水闸计算公式

工程名称：XXXXXX 设计阶段：初步设计
2006.12.13
计算建筑物：倒虹吸管（总长140m，2×φ 3.8m，Q=12.5） 计算内容：抗浮计算、水头损失计算、钢管抗外压计算、钢管抗内压计算、地基承载力计算 计算结果汇总表 计算内容 抗浮计算 水头损失计算 钢管抗外压计算 钢管抗内压计算 地基承载力计算 计算目标 安全系数 总水头损失 安全系数K 安全系数K / 计算结果 1.530 0.273 7.397 25.714 /
项目 1、基本资料 设计流量Q 倒虹吸总长度L 材料糙率n 管径D 2、抗浮计算 外包砼宽度 外包砼高度 钢管壁厚 钢管自重 外包砼自重 排开的水重 抗浮安全系数 3、水头损失计算
单位 m3/s m / m
数量 15.000 27.000 0.014 3.500
m m m t t t /
9.600 4.800 0.020 3.431 67.094 46.080 1.530
6、地基承载力计算 倒虹吸外包砼底高程为-4.5m，基底以到基岩，无需进行承载力计算。
2.13
抗内压计算、地基承载力计算
备注
单位m
位于基岩上，无需计算 矩形管 一、已知流量、管径，求水位差 1、基本参数 设计流量Q 倒虹吸总长度L 材料糙率n 管径D 过水面积A 管内流速 2、沿程水头损失 水利半径R 谢才系数C 沿程损失hf 3、局部水头损失 （1）ξ
拦污栅与水平面夹角a(角度) 栅条形状系数β （4）ξ 出口 ∑ξ （1）+（2）+（3）+（4） 局部损失hj 4、总水头损失 hf+hj
80.000 0.000 0.500 0.950 0.045
0.078 无拦污栅则取0 校核
流量符合
Q 15.000
μ 0.673817 Q 3.569153051 15.000
5、钢管抗内压稳定计算(水工手册P/7-202)
P cr
s 1 r
cm cm 公斤力/cm2 m m 175.000 2.000 2250.000 257.143 10.000 25.714
钢管内径r 钢材厚度δ 钢材的屈服点ζ s 围岩的内压承载率ε Pcr 实际总内压P 安全系数K
h总＝h f h j
Q 2l hf 2 2 CAR
Baidu Nhomakorabea
v2 h j 2g
过水面积A 管内流速v (1)沿损 水利半径R m2 m/s m 9.621 1.559 0.875
谢才系数C 沿程损失hf (2)局损 （1）ξ 进口 （2）ξ
闸槽（2个）
/ m
69.857 0.015 0.500 0.200 0.479 0.030 0.100 80.000 2.420 0.500 0.400
初步选定管径
D0
0.002467 Q235钢
按10米水头 按3米覆土
Q＝w(2gz)
流量符合
0.5
/(λ L/D+∑ζ j)
Q 3.196
规范要求大于2
按水头 按10米水头 抗内压不是控制因素
ω 9.621 V 1.5
2g 19.6
z 0.273
μ #DIV/0!
ω 2.543
2g 19.6
z 1.525
备注
12.500 180.000 0.013 3.600 12.960 0.965
考虑2根管 考虑扣除2根管体积
0.900 75.584 0.033
进口
0.250
（2）ξ
闸槽（2个）
0.200 0.000 0.030 0.100
（3）ζ 拦污栅＝β （s/b）4/3sina 拦污栅栅条厚度s(m) 拦污栅间距b(m)
（3）ζ 拦污栅＝β （s/b）4/3sina 拦污栅栅条厚度s(m) 拦污栅间距b(m) 拦污栅与水平面夹角a(角度) 栅条形状系数β （4）ξ 出口 （5）ξ弯管2个
∑ξ （1）+（2）+（3）+（4）+ （5） 局部损失hj (3)总水头损失 hf+hj 4、钢管抗外压稳定计算(水工手册P/7-203)
2.079 m 0.258 0.273
0.25 Pcr 3440 s r
1 .7
钢管内径r 钢材的屈服点ζ s 钢材厚度δ 临界外压Pcr 外水压力 土压力 实际总外压P 安全系数K
cm 公斤力/cm2 cm 2 公斤力/cm 吨 吨 公斤力/cm2
175.000 2250.000 2.000 11.836 10.000 6.000 1.600 7.397