【正文】 對(duì)于軟土來(lái)說(shuō)，混凝土墩周?chē)耐寥缿?yīng)該替換成沙子或任何其。 例如，管子的直徑為 600mm，彎頭為 45?，壓力值為 5kgf/cm2,那么推力為： 2,?5=12, 。有幾種限制方法可以采用，其中最常用的方法是使用止推墩座、固定壓蘭和限制接口。 41 第八章 推力錨接 81 總述 當(dāng)管道改變方 向（在彎頭和三通管處）、停止（在末端）或改變尺寸（在漸縮管處）的時(shí)候，在輸水管道中會(huì)產(chǎn)生推力。這樣，作用在同時(shí)承受內(nèi)部壓力和外部荷載的管壁的總應(yīng)力可以使用下列方程式來(lái)計(jì)算： 安全系數(shù)可以采用下列方程式來(lái)計(jì)算： 式中， ?D：按照 ISO2531 和 BS4772 標(biāo)準(zhǔn)，球鐵管的最小抗拉強(qiáng)度 ?D=4280kgf/cm2 安全系數(shù) Sf應(yīng)大于 。 相應(yīng)地，由于土壤覆蓋層而引起的管壁的彎曲應(yīng)力可以采用下列的方程式來(lái)計(jì)算： 在管子的拱頂和底部都要進(jìn)行彎曲應(yīng)力的計(jì)算。 38 假設(shè)土壤的壓力按照上面的數(shù)字分布，管壁的彎矩可以使用下列方程式來(lái)計(jì)算： 式中， Kf: 由土壤覆蓋而引起的彎矩系數(shù) Kf值 表 71 支撐角度（ 2?） 60? 80? 120? 在管子的頂部 在管子的底部 為了設(shè)計(jì)起見(jiàn)，可以根據(jù)回填的條件假定下列的支撐角度： 設(shè)計(jì)用假定支撐角度 表 72 回填條件 沒(méi)有搗固 輕微搗固 搗固很好 支撐角度（ 2?） 60? 90? 120? 只應(yīng)用于正常（一般）的土壤條件。這些試驗(yàn)證明，埋設(shè)在地下的球鐵管在如圖 71所示的條件下會(huì)受到來(lái)自回填土壤覆蓋層的土壤壓力的影響。球鐵管的 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)以下述的前提為基礎(chǔ)，即：由內(nèi)部壓力（工作壓力加上波動(dòng)容差）引起的拉伸應(yīng)力與由外部荷載（回填土壤荷載和卡車(chē)活載）引起的彎曲應(yīng)力同時(shí)作用于管壁。用于反視圖條件的 Marston 公式： 式中， Cn：反視圖條件下的計(jì)算系數(shù)（見(jiàn)圖 67） H： 到管子頂部的覆蓋深度 (cm) h： 從管子頂部到地 基的土壤覆蓋深度 p’ ： h/B 正視圖條件下的計(jì)算系數(shù)（ Cc） 圖 66 反視圖條件下的計(jì)算系數(shù)（ Cn）圖 67 36 62 由于卡車(chē)荷載而引起的土壤壓力（ Wt） 由于卡車(chē)荷載而引起的土壤壓力可以使用 Boussinesq 公式來(lái)計(jì)算。 例 D：在正正視圖堤岸條件下，建議使用用于正視圖條件的 Marston 公式。 34 第六章 鋪設(shè)條件和外部荷載 61 由于回填土壤引起的土壤壓力（ Wf） 例 A 圖 61 例 B 圖 62 例 A：在此例中，土壤覆蓋層為 ，可以使用垂直 (棱柱體 )公式。 （ 9）提供一個(gè)安全閥 防止壓力升高 當(dāng)壓力達(dá)到一個(gè)規(guī)定值的時(shí)候，可以通過(guò)此閥放水。在規(guī)定的時(shí)間過(guò)后，它又逐漸關(guān)閉。但是，在這種情況下，可能會(huì)引起水泵和發(fā)動(dòng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 6）施壓控制主閥 防止壓 力升高 通過(guò)油壓、風(fēng)壓或水壓等和一個(gè) DC 電源來(lái)施壓控制主閥。 （ 4）將空氣引到排水管道中 通過(guò)降低壓力來(lái)防止真空狀態(tài) （ 1）裝配一個(gè)氣泡室； （ 2）裝配一個(gè)空氣閥 （ 5）使用一個(gè)慢速關(guān)閉的檢測(cè)閥 防止壓力升高 慢慢關(guān)閉檢測(cè)閥。如果不夠，請(qǐng)分別提供一個(gè)飛輪。 33 如何防止水錘現(xiàn)象 方 法 目 的 實(shí)際應(yīng)用等 （ 1）選擇一個(gè)較慢的流速 將流速的變化降到最低的程度 管道中的流速越慢越好，約 1m/s 或小于 1m/s。不管怎樣，要求進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的調(diào)查，以確保所選的裝置適合于所鋪設(shè)的管道。幾乎所有用于防止水錘現(xiàn)象的裝置都是為此目的而設(shè)計(jì)的。久保田有限公司可以根據(jù)用戶的要求幫助您進(jìn)行這些詳細(xì)的計(jì)算。電動(dòng)機(jī)的慣性矩依據(jù)其型號(hào)和生產(chǎn)廠家的不同而不同。為了獲得一個(gè)大致的數(shù)字概念，可以使用圖 53， 54， 55和 56 提供的帕拉馬金（ paramkian）簡(jiǎn)易計(jì)算圖表，非常方便。 在這個(gè)公式當(dāng)中，“ +”表示在閥門(mén)關(guān)閉時(shí)刻引起的壓力升高，而“ ”表示在閥門(mén)打開(kāi)時(shí)刻引起的壓力下降。 3. 由于慢速開(kāi)或關(guān)閥 門(mén)而引起的水錘現(xiàn)象的簡(jiǎn)易計(jì)算法 （在 T＞ 2L/a的情況下） a)公式，與阿里威（ Allievi）公式相似 應(yīng)用與這種情況的典型的近似式與阿里威（ allievi）近似式非常接近。 如果沿整條管道長(zhǎng)度的管子的直徑和壁厚不均勻，那么，對(duì)于相同直徑、相同壁厚的各個(gè)部分的長(zhǎng)度（ L1,L2,??L n），分別計(jì)算出 a1,a2??a n值。應(yīng)該使用恒壓箱、氣泡室或其它方法避免這種水柱分離的可能性。 注意不僅要采取措施預(yù)防壓力升高（最大壓力），也要采取措施預(yù)防壓 力下降（最低壓力）。水錘現(xiàn)象可以發(fā)生在自流管道中，也可以發(fā)生在壓力（水泵輸送）管道中。使 用電腦分析，需要下列輸入數(shù)據(jù)信息： a. 說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃 b. 建議網(wǎng)絡(luò)的供水量 c. 建議在每個(gè)交叉點(diǎn)（或排水點(diǎn)）處的水頭或壓力 29 第五章 水 錘 51 總述 當(dāng)一條管道中大量的水流被突然中斷的時(shí)候，管子內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)劇烈的壓力變化。在這種情況下可以使用電腦分析程序。將在最后一套計(jì)算中所求得的 Q值和 h值作為最終的數(shù)值。不斷地重復(fù)這些計(jì)算，直到 h 值達(dá)到最接近 0、再進(jìn)行計(jì)算不會(huì)帶來(lái)多大改變時(shí)為止。一般情況下，將反時(shí)針?lè)较蛟O(shè)定為正（ +），將順時(shí)針?lè)较蛟O(shè)定為負(fù)（ ）。多數(shù)情況下都是先估計(jì)一個(gè)原始值，逐步修正，反復(fù)計(jì)算，以使其接近正確的數(shù)值。當(dāng)管道被布置成為網(wǎng)狀時(shí)， ?h=0。這種方法以平均流速的計(jì)算公式 —— 哈森 威廉母斯（ HazenWilliams）公式為基礎(chǔ)，起源于在某個(gè)點(diǎn)上的水 頭損失與流量的平方成正比這個(gè)概念，即， h=KQ2,其中， K=系數(shù)。） 27 47 在配水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中管子尺寸的選擇 最理想的是在平衡較好的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)配水管，以便為終端用戶提供均勻的壓力和連續(xù)的服務(wù)。（在上面所述的計(jì)算當(dāng)中，電費(fèi)、土木工程費(fèi)用以及設(shè)備成本等數(shù)據(jù)都是假設(shè)的。 表 47 提供了比較例子，使用圖 416 所示的設(shè)備，每分鐘增 5m3的水（ 5m3/分），但是使用的是不同管徑的管子。相反，當(dāng)管子的尺寸較大的時(shí)候，即使管子鋪設(shè)的成本會(huì)自然增高，但是增壓成本會(huì)降低。如果管子的尺寸比較小，雖然鋪設(shè)成本降低了，但是流動(dòng)阻力（水頭損失）會(huì) 增加，水力梯度也會(huì)變得嚴(yán)重，這樣就必須增加泵的揚(yáng)程。換句話說(shuō)，在一條自流管道當(dāng)中，要鋪設(shè)的管子的尺寸取決于給定的液壓條件。 461 自流管道 在一條自流管道中，可以盡最大可能利用水頭差將流速增加到盡可能高的程度，但是，要保證流率在 45 部分所說(shuō)明的允許流率范圍之內(nèi)。投資的成本以原始的材料費(fèi)用和設(shè)備、安裝、使用、增壓、維修、替換費(fèi)用以及投資利息為基礎(chǔ)。 管道的平均流速 表 46 使用目的 平均流速（米 /秒） 供水工程 灌溉和排水 工業(yè)用水 46 經(jīng)濟(jì)型管徑 只使用液壓流率公式來(lái)計(jì)算可能不會(huì)選擇出最理想的管徑。然而，如果水中所含有的土壤和沙子能夠解決的話，有必要采用較高的流速，可以比輸送清水的流速高。 26 45 允許的流率 為了設(shè)計(jì)意圖考慮，我們建議水泥砂漿內(nèi)襯的球鐵管的最大的允許流率為 。要從總體上定義這個(gè)因素或者是采用一個(gè)簡(jiǎn)單的方程式來(lái)計(jì)算都很困難。 總動(dòng)力水頭， H，用下列方程式來(lái)表示： 式中， Ha：實(shí)際水頭（ m） h ：總水頭損失 (m) Vd：在出水管一端的流速（ m/s） Vd2/2g：出口速頭（ m） Pd：作用在出水水面上的壓力（ kgf/cm2 絕對(duì)值） Ps：作用在抽水水面上的壓力（ kgf/cm2 絕對(duì)值） r：增壓液體的比重（ kgf/l） 當(dāng)抽水水面和出水水面都在地表的時(shí)候，水泵的總動(dòng)力水頭可以通過(guò)下列方程式獲 25 得： 式中， h 表示包括出水速頭在內(nèi)的總的水頭損失。如果在這兩個(gè)水面之間的垂直高度是 Ha，那么用 Ha加上當(dāng)水流過(guò)水泵的吸水管和出水管時(shí)所引起的不同的水頭損失、在出水管一端的速度以及作用在這兩個(gè)水面上的壓差，所獲得的就是泵所需要的水頭。在這種情況下需要多大公稱(chēng)直徑的管子？ 出水量： Q=120m3/小時(shí) = 升 /秒 等量的水頭損失（水壓梯度）： 24 從圖 41 中，我們可以決定需要 DN200mm的管子。 供水點(diǎn)處的位置比水源處的位置低 12m。在這種情況下，應(yīng)該選擇 DN200的管子。 43 管徑選擇實(shí)例 431 例 1（水泵輸送總管道系統(tǒng)） 23 在遠(yuǎn)離水源 4000m 的供水點(diǎn)處要求供水量為 120m3/小時(shí)。 424 由于正常的管道線路彎曲引起的損失 在標(biāo)準(zhǔn)的管道連接當(dāng)中允許管子有輕度的偏轉(zhuǎn)。 ② fb值包括彎曲部分的摩阻損失 20 （ 3）由于截面或直徑變化而引起的水頭損失 1）在漸擴(kuò)（逐漸擴(kuò)大）的情況下 式中， hge：由于漸擴(kuò)引起的水頭損失 fge：由于漸擴(kuò)引起的損失的系數(shù) V1：漸擴(kuò)前的流速（ m/sec） V2：漸擴(kuò)后的流速（ m/sec） ? ：漸擴(kuò)角度 圖 47 2) 漸縮（逐漸縮?。┑那闆r 式中， hge：由于漸縮引起的水頭損失（ m） fge：由于漸縮引起的損失系數(shù) V1：漸縮前的流速（ m/sec） V2：漸 縮后的流速（ m/sec） ? ：漸縮角度 21 圖 48 （ 4）由于支線管引起的水頭損失 式中， hn：由于支線管引起的水頭損失（ m） fn：由于支線管引起的損失系數(shù) V：連接支線管前的流速（ m/sec） 圖 49 “ Y”形連接支線管時(shí)的損失系數(shù) 表 44 分支部分的形狀 fn 圓錐形 圓柱形 22 （ 5）由閥門(mén)引起的水頭損失 式中， hv：由閥門(mén)引起的水頭損失（ m） fv：由閥門(mén)引起的損失系數(shù) （ 6）在管子末端的水頭損失 在排水口處，由于水的阻力，流動(dòng)水頭失去了它的力量，部分改變成為壓力水頭，而通常認(rèn)為 流動(dòng)水頭完全消耗了本身的力量。然而，在長(zhǎng)度較短、流速較高的管道 當(dāng)中，通過(guò)管件的水頭損失可能很大，應(yīng)該予以考慮。 18 423 由于管件和閥門(mén)引起的損失 由于彎頭等類(lèi)似的管件而引起的較小的水頭損失在一條長(zhǎng)的管道當(dāng)中往往被忽視。 Re：雷諾數(shù) v：所輸送的液體的動(dòng)粘滯度 水 =?106m2/sec(在