排水站设计说明书

目 录 第一章第一章 基本资料及设计任务基本资料及设计任务 4 一 设计任务 4 二 基本资料 4 三 设计程序 6 第二章第二章 泵站工程规划泵站工程规划 7 一 泵站枢纽布置 7 二 确定水泵的特征扬程 8 三 确定泵站的设计排水流量 9 第三章第三章 机组选型机组选型 9 一 原则 9 二 依据 9 三 机组类型 10 第四章第四章 泵房建筑物设计泵房建筑物设计 10 一 建筑泵房结构类型 11 二 泵房布置 11 三 确定泵房尺寸 12 四 确定泵房附属措施 14 五 辅助设备构造及各细部尺寸 15 第五章第五章 泵站进出水建筑物设计泵站进出水建筑物设计 16 一 前池设计 16 二 出水建筑物设计 17 精品文档 2欢迎下载 第六章第六章 水泵工作点的校核水泵工作点的校核 18 一 校核目的 18 二 排水时阻力参数确定 18 三 工程校核 19 第七章第七章 泵房整体稳定校核泵房整体稳定校核 20 一 抗渗校核 20 二 地基应力校核 20 三 抗滑校核 22 四 抗倾稳定校核 23 第八章第八章 结构结构计计算算 23 第一节第一节 水泵梁设计水泵梁设计 23 一 基本资料 23 二 荷载分析 23 三 内力计算 24 四 配筋计算 24 五 水平冲击力及配筋计算 24 六 斜截面抗剪计算 25 七 抗裂计算 26 第二节第二节 牛腿计算牛腿计算 26 二 纵向受拉钢筋 27 三 水平箍筋配置 27 四 斜截面强度计算 28 第三节第三节 电机层楼面设计电机层楼面设计 28 一 楼板计算 28 二 电机梁的计算 29 设计参考资料 30 精品文档 3欢迎下载 第一章 基本资料及设计任务 一 设计任务一 设计任务 位于盘锦吴家总干的双台子河入口处的红旗闸 因近年来连续几次大洪水 外 河洪水位高 涝区的积水不能排除 市区及农田受到严重威胁 加之辽干大堤已按 省规划二十年一遇标准进行整治 其闸的高度和宽度等都不适应堤防要求 为了保 证双台子区及兴隆区农田及市区排水要求 保证农业生产和城乡人民生命财产安全 兴建在汛期外河能够机排的于岗子排水站 二 基本资料二 基本资料 一 地区概况 1 排水控制范围及地形 排水站位于新兴农场何家坝滩地 负担盘山县 大洼县 兴隆区及市区 102 45km 的排水任务 其中农田 81 2km 市区 21 25km 在本范围内 地势平坦 自然地面高程北向南为 3 4m 至 2 3m 高差为 1 1m 自然坡降 1 20000 在吴家乡 至兴隆区地势较缓 坡降约为 1 50000 兴隆区至大洼县农场约为 1 10000 2 气象水文 年平均气温 2 3 度 最冷一月份平均气温 10 4 度 最热七月份平均气温 24 4 度 年平均降水 611 6mm 雨量集中在七八月份 占全年降雨量的 52 日最大降雨 量为 141 2mm 一次连续最大降雨量为 236 4mm 年日照为 2786 6 小时 无霜期大 精品文档 4欢迎下载 约为 180 天 年蒸发量为 1705mm 年平均湿度 66 由于双台子河上游来水量受双台子河闸控制 除汛期外 河道主要受海潮影响 汛期设计潮位 1986 年与 1981 年的 5 6 月份实测潮位如下 表表 1 1 1 1 双台子河实测潮位双台子河实测潮位 频率 潮位 m 潮型 P 5 P 10 86 年汛期实 测 81 年 5 6 月 份实测 高潮 6 215 304 202 29 低潮 5 924 963 900 94 平均 6 025 134 051 62 3 工程地质 自地表开始 0 4M 为亚粘土及轻亚粘 4 7M 为梅细砂 7 9M 为亚粘土 10M 以 下为梅细砂 表表 1 1 2 2 地基土壤物理力学特性地基土壤物理力学特性 内磨擦角凝聚力 C湿容重 r干容重 r承载力 R 度 Kg cm T m T m T m 220 21 851 611 表表 1 1 3 3 回填土壤物理力学特征回填土壤物理力学特征 内磨擦角凝聚力 C湿容重 r干容重 r浮容重 度 Kg cm T m T m T m 2001 701 41 0 4 土壤及水文地质 土壤组成主要以盐化草甸土及硫酸盐渍田为主 其中硫酸盐渍田占全区的 29 5 盐化草甸土占 13 5 本区地下水埋深为 0M 汛期 0 7M 非汛期 5 冻结深度 1 4M 6 最大平均风速 25 7M S 7 地震基本裂度为 7 度区 8 交通条件 本站场外交通较便利 油田公路及乡路均可到达现场附近 需另 修进场路 500M 9 社会经济情况 区内有耕地 17 34 万亩 其中水田 17 32 万亩 菜田占地 0 02 万亩 荒地及村镇等占地 28 47 万亩 农村总人口为 88318 人 农业劳力 18565 人 分属不同的 4 个场乡 精品文档 5欢迎下载 10 即有工程 本区防洪排涝主要工程为吴家总干 总干首端及尾端分设进水闸与排水闸 沿 岸有排灌及排灌点计 11 座 总干淤积严重 据实测平均每断面淤积 82 立方米 尾 端排水闸年久失修 汛期外河高水位不能自排 当防洪标准提高后 该闸与大堤规 模不相适应 11 农业生产情况 区内以种植水稻为主 大部分地区土质肥沃 逐步形成稳产高产田 亩产均在 800 斤以上 部分地区以高达 1260 斤 二 排水模数和排水流量 排涝标准 十年一遇 查 辽宁中部平原区排水目数表 南部地区三日降水量 190 200mm 旱田机排模数 0 34 0 4m S km 水田排水模数为旱田模数的 70 80 根据地区实际情况采用 75 水田排水模 数取 0 4 0 75 0 30 m S km 城市排水模数取 1 m S km 城市降雨以 120 分钟计算作为降雨的最大历时时段 按农田和城市同时排水 利用吴家总干进行部 分调蓄 将各排水口流量组合到站址外 拟定排水流量为 30m S 三 水位 1 进水池水位 最高水位 3 20M 机 排 最高运行水位 1 7M 设计水位 1 10M 自 排 最高水位 2 12M 正常水位 1 328M 地下水位 0 7M 2 外河水位 本站排水口属洪水潮水交替作用的过度段 当频率为 20 年一遇时 受洪水控制 最高潮水位 6 5M 10 年一遇最高潮水位是 5 30M 出水池水位 5 60M 外河非汛期时 正常高潮位是 2 56M 正常低潮位是 0 65M 四 防洪堤 1 堤顶高程 8 15M 2 边坡系数 迎水坡为 2 5 背水坡为 3 5 五 渠道 1 吴家总干站地处断面尺寸 渠底高程 1 00M 底宽 49 00M 边坡 10 2 2 堤外 渠底高程 1 00M 底宽 49 00M 边坡 10 2 站址处地面高程 2 50M 精品文档 6欢迎下载 三 设计程序三 设计程序 一 资料分析与计算 1 基本情况及建站缘由 2 排水流量的确定 3 水文气象 4 根据内外水位分析 计算设计净扬程 最大净扬程 最小净扬程 5 根据排水流量 排水面积 确定工程等级建筑物级别 二 机组选型 拟选几种型号水泵 进行分析比较选之 同时确定配套电动机 三 枢纽总体布置方案比较 四 建筑物设计 1 泵房 2 进水建筑物 3 出水建筑物 4 水泵工作点校核及安装高程确定 5 辅助设备选择及布置 6 建筑物稳定校核 7 结构计算 水泵梁 牛腿 电机层楼板等 五 绘制设计图纸 第二章 泵站工程规划 一 泵站枢纽布置一 泵站枢纽布置 一 站址选择 站址选在新兴农场何家坝外滩地处 双台子河堤坝外侧 吴家总干尾端 主要 考虑了以下几个方面 1 充分利用原有工程 1968 年修建的红旗闸 对减小工程投资很有利 2 地质条件较好 3 吴家总干地区农田及市区受涝严重 在此建站可以排除汛期 大量的积水 4 交通便利 油田公路及乡公路均可到达现场附近 5 泵站自排与机排相结合 可以改善吴家总干淤积严重的状况 精品文档 7欢迎下载 二 建筑物级别确定 根据排水流量 排水面积 查 泵站设计规范 本泵站工程等级为 3 级 主要 建筑物为 3 级 次要建筑物为 4 级 临时建筑物为 5 级 三 枢纽布置原则 1 服从地区治理规划要求 2 要创建良好的水流条件 引水 进水流态平稳 不能产生回 流 死水区旋涡 3 充分发挥各建筑物的最大作用 4 各建筑物要互相协调 保证运行安全 管理方便 5 尽量减少开挖 压占农田及原有建筑物的拆迁 6 尽可能满足综合利用的要求 排灌结合 自流与排水结合 四 枢纽总体布置方案比较 1 布置形式 按照自流排水建筑物和泵房的相对关系 排水泵站建筑物布置形式可分为合建 和分建式 按照泵房与围堤的相对位置 泵房建筑物布置分为堤后式和堤身式 2 方案比较 表表 2 2 1 1 枢纽总体布置形式比枢纽总体布置形式比 布置形式优 点缺 点 分建式进水平顺 出水池易于布置管理不便 投资大 合建式布置简化 管理方便投资低结构复杂 施工期较长 堤身式 出水流道短 泵房与出水建筑物浇筑在一 起 整体性强 操作 运行管理集中 建筑标准高 工程量大 通风 采光 防潮不好 堤后式 建筑标准低 容易满足抗滑 稳定的要求 基础应力分布比较均匀 有利于施工场地 布置和施工组织工作 操作 运行管理分散 3 结论 通过分析比较 本泵站决定采用合建式 堤后式的布置形式 精品文档 8欢迎下载 二 确定水泵的特征扬程二 确定水泵的特征扬程 1 进水池与出水池水位分析见表 2 2 表表 2 2 2 2 进水池水位与出水池水位一览进水池水位与出水池水位一览 水位进水池出水池 最高水位 3 26 5 设计水位 1 15 6 最低水位 1 12 56 2 确定水泵特征扬程 由于进水池水位的不同组合产生了泵站的不同扬程 即泵站的特征扬程 查 机电排灌设计手册 表 1 9 粗估计水力损失为净扬程的 20 1 设计净扬程 H 净设 是泵站进 出水池设计水位差 H净设 出设 进设 5 6 1 1 4 5m 则 H设 1 20 4 5 5 4m 2 最高净扬程 H净 max 可采用进出水池水位过程线中的最大 位置 H净 max 出 max 进 min 6 5 1 1 5 4 m 则 Hmax 1 20 5 4 6 48 m 3 最低净扬程 H净 min 可按进出口水池水位过程线中的最 小差值 H净 min 出设 进 min 2 56 1 1 1 46M 则 Hmin 1 20 1 46 1 75M 三 确定泵站的设计排水流量三 确定泵站的设计排水流量 根据资料拟定泵站的设计排水流量为 30m S 第三章 机组选型 一 原则一 原则 1 在高效区范围内能够满足设计流量及设计扬程 2 选用性能良好 水力特性抗气蚀性能 并与泵站 Q H 变化相适应的泵型 精品文档 9欢迎下载 3 所选水泵型号与台数便于建设 投资最少 4 便于运行调度 维修和管理 5 尽量照顾综合利用的要求 二 依据二 依据 主要的依据是流量和扬程两大要素 三 机组类型三 机组类型 1 初选泵型 考虑本泵站大流量 低扬程 初步选用轴流泵 查 水泵样 本 初选三种泵型如表 3 1 表表 3 3 1 1 泵型性能比较泵型性能比较 流量 Q功率 N KW 方 案 泵型号 叶 片 安 放 角 M hL s 扬程 H M 转速 n r min 轴功 率 电机型号和 功率 效率 叶 轮 直 径 D Mm 864024006 5186 582 957626605 3176 783 7136ZLB 85 4 1051229203 7 480 131 6 JSL 14 12 210kw 80 5 850 741620606 75167 381 5 813622605 5145 184 236ZLB 100 6 885624604 580 117 6 JSL 14 10 220kw 82 850 651018106 4113981 8 720020005 412583 6336ZLB 700 825022903 33 480 93 3 JSL 14 12 155kw 80 1 850 绘制 Q H 曲线 如附图 3 1 根据总排水量为 30m s 108000m h 及选型的 3 种泵的单泵流量 计算出各种 型号所需水泵台数 如表 3 2 表 3 2 方案水泵型号叶片安放角Q单设 m h 台数备注 136ZLB 85 4 957612 236ZLB 100 6 813614 精品文档 10欢迎下载 336ZLB 700 720015 考虑前渠底宽度 49 m 及合格的 适当的水泵台数 初步确定采用 36ZLB 85 型 立式轴流泵 共计 12 台 2 配套电机 JSL14 12 210KW 3000V 第四章 泵房建筑物设计 泵房设计包括 泵房设计包括 泵房结构类型的选定 泵房地基处理 泵房内部布置形式和各 部尺寸的拟定 泵房整体稳定校核以及各部分构件的结构设计和计算等 一般遵循 的原则有 1 在满足设备安装 检修及安全运行的前提下 机房的尺寸和布置尽量紧凑 合理 以节约工程投资 2 泵房在各种工作条件下应满足稳定要求 构件应满足强度和刚度要求 抗震 性能良好 3 泵房应座落在稳定的地基基础上 避开滑坡区 4 充分满足通风 采光 散热及低噪音要求 5 泵房水下结构部分应进行抗裂校核及防渗处理 6 在条件许可下 应讲求建筑艺术 力求整齐美观 为此可适当提高泵房的建 筑标准 一 建筑泵房结构类型一 建筑泵房结构类型 泵房的主要型式有 分基型 干室型 湿室型及块基型等 分基型的主要特点 是房基与机墩分开 设备的基础与泵房基础分开 无水下结构 适用于卧式及斜式 水泵 干室型的主要特点是四周墙壁和底板形成一个干燥的不透水的地下室 适用 于水源水位变幅较大的情况下 湿室型的结构特点是水泵的进水池与泵房合并建筑 分为上下两层 叶轮多淹没在水中 形成一个湿室 适用于中小型的立式轴轮泵和 中小型立式离心泵 块基型的结构特点是水泵的进水流道与泵房的底板用钢筋砼浇 成一个整体 适用于大型水泵 分析当地的地基情况及土壤 地质等条件 湿室型泵房较为适合 结构特点 水泵的进水池与泵房合建共用一底板 泵房分为上下两层 上层为电机层 安装电 动机及配电设备 下层为水泵层 安装水泵 叶轮淹没于水中 形成一个湿室 结构形式 湿室型结构分为墩墙式 排架式 箱形结构式和圆筒式等 分析 墩墙式结构 水泵工作互不干扰 水流条件好 便于单台检修 墩墙和底板可采用 精品文档 11欢迎下载 浆砌石结构 可就地取材 施工简单等优点 决定采用墩墙式湿室型泵房 二 泵房布置二 泵房布置 泵房的厂房一般有三个部分组成 即主厂房 主要布设主机组 副厂房 布设 电器设备 检修间 检修机组及电器设备等 查标准 GB T50265 97 该泵站为中型规模 为此 该泵站泵房布置包括主厂 房 副厂房及检修间 1 主厂房与副厂房及检修间的相对位置有一端式和一侧式 主要根据泵站的 地形 地质条件 高压线路的来向 进厂公路的位置等加以确定 2 主机组的布置有一列式和双列式交错排列两种形式 3 布置形式比较如表 4 1 布置形式优 点缺 点 一列式布设整齐 主厂房跨度小 机组数目多时 主厂房长度过厂 对泵 房基础稳定不利 双错式可减小工程开挖量 增加了主厂房跨度 厂房内部不整齐 运行管理不便 一端式 可减小泵房跨度 主厂房 进出水侧可 以开窗 有利于自然通风和采光 机组台数较多 主厂房纵向长度较 时 运行管理不便 一侧式缩短泵房长度 便于运行管理 主厂房出水侧无窗 影响泵房的自然通 风和采光 经过资料分析和布置形式比较 泵房内主机组采用一列式布置 主厂房与副厂 房相对位置采用一端布置 副厂房布置于主厂房的右端 检修间布置于主厂房左端 主厂房示意图如图 4 1 图 4 1 三 确定泵房尺寸三 确定泵房尺寸 泵房尺寸包括平面尺寸和立面尺寸 根据设备的合理布置 满足设备的安全运 行及泵房的稳定要求 定出泵房的跨度和长度 根据机组及其起吊设备等条件定出 泵房的高度 精品文档 12欢迎下载 一 泵房平面尺寸 泵房平面尺寸包括其长度和跨度 查 机电排灌设计手册 与水泵与水泵站教 材 1 泵房长度 泵房长度主要根据机组的长度 隔墩厚度 机组与墙间间距以及检修间的宽度 等因素来确定 因机组为一列式布置形式 则按下式计算泵房的长度 1 主厂房长度 L n B n 1 a 2c 2n d L 12 1 1 11 0 9 2 1 1 2 12 1 2 53 1m 式中 L 泵房的长度 m n 机组台数 13 台 B 喇叭口宽度 1 1m d 机组至墙壁距离 取 1 2m a 两台机组之间的隔墩厚度 取 0 9m c 边墩厚度 一般取 1 1m 2 检修间长度确定为 5m 2 泵房跨度 根据泵房内进出管路 阀件 水泵横向长度及安装检修必须的距离而定 最小 的跨度不应小于 4 5m 计算公式为 B D b1 b2 b3 b4 b5 1 25 1 2 1 0 1 5 1 0 1 5 7 45m b5 b4 图 4 2 b3 b2 D b1 式中 B 泵房净宽 m D 电机外径 查手册 电动机部分 得 1 25m b1 电机外壳至出水侧墙壁距离 查手册取 1 2m b2 吊物孔边至电机外壳距离 去 1 0m b3 吊物孔宽度 按吊运最大部件尺寸决定 查取 1 5m b4 吊物孔边到进水侧墙壁距离 取 1 0m 精品文档 13欢迎下载 b5 检修工作桥宽 取 1 5m 二 泵房立面尺寸 泵房立面尺寸即为泵房内各层的高程 起决定作用的是水泵的安装高程 即水 泵叶轮中心线高程 其余高程可由此推算 1 水泵安装高程 安 min h 1 1 1 0 0 1m 式中 min 进水池最低水位 1 1M h 最小淹没深度 查水泵尺寸得 1 0M 2 水泵进口高程 进 安 0 45 0 1 0 45 0 35M 式中 0 45 值由水泵尺寸中查得 3 底板高程 底 进 h1 0 35 0 85 1 20m 式中 h1 悬空高度 取 0 85m 4 水泵梁高程 泵梁 进 a 0 35 1 238 0 888m 式中 a 水泵进口至水泵梁顶面的距离 查水泵尺寸得 1 238m 5 电机层楼板高程 楼 高 K 3 2 0 7 3 9m 式中 高 最高内水位 查资料得 3 2m K 安全超高 一般 0 5 1 0m 取 0 7m 6 吊车梁高程 梁 楼 h3 h4 h5 h6 h7 3 9 2 445 0 6 2 245 1 2 1 1 11 49 m 式中 h3 电机高度与垫块高度之和 2 245 0 2 2 445m h4 机组顶部与起吊部件底部的距离 取 0 6m h5 机组最大部件高度 查手册得 2 245m h6 起重绳垂直长度 取 1 2 倍的电机宽度得 1 2m h7 电动葫芦最小高度 查得 1 1 7 屋顶高程 顶 梁 h8 11 49 0 5 11 99m 式中 h8 电动葫芦的活动空间 取 0 5m h811 49 h7 h5 h4 h33 9 3 2 h1 h6 精品文档 14欢迎下载 图 4 3 泵房立面尺寸示意图 四 确定泵房附属措施四 确定泵房附属措施 1 起重设备 由于此泵站为中型 机组较大 因此考虑采用电动葫芦式起重设备 同时分析 其最大部件的重量 5 吨的起重设备能够满足要求 查 水泵站设计示例 表 10 92 得 采用 MD1型 5t 电动葫芦 其主要技术参数如下表 表 4 2 起重量 起升 高度 主要尺寸 mm 最大 轮压 重量 TmLLL1L2BHminKgKg 561023415205105102011002070440 2 副厂房 其尺寸主要决定于配电柜的数目及规格尺寸 并满足必要的操作维修空间 根 据电动机的额定电压 设置高压配电柜 查 机电排灌设计手册 配电装置部分 型号定为 GG 1A F 其外形尺寸为 1 218m 1 2m 3 1m 配电柜需要双面维修 故两面均不靠墙 柜后通道为 0 8m 柜前留有 1 5m 的空间 配电柜均为每台机组 一个 再另设两个总配电柜 共计 14 个 总长为 11 744m 其地板高程与电机层楼 板高程相同 0 8m 1 5m 08m 1 2m 1 5m 1 2m 0 8m 1 6m 1 218m 8 9 744m 1 6m 配电闸立面示意图 配电闸平面示意图 图 4 4 3 维修间 检修间布置与泵房的左端 紧靠进厂公路 其尺寸见前面泵房平面布置及站面 尺寸 4 电缆布置 精品文档 15欢迎下载 电缆线由配电间穿墙进入电机层 放置于电缆管道中 电缆管道明设于地面上 并紧靠电动机进线盒一侧 五 辅助设备构造及各细部尺寸五 辅助设备构造及各细部尺寸 1 湿室底板 采用 C20钢筋砼实心现浇板 其尺寸根据泵房平面尺寸确定 长边为 58 5m 宽边为 7 1 1 8 1m 厚度为 0 8m 四周设齿坎 2 边墩 采用 M10砂浆砌石建造 宽 110cm 3 隔墩 采用 M10砂浆砌石建造 墩后 90cm 4 电机梁 采用 C20钢筋砼预制件 断面为矩形截面 25cm 40cm 5 水泵梁采用 C20钢筋砼预制件 断面与电机梁相同 6 电机层楼板 采用 C15钢筋砼预制件 厚度为 20cm 7 吊车梁 采用 T 型吊车梁 8 楼梯 根据实际情况 采用简易吊梯 2 个 其长度为 3 9 1 842 0 5 5 242m 9 门窗 门窗编号及其尺寸表门窗编号及其尺寸表 编号个数宽 m 高 m 面积 m 备注 M 111 52 43 6 配电间防火门 M 211 22 02 4 配电间便门 M 313 74 215 54 检修间大门 C 1243 03 0216 泵房前后窗户 C 243 22 532 配电间窗户 C 323 03 018 检修间窗户 10 屋面大梁 采用 C20钢筋砼矩形截面预制梁 11 屋面板 采用 C15钢筋砼 12 屋面防水层 采用柔性防水结构屋面 在屋面板上现浇 4cm 厚砼 再在上 面敷二毡三油厚 6cm 的防水层 精品文档 16欢迎下载 第五章 泵站进出水建筑物设计 一 前池设计一 前池设计 前池引水渠与泵房之间的连接建筑物它具有平顺扩散水流的作用 其形式主要 有两种形式 即侧面进水和正向进水的前池 1 型式 根据实际情况及为了使前池有一个良好的进水条件 该泵站采用正面进水的前 池 边墙采用八字浆砌石翼墙 以便提供良好的进水条件 2 前池尺寸 1 前池底坡 引渠末端底高程为 1 0m 湿室底板高程为 1 2m 两者高差为 0 2m 查设计手册 一般认为 i 值取 0 2 0 3 比较合理 在此靠近湿室处取 0 2 坡长度为 1 米 2 前池扩散角 a 值 查设计手册 a 值在 40 20 范围内 a 在此取值为 20 3 前池长度 L 值 由公式 L B b 2 ctg a 2 得 L 51 9 49 2 ctg 20 2 8 22m 4 细部结构 池底近湿室 1 米长采用标准底坡 用 C10砼现浇 成为湿室的防 渗铺盖 铺盖段外 12 62 米 50 号砂浆砌石护底 厚为 0 4m 并设置 50 间距为 1 米 的梅花状冒水孔 下设反滤层排水 5 检修闸门及拦污栅尺寸 检修闸门设于前池进口处 尺寸为高 5 1m 宽 3 9m 各机组前都设置检修闸门 槽 但闸门共设计 2 扇 检修时交替使用 拦污栅设置于检修闸门前部 共设 12 个 具体尺寸见附图 二 出水建筑物设计二 出水建筑物设计 为了保证便于施工 出水流畅 本设计出水建筑物采用正向出水池的结构形式 其结构形式简单 一 出水池 1 出水池长度计算 L 3 58 V0 V渠 1 0 41D出 式中 V0 管出口平均流速 取 2 8m s V渠 管道平均流速 取 1 25m s 精品文档 17欢迎下载 D出 管出口直径 取 1 1m 由上式计算得 L 6 96m 取出水池长为 7m 2 出水池平直段的长度按有关资料的经验公式 4D出 即 4 4m 3 出水池其它尺寸的确定 1 管口下缘至池底的距离 P 此段距离主要用以防止池中泥沙或杂物等淤塞 出水口 采用 20cm 2 管口上缘最小淹没深度 由公式 Cmin 1 2 V0 2g 得 Cmin 0 4m 满足设计 要求 3 出水池宽度 根据经验公式 其最小单管出流宽度 B 大于或等于 2 3 倍的 D0 经计算比较 宽度采用泵房的净长度 51 9m 然后渐变至涵洞入口 宽度 为 15 8m 4 出水池底板高程 出水池底板下部有自流排水 渠道与穿堤涵洞相连 其 底板高程为 1 7m 5 出水池池顶高程 顶 高 h 6 5 0 5 7 0m 式中 高 汛期最高外涵水位 6 5m h 安全超高 取 0 5m 二 出水涵洞 出水涵洞采用原自排涵洞 矩形结构 共 4 孔 每孔净宽为 3 6m 高 2 2m 进 出口设有闸门 第六章 水泵工作点的校核 一 校核目的一 校核目的 其目的是检验所选的水泵是否在高效区内 电机是否超载 以及水泵的安装高 程是否合适 如果水泵的工作点不在高效区内 则要进行调节 水泵的工作点是根 据泵站的实际扬程和管路的损失等参数确定的 管路损失取决于水泵的管材 附件 及流量 而流量又取决于扬程的变化 为了准确工况必须经细致计算 二 排水时阻力参数确定二 排水时阻力参数确定 排水时 水从干渠引至前池 前池的设计内水位及最高水位为 设 1 1m max 3 2m 外河水位 max 6 5m 设 5 6m 现有下列几种组合求实际扬程来校核工作点 1 最高外水位与设计内水位 6 5 1 1 5 4M 精品文档 18欢迎下载 2 最高内水位与设计外水位 5 6 3 2 2 4M 3 设计内水位与设计外水位 5 6 1 1 4 5M 排水时水流经各特征建筑物顺序如下 进水喇叭口 直管段 60 弯管 30 弯管 出口及拍门 出水池 控制闸门 涵洞进口 涵洞 防洪闸 出口 计算沿程和局部水头阻力参数 1 管道 h程 S程Q h局 S局Q 1 喇叭口 L d 1 45 1 1 1 32L 所以渗径满足要求 2 渗透坡降 按三级建筑物轻亚粘土的情况 计算渗透允许坡降 J允 破坏坡降 J破坏 1 1 n 2 64 1 1 0 38 1 02 式中 土粒比重 查设计手册取 2 64 n 土的孔隙率 取 0 38 J允 J破坏 KB 1 02 1 5 0 68 式中 KB 流土安全系数 取 1 5 实际渗透坡降 J H L 5 7 67 0 085 J允 0 68 满足要求 经上面计算得 抗渗满足要求 二 地基应力校核二 地基应力校核 取完建期工况进行校核 及土建工程和安装工程已竣工 但未投产运行 进水 池中无水 机房主要承受建筑物和电机设备重量 将泵房各部重量对前趾取矩进行 计算 如下表 精品文档 20欢迎下载 作用力 t 力矩 t m 垂直 P 序 号 荷载名称 容重 t m 水平 F 力臂 m 1 底板 2 4917 574 54129 07 2 边墩 2 3116 134 5522 59 3 隔墩 2 31045 144 54703 13 4 水泵梁 2 423 046 8156 67 5 电机梁 2 423 046 8156 67 6 水泵 36 796 8250 17 7 电机 43 26 8293 76 8 电机层楼板 2 4150 386 0902 28 9 扣吊物孔 2 415 554 874 64 9 前墙 1 7182 81 7310 76 10 后墙 1 7182 88 81608 64 11 右侧墙 1 720 664 592 97 12 扣门窗 1 792 824 5417 69 12 吊车 1 24 55 4 13 吊车梁 1 964 58 82 14 屋面大梁 2 415 844 571 28 15 联系梁 2 47 264 532 67 16 屋面板 2 477 764 5349 92 17 门窗 0 0153 284 514 76 18 牛腿 2 470 964 5319 32 P2811 44 M13436 55 精品文档 21欢迎下载 偏心矩及断面应力校核 合力作用点到上游端点的距离为 B1 M P 13436 55 2811 44 4 78M 偏心矩 e B 2 B1 9 2 4 78 0 28M 合力偏于下游 0 28M 又因 e 9 6 1 5M 故湿室底板与地基之间不致于产生拉 应力 底板上下游端点的地基应力为 Pmaxmin P BL 1 6e B 2811 44 9 53 1 1 6 0 28 9 6 984 78t m 11t m2 不均匀系数 Pmax Pmin 6 98 4 78 1 46 Kc 1 05 安全 精品文档 22欢迎下载 四 抗倾稳定校核 四 抗倾稳定校核 倾覆稳定系数计算 K0 M1 M2 8302 04 4970 29 1 67 K0 1 3 故满足抗倾稳定要求 第八章 结构计算 第一节 水泵梁设计 一 基本资料一 基本资料 水泵梁位于湿室内 采用矩形截面 尺寸为 400 250mm 采用 C20 钢筋采用 I 级钢筋 采用单跨简支梁形式进行计算 二 荷载分析二 荷载分析 p q 1 集中荷载 水泵重 5 92t 由两根水泵梁承担 P1 5 92 2 2 96t 29 03KN 2 弯管重 已知弯管半径 R 1 372 弯管为 30 度 其壁厚为 9mm G 0 158t 则 P2 G 2 0 78KN 3 直管重 2m G 2 0 2194 0 4388T 重量由水泵梁承担 3 4 其余 1 4 由 进水池侧墙承担 则 P3 3 4 0 4388 2 0 165t 1 62KN 4 水重 P4 3 14 1 1 2 2 3 4 2 9 81 6 99KN 5 P P1 P2 P3 P4 29 03 0 78 1 62 6 99 38 42KN 2 均匀荷载 1 水泵自重 q1 2 4 0 25 0 4 2 35KN m 2 检修荷载取 2 5KN m 由两根梁分担 则 q2 1 25KN m 3 q q1 q2 2 35 1 25 3 6KN m 精品文档 23欢迎下载 三 内力计算三 内力计算 梁的计算跨度为 1 05L 1 05 3 5 3 68m 跨中最大弯矩 M qL 8 PL 4 3 6 3 68 8 38 42 3 68 2 2 41 44KN m 四 配筋计算四 配筋计算 按矩形梁计算 取保护层 3cm 有效高度 h0 40 3 37cm 宽度 b 25cm 求 as as M fcm b h0 41440000 11 250 370 0 11 求 rs rs 1 1 2as 1 2 2 1 1 2 1 1 1 2 2 0 94 As As M fyrsh0 41440000 210 0 94 370 567 38mm 则选用 2 19 s 567mm 4 经验配筋率 s bh0 567 250 370 0 61 其值在梁的经济配筋 率 0 6 1 5 之间 故适合 五 水平冲击力及配筋计算五 水平冲击力及配筋计算 一 水平冲击力的计算6 5 当出水池水位为 6 5m 设倒流流量 Q逆 1 6Q正 1 6 2 66 4 26m sv1 p1 2 53 水泵弯管截面 0 63m 倒流流速30 V1 4 26 0 63 6 69m s 略去倒流时水头 损失 则水泵弯管出口出的水压力 v2 p2 强度为 p1 h1 V1 2 g h损 10 3 97 6 69 2 9 81 0 16 89KN m 截面所受压力 P1 16 89 0 63 10 64kN 采用动力系数 2 0 分项系数 Q 1 4 一根梁受力 则 Px Q Rx 2 Q P1COS Q逆V1COS g 2 1 4 2 10 64 cos30 10 4 26 6 69 cos30 9 81 2 48 12KN 二 内力计算及配筋 按机组每隔一跨产生冲力组合 查表进行计算 系数 K 0 211 M冲 KPXL 0211 48 12 3 68 37 36KN M 精品文档 24欢迎下载 泵梁高度 h 400MM b 250MM h0 250 30 220MM 1 计算 as M冲 fcmbh0 37360000 11 400 220 0 17 2 计算 s 1 1 2as 1 2 2 1 1 2 0 17 1 2 2 0 91 3 计算 As 37360000 210 0 91 220 888 64mm 考虑梁上下各配置一根架立筋 19 A1 283 5mm 尚需配用 A2 AS A1 888 64 283 5 605 14mm 选用 2 20 AS 628mm B 2 19 400 Px2 2 19 A250 6 200 六 斜截面抗剪计算六 斜截面抗剪计算 1 梁的剪力计算 1 均布荷载作用下 V1 qL 2 3 6 3 5 1 05 2 6 62 2 集中荷载作用下 L 3 5 1 05 3 675m a c L 1 84 3 675 0 5 0 586 2 a 4 2 0 5 4 0 375 K 2 2 0 375 0 28 a 0 50 75 用本式验算构造配筋条件 V 0 2fcbh0 1 5 0 2 10 250 370 3 1 5 41111 11N0 000952 故符合要求 七 抗裂计算七 抗裂计算 验算受弯较大的一个截面 M 41 44KN M 钢筋弹性模量 Es 210 103N mm 砼弹性模量 Ec 25 5 103N mm 砼轴心抗拉强度标准值 ftk 1 5N mm 一 换算截面倍数 n Es Ec 210000 255000 8 235 二 折算受压区高度 x0 x0 bh 2 nAsh bh nAs 300 400 2 8 235 567 400 300 400 8 235 567 207 49mm 三 换算的惯性矩 I0 I0 bx0 3 b h x0 3 aAs h0 x0 300 207 49 3 300 400 207 49 8 235 270 207 49 2624977087mm 四 换算截面受拉边缘弹性抵抗矩 W0 W0 I0 h x0 2624977087 400 207 49 13635536 27mm 五 拉应力计算 受拉区砼塑性影响系数 m 1 75 sv M W0 44140000 13635536 27 3 23N mm 0 2 合适 三 水平箍筋配置三 水平箍筋配置 水平箍筋按构造要求 选择 8 S 50mm As 50 3MM 其总面积为 588 51mm 在上部 2 3h0范围内的总面积为 392 34mm As1 2 226mm 故箍筋的配 精品文档 27欢迎下载 置满足要求 四 斜截面强度计算四 斜截面强度计算 受压面积 Ac 300 400 120000mm Fvk Ac 50040 120000 0 4170 3 按构造要求设置弯起钢筋 弯起钢筋采 用变形钢筋 设置于牛腿上部 L 6 至 L 12 之间 其截面积为 Asb 339mm 即 3 12 Asb 339 2As1 3 2 252 3 168mm 配筋率为 0 39 0 15 所以满足要求 牛腿的设计尺寸与配筋如图所示 3 12300200 12 8 45 585 600 585