排水站设计说明书

目 录第一章 基本资料及设计任务 4一、设计任务 4二、基本资料 5三、设计程序 10第二章 泵站工程规划 11一、泵站枢纽布置 11二、确定水泵的特征扬程 13三、确定泵站的设计排水流量 14第三章 机组选型 15一、原则 15二、依据 15三、机组类型 15第四章 泵房建筑物设计 17一、建筑泵房结构类型 17.. .. ..二、泵房布置......................................................................................................18三、确定泵房尺寸..............................................................................................20四、确定泵房附属措施......................................................................................24五、辅助设备构造及各细部尺寸.....................................................................25第五章泵站进出水建筑物设计......................................................27一、前池设计......................................................................................................27二、出水建筑物设计..........................................................................................28第六章水泵工作点的校核..............................................................30一、校核目的......................................................................................................30二、排水时阻力参数确定..................................................................................30三、工程校核......................................................................................................32第七章泵房整体稳定校核..............................................................33一、抗渗校核......................................................................................................33二、地基应力校核..............................................................................................34三、抗滑校核......................................................................................................37四、抗倾稳定校核：..........................................................................................38.专业资料... .. ..第八章结构计算...........................................................................39第一节水泵梁设计........................................................................39一、基本资料......................................................................................................39二、荷载分析......................................................................................................39三、内力计算......................................................................................................40四、配筋计算......................................................................................................40五、水平冲击力及配筋计算..............................................................................41六、斜截面抗剪计算..........................................................................................42七、抗裂计算......................................................................................................44第二节牛腿计算...........................................................................45二、纵向受拉钢筋..............................................................................................46三、水平箍筋配置..............................................................................................47四、斜截面强度计算..........................................................................................47第三节电机层楼面设计................................................................48一、楼板计算......................................................................................................48二、电机梁的计算..............................................................................................50.专业资料... .. ..设计参考资料 ：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30第一章 基本资料及设计任务一、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.专业资料... .. ..水站。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102.45km2的排水任务，其中农田 81.2km2，市区21.25km2。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.专业资料... .. ..表1–1双台子河实测潮位频率86年汛期81年5~6潮位(m) P=5% P=10%实测 月份实测潮型高潮6.215.304.202.29低潮5.924.963.900.94平均6.025.134.051.623、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1–2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/cm2T/m3T/m3T/m3220.21.851.611表1–3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.专业资料... .. ..度 Kg/cm2 T/m3 T/m3 T/m320 0 1.70 1.4 1.04、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。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.专业资料... .. ..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 0.34-0.4m3/(S.km2)。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 m3/(S.km2)。城市排水模数取 1m3/(S.km2)。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 30m3/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.专业资料... .. ..自 排：最高水位 2.12M 正常水位 1.328M地下水位 ：0.7M2、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 ：8.15M2、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：1?2.02、堤外渠底高程 ：-1.00M 底宽：49.00M 边坡：1?2.0站址处地面高程 ：2.50M.专业资料... .. ..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.专业资料... .. ..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） 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。（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.专业资料.......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2–1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.专业资料... .. ..出水流道短 ，泵房与出水建筑物浇筑 建筑标准高 ，工程量堤身式 在一起，整体性强，操作、运行管理集 大，通风、采光、防潮中 不好建筑标准低 ，容易满足抗滑 ，稳定的要堤后式 求，基础应力分布比较均匀 ，有利于施 操作、运行管理分散工场地布置和施工组织工作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。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2–2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1.12.562、确定水泵特征扬程.专业资料... .. ..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=5.4m则：Hmax=（1+20%）×5.4=6.48m3）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根据资料拟定泵站的设计排水流量为 30m3/S。.专业资料... .. ..第三章 机组选型一、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；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、依据主要的依据是流量和扬程两大要素 。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3–1泵型性能比较方叶扬转速效叶泵型号流量Qn功率N（KW）案片程H率η轮.专业资料... .. ..安Mr/min%直放M3/hL/s轴功电机型号径角率和功率DMm864024006.5186.5JSL-14-1282136ZLB-85+4957626605.3480176.783.7850210kw1051229203.7131.680.5741620606.75167.3JSL-14-1081.5236ZLB-100-6813622605.5580145.184850220kw885624604117.682651018106.41139JSL-14-1281.8336ZLB-700720020005.448012583.6850155kw825022903.3393.380.1绘制Q~H曲线，如附图3—1。根据总排水量为 30m3/s(108000m3/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叶片安放 Q单设方案 水泵型号 台数 备注角 （m3/h）1 36ZLB-85 +4o 9576 122 36ZLB-100 -6o 8136 143 36ZLB-70 0o 7200 15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。.专业资料... .. ..（2）配套电机：JSL14-12210KW3000V第四章 泵房建筑物设计泵房设计包括：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.专业资料... .. ..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 ）。.专业资料... .. ..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 点一列式双错式一端式一侧式

机组数目多时，主厂房长度过厂，布设整齐，主厂房跨度小对泵房基础稳定不利。增加了主厂房跨度，厂房内部不整可减小工程开挖量齐，运行管理不便。可减小泵房跨度，主厂房、进出水机组台数较多，主厂房纵向长度较侧可以开窗，有利于自然通风和采时，运行管理不便。光。主厂房出水侧无窗，影响泵房的自缩短泵房长度，便于运行管理然通风和采光。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）：.专业资料... .. ..图4—1三、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 。（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 ×dL=12 ×1.1+11×0.9+2 ×1.+2×12×1.2=53.1m式中：L—泵房的长度 ，m； n—机组台数 ，13台；.专业资料... .. ..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=7.45mb5b4图（4—2） b3b2Db1式中：B—泵房净宽 ，m；D—电机外径 ，查手册（电动机部分 ）得1.25m；.专业资料... .. ..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。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;.专业资料... .. ..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 3.2mK—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=11.49m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。h811.49h6h7h5h4h3 3.93.2h1.专业资料... .. ..图4—3 泵房立面尺寸示意图四、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 起升 最大主要尺寸 （mm） 重量量 高度 轮压T m L L L1 L2 B Hmin Kg Kg5 6 1023 415 205 105 1020 1100 2070 4402、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.专业资料... .. ..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 。0.8m1.5m08m 1.2m1.5m1.2m 0.8m1.6m 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；.专业资料... .. ..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=5.242m9、门窗：门窗编号及其尺寸表编号个数宽高面积备注（m）（m）（m2）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。.专业资料... .. ..第五章 泵站进出水建筑物设计一、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40o~20o范围内，a在此取值为20o。前池长度L值：由公式L=(B-b)/2×ctg(a/2)得：L=(51.9-49)/2 ×ctg(20o/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.专业资料... .. ..置￠50间距为 1米的梅花状冒水孔 ，下设反滤层排水 。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）2-1]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;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4.4m3、出水池其它尺寸的确定.专业资料... .. ..（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)V 02/2g 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 。.专业资料... .. ..第六章 水泵工作点的校核一、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（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——60o弯管——30o弯管——出口及拍门 ——.专业资料... .. ..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Q2，h局=S局Q2）（1）喇叭口：L/d=1.45/1.1=1.32<4 ，故局部阻力系数 σ=0.2~0.56 ，取σ=0.3，则S局=0.083×0.3/1.14=0.017（2）60o 弯管 ：R/d=1.3/1.1=1.18 ，查表得 σ90=0.89 ，则σ60=0.083 ×0.89=0.074 ，S局=0.083×0.074/1.1 4=0.004230o弯管：σ30=0.55×0.89=0.49S局=0.083×0.49/1.1 4=0.0283）直管段：L=1.5m，n=0.013（铸铁管）则：S程=10.2×0.013×1.5/1.15..33=0.124）出口及拍门：查表得σ=1.0+0.4=1.4S局=0.083×1.4/1.14=0.079；则S管=0.017+0.004+0.028+0.12+0.079=0.2482、控制闸门：σ=0.153、闸后涵洞：σ=0.24、防洪闸：σ=0.2.专业资料... .. ..5、涵洞出口：σ=1.0则：h局=Σσ/v2（2g）=0.0041q2 ，q—单管流量；h沿=0.00174q2综合所述：排水时的总阻力参数为 ：S排=0.248+0.0041+0.00174=0.254则得出总水头损失为 ：h损=0.2541q2由H需=H净+h损，得H1=5.4+0.254 q2H2=4.5+0.254 q2 .H3=2.4+0.254q2三、工程校核将以上三种情况在水泵特性曲线上校核水泵是否在高效区内工作，具体如图：.专业资料... .. ..由图得知，水泵在各种工况下都在高效区内运行，因此我们所选的水泵型号比较合理 。第七章 泵房整体稳定校核泵房设备布置及尺寸初步确定后，必须进行整体稳定分析，以验证地基应力、抗滑及抗倾稳定性 ，必要时，修改泵房布置和尺寸 ，直到满足要求为止。一、抗渗校核1、渗径校核取最不利情况，即汛期排水情况作为工况。作用水头H=6.5-0.8=5.7m ，计算渗径 。查《水工设计手册》得，轻亚粘土的渗透系数 C=6，则最小渗径长度L=C×H=6×5.7=34.2m ；实际渗径长度 L实=67m；由于L实>L，所以渗径满足要求。2、渗透坡降.专业资料... .. ..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：.专业资料... .. ..序 容重荷载名称（t/m3号）1 底板 2.42 边墩 2.33 隔墩 2.34 水泵梁 2.45 电机梁 2.4水泵电机8 电机层楼板 2.49 扣吊物孔 2.49 前墙 1.710 后墙 1.7

作用力（t）力臂力矩(t.m)垂直P（m水平+-F-+）4129.0917.574.57116.134.5522.591045.14703.14.54323.046.8156.6723.046.8156.6736.796.8250.1743.26.8293.76150.386.0902.2815.554.874.64182.81.7310.76182.88.81608.6.专业资料... .. ..411右侧墙1.720.664.592.97417.612扣门窗1.792.824.5912吊车1.24.55.413吊车梁1.964.58.8214屋面大梁2.415.844.571.2815联系梁2.47.264.532.6716屋面板2.477.764.5349.9217门窗0.0153.284.514.7618牛腿2.470.964.5319.322811.4ΣP4ΣM13436.55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=ΣM/ΣP=13436.55/2811.44=4.78M.专业资料... .. ..偏心矩：e=B/2-B 1=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=ΣP/(BL) 1（±6e/B）=2811.44/(9×53.1)[1±-06.28)/9]=×(6.984.78t/m2<11t/m2不均匀系数 η=Pmax/Pmin=6.98/4.78=1.46<1.5 满足要求，因此安全 。三、抗滑校核取正常运行期进行抗滑稳定校核。因为在完建期末投产运行，进水池中无水，机房主要承受建筑物和电机设备自重。检修期一般安排在低水位时进行，本泵站属于堤后式泵站，出水池有闸门控制，故内外水位差较小，渗透压力及浮托力较小，产生的力矩较小，不必进行抗滑稳定计算，故取正常运行期进行抗滑稳定计算。如下表：序作用力力臂力矩(t.m)荷载名称水平垂直号m+-+→-←+↓-↑1泵房总体部分2811.44.7813436.5542墙后水压力2056.03.06168.093.专业资料.......3进水侧水压力306.1.13346.82924水重772.84.03091.252532.811387.9浮托力4.576扣浮托力119.484.5537.647垂直渗透压力1271.04.55719.613ΣF1749.11ΣP2441.88ΣM123131.82ΣM218987.1滑动稳定系数计算：Kc=fΣP/ΣF=0.352441×.88/1749.11=0.49>[Kc]=1.05 ，安全四、抗倾稳定校核 ：倾覆稳定系数计算 ：K0=ΣM1/ΣM2=8302.04/4970.29=1.67>[K 0]=1.3，故满足抗倾稳定要求。.专业资料... .. ..第八章 结构计算第一节 水泵梁设计一、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pq1、集中荷载：（１）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：.专业资料... .. ..P3=3/4×0.4388/2=0.165t=1.62KN.(4)水重：P4=3.14 ×(1.1/2)2 ×2×3/4/2 ×9.81=6.99KN.5）ΣP=P1+P2+P3+P4=29.03+0.78+1.62+6.99=38.42KN2、均匀荷载：1）水泵自重：q1=2.4×0.25×0.4=2.35KN/m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=qL2/8+PL/4=3.6×3.682/8+38.42×四、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 。１、求as:as=M/(f cm×b×h02)=41440000/(11 ×250×3702)=0.11２、求rs:rs=(1+(1-2as)1/21/2)/2=(1+(1-2×1.1))/2=0.94３、As:As=M/(f yrsh0)=41440000/(210 ×0.94 ×370)=567.38mm2.专业资料... .. ..则选用：2Φ19，Ａs=567mm24、经验配筋率：ρ＝Ａs/(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(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=4.26 m3/s v1 p1 2.53水泵弯管截面ω=0.63m2，倒流流速30oV1=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v2p2强度为：p1=γ(h1-V12/2/g-h损)=10×(3.97-6.692/2/9.81-0)=16.89KN/m截面所受压力 P1=16.89×0.63=10.64kN采用动力系数 μ=2.0，分项系数γQ=1.4，一根梁受力 。则：Px=γQμRx/2=γQμ(P1COSα+γQ逆V1COSα/g)/2=1.4×2×(10.64 ×cos30?+10 ×4.26 ×6.69 ×cos30?/9.81)/2=48N.12K.专业资料... .. ..(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泵梁高度 h=400MM ，b=250MM ，h0=250-30=220MM1、计算as=M冲/(fcmbh02)=37360000/(11 ×400×2202)=0.172、计算γs=(1+(1-2a s)1/2)/2=(1+(1- 2×0.17)1/2)/2=0.913、计算As=37360000/(210 ×0.91 ×220)=888.64mm2考虑梁上下各配置一根架立筋 Φ19，A1=283.5mm2，尚需配用A2=AS-A1=888.64-283.5=605.14 mm2，选用2Φ20，AS=628mm2B2Φ19400Px2Φ2Φ19A250Φ6@200六、斜截面抗剪计算1、梁的剪力计算（1）均布荷载作用下 ：.专业资料... .. ..V1=qL/2=3.6 ×3.5×1.05/2=6.62集中荷载作用下：L=3.5 ×1.05=3.675m a=c/L=1.84/3.675=0.5<0.586β=(2-a)/4=(2-0.5)/4=0.375K=2β2=2×0.3752=0.28a=0.5<1则：K0=2-a=2-0.5=1.5Vmax=k0P=1.5×38.42=57.63KN（3）不利点的剪力和为 ：V=V1+Vmax=57.63+6.62=64.25KNVmax/v=57.63/64.25=0.89>0.75用本式验算构造配筋条件：V≤0.2fcbh0/(λ+1.5)=0.2×10×250×370/(3+1.5)=41111.11N<V=64250N因此要做斜截面的抗剪计算 。2、箍筋计算由nAsv1/S≥/(λ+1.5))/(1.25fyvh0)得(V-0.2fcbh0Asv1=(64250- 41111.11)/(1.25 ×210×370)×200/2=23.82mm2配置Φ6，Asv1=28.3mm2.专业资料... .. ..实配箍筋截面面积的确定应满足下式的要求 ：ρsv=nAsv1/(bS)≥0.02fc/fyv0.02fc/fyv=0.02 ×10/210=0.000952nAsv1/(bS)=2×28.3/250/200=0.00113 >0.000952 ，故符合要求 。七、抗裂计算验算受弯较大的一个截面 ， 。钢筋弹性模量 ：Es=210×103N/mm2砼弹性模量 ：Ec=25.5×103N/mm2砼轴心抗拉强度标准值 ：ftk=1.5N/mm2（一）换算截面倍数 ：n=Es/Ec=210000/255000=8.235(二)折算受压区高度 x0:x0=(bh2/2+nA sh)/(bh+nA s)=(300 ×4002/2+8.235 ×567×400)/(300 ×400+8.235 ×567)=207.49mm2（三）换算的惯性矩 I0：I0=bx03/3+b(h-x 0/3)3+aAs(h0-x0)2.专业资料... .. ..=300×207.493/3+300 ×（400-207.49 ）3+8.235×（270-207.49 ）2=2624977087 mm2（四）换算截面受拉边缘弹性抵抗矩 W0：W0=I0/(h-x0)=2624977087/(400-207.49)=13635536.27mm2(五)拉应力计算 ：受拉区砼塑性影响系数 ：γm=1.75бsv=M/W 0=44140000/13635536.27=3.23N/mm2 <1.75×2.2=3.85N/mm2, 故无裂缝。第二节 牛腿计算一、牛腿结构尺寸 ：牛腿的结构造型式如图所示 ：初拟：hk=200mm Ｃ Ｃ１h=600mm hkC1=70mmC=300mm α hα=45o500(一)牛腿上面的竖向标准荷载 ：Fvk=1.1×（11.77+19.22+58.84+1.15 ）/2=50.04KN.专业资料... .. ..（二）吊车水平荷载的计算 ：

Fvk对D点取矩，ΣMD=0 Fhk h计算a值为220mm,h=600mm α由aFvk=hFhk得：Fhk=aFvk/h=220 ×50.04/600=18.35KN a计算K值：轻量级工作制 ，β=0.7，b=400MM,f tk=1.5N/MM2K=βftkb(1-0.5Fvk/Fvk)/Fvk=0.7×1.5×400-×0.5a18(1.35/50.04)/50.04=0.00685有效高度：h0≥(0.5+(0.25+4ka)1/2)/2=(0.5+(0.25+41/2×0.00685×220))/2/0.00685=219mm受压宽度：E=300/2=150mm 。有效高度：h0=(E+a+C1)ctgα+hk-a=(150+200+70)+200-35=585MM则：h=585+35=620MM ，α=45o，hk=200MM ，C1=70MM二、纵向受拉钢筋查得：fy=310N/mm2， a=220mm.专业资料... .. ..Fv=1.4Fvk=70.06， Fh=1.4Fhk=25.69As≥As1+As2=Fva/(0.85fyh0)+1.2Fh/fyAs≥70060×220/(0.85 ×310×585)+1.2 ×25690/310=199.44mm2选用4Φ8，ＡS=210ＭＭ2由以上计算得知 ，只有按构造要求配筋 ，才能满足规定要求 。最后选择 ：4Φ12，As1=452 mm2，2Φ12，As2=226mm2As=As1+As2=452+226=678mm2配筋率：ρ=As/(bh0)=678/400/585=0.289%>0.2%