專利名稱：多孔式箱型倒虹吸管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水利工程中的一種倒虹吸管結(jié)構(gòu)，特別是大流量倒虹吸管。
倒虹吸管是引水工程中輸送渠水穿過山谷、河流、洼地等的壓力輸水管道，是渠道交叉建筑中的重要結(jié)構(gòu)形式之一，目前常用的結(jié)構(gòu)形式主要有園形管道和箱型管道兩種。園形管道過水條件最好，但當(dāng)直徑超4m時(shí)制作設(shè)備復(fù)雜，施工困難。箱型倒虹吸管適合于大流量輸水，但當(dāng)箱型的凈寬或凈高大于6m時(shí)混凝土箱體的壁厚將較厚，材料用量顯著增加。以我國南水北調(diào)中線工程總干渠為例，其規(guī)劃最大引水流量已達(dá)550m3/秒，在河南省、河北省境內(nèi)與眾多河流交叉，需要修建多座大型倒虹吸工程，目前常規(guī)的倒虹吸管已經(jīng)不適應(yīng)大規(guī)模調(diào)水工程的需要，如河北省境內(nèi)的南沙河倒虹吸工程，全長2000米，初步設(shè)計(jì)中選擇了三種箱型結(jié)構(gòu)形式，凈空尺寸分別為(1)2孔9.6m×9.6m；(2)4孔2聯(lián)6.8m×6.8m；(3)6孔2聯(lián)5.7m×5.7m。三種形式的混凝土工程量相差不多，總投資都在5億元左右，這樣一個(gè)建筑物就相當(dāng)一座大型水利工程的投資。由此可見，針對大流量調(diào)水工程的特點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)出一種截面形式合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、適合大流量特點(diǎn)的倒虹吸管有著重要的意義。
本實(shí)用新型的任務(wù)是克服已有技術(shù)存在的問題，提出一種新的倒虹吸管--多孔式箱型倒虹吸管，用鋼筋混凝土材料制成。其特點(diǎn)是通過箱體內(nèi)部的水平和豎向隔板，將箱體分隔成若干個(gè)區(qū)域(成偶數(shù)個(gè))，即形成若干個(gè)小的過水區(qū)域(區(qū)域個(gè)數(shù)≥4，應(yīng)根據(jù)具體流量確定)，隔板同時(shí)又分別對箱體的頂板、底板、側(cè)墻板起支承作用，減小了這些構(gòu)件的計(jì)算跨度，從而起到減少箱體壁厚、節(jié)約材料的目的。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的解決方案作進(jìn)一步描述。



圖1是多孔式箱型倒虹吸管的斷面圖圖2是
圖1中Ⅰ--Ⅰ截面視圖本實(shí)用新型倒虹吸管由以下部分組成底板(1)，側(cè)墻板(2)，頂板(3)，水平隔板(4)，豎向隔板(5)，管段連接部位的接縫止水(6)，管段連接部位隔板處的貫通孔隙(7)，隔板上的貫通孔(8)。
底板(1)，側(cè)墻板(2)和頂板(3)共同圍成了箱型結(jié)構(gòu)，在管段間頂板與頂板、底板與底板、側(cè)墻板與側(cè)墻板之間則設(shè)置有止水(6)，這樣，底板、頂板、側(cè)墻板便圍成了一個(gè)大的過水區(qū)域。水平隔板(4)和豎向隔板(5)分別與底板(1)，側(cè)墻板(2)和頂板(3)固結(jié)，并將箱體內(nèi)部空間分成了幾個(gè)部分，形成幾個(gè)小的過水區(qū)域；在管段與管段的連接處，隔板之間留有貫通的孔隙(7)，在隔板上也留有貫通的孔(8)，當(dāng)各個(gè)小的過水區(qū)域之間存在水壓力差時(shí)，這些貫通的孔允許各個(gè)過水區(qū)域之間的水能夠部分通過，從而使得水平隔板及豎向隔板兩側(cè)水壓相等，使得隔板本身所受的力以軸向力為主。水平隔板和豎向隔板同時(shí)又分別在側(cè)墻板、底板、頂板中部提供了一個(gè)支承，使這些構(gòu)件的計(jì)算跨度減少了1/2，明顯減少了這些部位內(nèi)力。
由于在管段的連接部位隔板上有貫通的孔隙(7)及隔板上的孔(8)的存在，使得水平隔板和豎向隔板兩側(cè)的水壓力相等，因此隔板基本不承受橫向力，大大改善了隔板的受力狀態(tài)，隔板也由此而可以設(shè)計(jì)成薄壁構(gòu)件。隔板上的貫通孔(8)可以是任意形狀，最好選擇圓形孔。
為便于比較，以南水北調(diào)中線工程河北段南沙河倒虹吸和唐河倒虹吸為例進(jìn)行了對比計(jì)算，采用本實(shí)用新型倒虹吸管(
圖1所示)的混凝土用量，僅為原初步設(shè)計(jì)箱型倒虹吸管的65％～70％，節(jié)約了材料。
本實(shí)用新型倒虹吸管有以下主要優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)性能好。受力明確，整體性好。
2、截面形狀合理，充分利用混凝土材料受壓能力強(qiáng)的力學(xué)特性。
3、節(jié)約材料，降低造價(jià)。
權(quán)利要求1.一種水利工程中的多孔式箱型倒虹吸管，由鋼筋混凝土材料制成，其特征是由底板(1)、側(cè)墻板(2)、頂板(3)共同圍成箱型結(jié)構(gòu)，水平隔板(4)和豎向隔板(5)分別與底板、側(cè)墻板、頂板相連接，并將箱型結(jié)構(gòu)分隔成小的過水區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒虹吸管，其特征是在管段與管段連接部位，水平隔板(4)與水平隔板(4)間、豎向隔板(5)與豎向隔板(5)間有貫通的孔隙(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的倒虹吸管，其特征是水平隔板(4)和豎向隔板(5)上有貫通的孔(8)。
專利摘要本實(shí)用新型是水利工程中的一種倒虹吸管——多孔式箱型倒虹吸管,由鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)的底板、側(cè)墻板、頂板以及水平隔板和豎向隔板所組成,其特點(diǎn)是通過留有貫通孔隙的隔板對箱型結(jié)構(gòu)的底板、側(cè)墻板、頂板中部的支承,使這些構(gòu)件的計(jì)算跨度減小、因而減少了材料用量。本實(shí)用新型的倒虹吸管結(jié)構(gòu)性能好,充分利用材料,施工方便,可以降低造價(jià),適用于大流量引水工程中的倒虹吸管。
文檔編號F04F10/00GK2313093SQ97217290
公開日1999年4月7日 申請日期1997年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月17日
發(fā)明者陳文義, 王成西 申請人:華北水利水電學(xué)院