有所不同。压力管弯道局部水头损失系数的计算公式很多，计算值差别很大。
《水力计算手册》的表1-3-4 中只列有圆形缓弯管及圆形急弯管的弯道
局部水头损失系数计算公式。《倒虹吸管》所介绍的弯管局部水头损失系数计算方法实际上仅适用于圆形缓弯管，且其值是众多弯道局部水头损失
式中：ζ6 为弯管局部水头损失系数；H 为管高；R 为弯道中心半径；α为弯道中心的圆心角。
● 倒虹吸管水力计算的类型倒虹吸管的水力计算一般有以下三种情况： (1) 已知流量及管径、管数，计算水头损失。这种情况可直接利用有关公式一次算得各部位及总的水头损失；
(2) 已知流量及设计水头，计算管径及管数。这是通常的一种设计情
7/2 1/ 2 D 6 0.131 0.1632 R 90
式中：ζ6 为弯道局部水头损失系数；D 为管径；R 为弯道中心半径；
α为弯道中心的圆心角。
●
计算公式
3．《倒虹吸管》计算公式：《灌区水工建筑物丛书》及《取水输水建筑物丛书》的《倒虹吸管》也基本上采用了与《水工设计手册》相同的计算方法，与其不同之处为：（1）出口局部水头损失系数ζ出按下式计算：

倒虹吸计算书

旧寨倒虹吸计算书、基本资料设计流量： 2.35 m3/s加大流量： 2.94 m 3/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(B 1-B2)或L=C 1h；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；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：KQ1265C △PA 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；△P 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=0.0294 m2；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 。

倒虹吸管结构计算

1、基本资料洞顶填土高度 4.3m回填土容重19.1kN/m3顶板厚度0.4m底板厚度0.5m侧墙厚度0.4m砼容重25kN/m32、计算依据（1）、《水工建筑物荷载设计规范》 DL 5077-1997；（2）、《水工混凝土结构设计规范》 SL191-2008；（3）、《涵洞》取水输水建筑物丛书 P130；3、荷载计算取单宽1m计算永久荷载标准值作用于顶板的垂直均布荷载总和q 2计算考虑最不利情况，洞内无水，则作用于顶板的荷载为顶板自重及洞上填土重（1）顶板自重0.4*25=10kN/m（2）洞上填土重计算(5-3)(5-1）式中：q t2—洞顶垂直土压力强度标准值，kN/m；H d —洞顶以上填土高度，m；γ—洞顶填土重度，kN/m3；K g —垂直土压力系数，根据填土种类及比值Hd/B由表5-2查取；K s —垂直土压力系数，根据地基刚度及比值Hd/B1由表5-1查取；B 1—洞身总宽，m；B 0—洞顶处槽宽，m；因H d /Bc=4.3/16.9=0.254查表5-2得Kg=1KgγH dB 0(m)B 1(m)q t2H d /B 1q t2洞顶垂直土压力计算表11022)(B B B Hk q dg t +=γdt H Ks q γ=2119.14.312.6 3.8177.23 1.1382.13按公式5-3计算的垂直土压力强度标准值大于按式5-1计算值，则土压力强度为82.13kN/m（3）作用于底板底面垂直均布荷载总和q 1计算作用于底板底面垂直均布荷载总和q 1为地基反力与洞内水重之和，因地基反力按均匀分布考虑，底板自重及洞内水重均与其产生的地基反力相抵消，计算地基反力时只考虑顶板及侧墙重。

侧墙厚(m)侧墙高(m)侧墙重(kN)L(m)化为q 侧墙(kN/m)q 1(kN/m)0.43603.815.79107.92（4）水平土压力计算采用《砼重力坝设计规范》B.2作用于底板均布荷载计算表)245(tan 2ss s h r P ϕ-=土土P s—土压力强度(kN/m))h s—填土高度(m)φs—填土的内摩擦角水平土压力计算表γ土hs上hs下фs(°)45°-φ/2tan(45°-φ/2)P顶土P下土19.10 4.308.2026.00320.6232.0761.15永久荷载设计值(1)顶板自重 1.05*10=10.50kN/m(2)顶板填土自重 1.05*82.13=86.24kN/m(3)底板底面均布荷载 1.05*107.92=113.32kN/m(4)土压力设计值 1.2*32.07=38.48kN/m（侧墙上）1.2*57.8=73.38kN/m（侧墙下）四、内力计算底板均布q 1顶板均布q 2侧墙上 q 3 侧墙下 q 4加腋尺寸113.3296.7438.4873.380.25半板跨长 L 1墙跨长 L 2底板厚 d 1顶板厚 d 21.73.450.50.40.4注：下表数据随本表数据改变而改变;荷载指向涵内为正; 尺寸单位为 m ; 荷载单位为 kN 及 kN/m .结点D C杆端DBBD BA AB AC CA劲度 K 0.0060.0060.0060.003分配系数μ0.4980.5020.6630.33754.580109.161-58.94152.017-93.189-46.59513.65727.31413.858-13.85831.793-31.793-32.084-16.042A单孔箱涵弯矩分配表弯矩单位：kN •m箱涵设计基本资料表MFB5.32110.642 5.399-5.3992.648-2.648-2.673-1.3360.4430.8870.450-0.4500.221-0.221-0.223-0.1110.0740.037弯矩合计89.24274.499-74.49973.445-73.445-66.302注：本表数据随基本资料表中数据改变而改变；杆端DB 即底板跨中；杠端CA 即顶板跨中。

倒虹吸计算公式

倒虹吸计算公式
实际上虹吸流动时有水流阻力，有能量损失，需知道虹吸管的长度及布置情况。

做为初学，可假定为理想情况，不考虑能量损失。

设水源水面到虹吸管出口的高差为H，列水源水面到虹吸管出口的伯努利方程得：
H1=V^2/(2g) , 得虹吸流速：V=(2gH1)^(1/2)
虹吸流量：Q=(3.14D^2/4)(2gH1)^(1/2) D为虹吸管内径。

设最高点压强为P，虹吸管最高点到出口的高差为H2，列最高点到出口的伯努利方程得：
H2+P/(pg)+V^2/(2g)=V^2/(2g)
得：P = -pgH2 (相对压强，即不包括大气压，相对压强为负值，即绝对压强小于大气压，就是处于一定的真空状态，理论上最大真空值不能超过10米水柱，即H2<10米水柱）
也可列容器液面到最高点的伯努利方程：
0=H3+P/(pg)+V^2/(2g)
P=-pg[H3+V^2/(2g)]=-pg[H3+H1] = -pgH2 （答案与上面相同）
当然虹吸管的工作条件之一是虹吸管必须先充满水，而且管道不进气（容易进气的部位是在虹吸管的顶部，因为此处压强小于大气压，而虹吸管两端进出口处都大于大气压，倒不容易进气。

）因此虹吸管壁不能有孔眼和裂缝。

因实际的水流有阻力，有能量损失，虹吸管顶点的允许安装高度远小于10米！
说明：本例在不考虑水流能量损失，而且虹吸管截面是均匀的情况下，得出与截面积、管长、流速无关。

但实际有水流的能量损失，计算要远比以上复杂。

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 。