某飞机场机库大屋面虹吸雨水排水系统施工方案

大屋面虹吸雨水排水系统技术摘要：A380机库工程，屋面面积约40000㎡，雨水排水系统采用虹吸排水系统，本文就虹吸排水系统采用、设计与施工进行了阐述，总结了虹吸排水系统的设计与施工经验，为虹吸排水系统的进一步推广使用积累了经验。关键词：屋面排水虹吸排水1.工程概况A380机库是目前亚洲最大的机库，是某机场航站楼的配套工程。机库从2006年起兴建，总建筑面积超过64285万平方米，可容纳6架A380同时维修。整个屋面设置了3道南北向通长的天沟，分成了3个大的汇水分区，共采用了232个雨水斗。单条天沟长约353m，内设置有四套虹吸系统，屋面总汇水面积约为40832㎡。2.工程特点、难点2.1机库屋面面积大，总汇水面积大本工程屋面总汇水面积约为40832㎡，屋面分为3个大的汇水分区，屋面总汇水量和各分区汇水量都较大。2.2管道地面安装，网架提升过程中的变形问题A380机库的虹吸雨水悬吊管是在地面上安装完成之后随屋面网架一起吊装就位的，因此存在管道随着网架下饶的变形问题，须防止产生倒坡。2.3工程工期紧，主管悬吊方式采用下吊式本工程的排水管道系统是在网架屋盖安装完成之后，作提升准备这段时间中完成安装的，因此工期非常紧，为了节省工期，经认真验算，最后采用了主管下吊式悬吊。2.4虹吸排水系统由于虹吸作用管道产生振动作用虹吸排水系统由于虹吸作用，管内水流速较高，对管壁有较好的冲刷洁净作用，但同时会在管道产生一定的冲击振动力，在设计和施工中要特别注意，尤其是管接头。3.设计方案3.1系统原理及形成的图解说明3.1.1虹吸屋面雨水排水系统是在满流条件下利用伯诺里方程式，通过周密的水力计算，充分利用屋面和地面的高差产生能量形成虹吸作用，快速将屋面雨水排至室外。3.1.2虹吸雨水斗是系统组成的关键部件，独特设计的虹吸雨水斗带有反涡流装置在设计条件下，进水漩涡被破坏，进入系统的雨水在设计条件下呈现水满流状态。3.1.3屋面雨水汇集，在系统管道内形成虹吸的几种流态图解如下：附壁流波浪流泡沫流附壁流波浪流泡沫流满管流糕3肤.1戚.4舰该虹吸屋面雨水铜排放系统的技亏术优势：=1\*GB2踢⑴绸悬吊管接入的递雨水斗数量增汽多，在满水力俘计算要求下，载接入的雨水斗窄数量不受限制寿，从而减少了际立管的数量。=2\*GB2西⑵肆悬吊管不需设秃坡度，安装要螺求空间小，适图合用户要求，鼻有利于设计和材施工。=3\*GB2婚⑶净减少与室外管饭道的连接和埋牺地管的数量。=4\*GB2挎⑷傻可充分利用屋辽面与地面排出民管高度差形成垂的位能，提高穴管内流速减小垦管径。=5\*GB2蔑⑸释因管内流速的桨提高，系统能活有较好的自清求作用。扭3辅.丽2亚系统设计朽3乔.2.1享参数确定软设计重现程期获P回及相应牧的悲5mi扒n扔暴雨强狼度脉q性5孕（北京地区）愚：否设计重现期丸：泥P顶＝严1宗0絮年秩柏q费5富＝收0.0585织L爱/s·尾㎡左溢流重现期乐：反P仅＝章5桌0匠年畜类q同5胡＝旋0.0768翁L贺/s·惊㎡笔屋面雨水径流显系数：鲁ψ题＝只1.0念3俊.2.2铺皇系统设计橡A38慧0信屋面总汇水面留积约屠为痰40832县㎡六，屋面分撑为望3废个大的汇水分漫区，单条天沟促长度约为饮353m苗，每条天沟内期设亮有性4胆套虹吸系统，汇总排水雨量为蚊2388.6诊7擦L斯/羽s畅，谣采阁用筐YG什50A普型雨水计斗坑23汤2关个盛，共采木用弯1戚2屡个虹吸系统，白受立管数量的悔限制，每条天判沟设置黄了璃4乖个雨水立管，吧单个系统中雨魔水斗数最多的弟为枪2这0粱个，由于系统胜中雨水斗数量亮较多，为了便窝于系统的压力龟平衡，将负压皆值较大一端的司雨水斗用次悬给吊管连接伶，然后依次接计入主悬吊管中贡。如图繁1饼所示注：晌图樱1应婚虹吸系统示意令图辱3农.垄3仁岛起系统配件组成向3搜.饺3歪.1收疤虹吸式雨水斗浸虹吸雨水斗是睛一项新技术，市专利产倾品悦,渐该系列雨水斗紧是经过国家计旋量院认证的产浓品，单斗最大生流量分别从傍6L菜/唯s价～界120L顽/辆s碗之间，适用于件各类工程屋面辛。雨水斗斗体追采箭用扩30其4杆不锈钢板冲压售成型，反涡流仇装置及导流罩挽采用硅铝合金听精密铸造，其桨紧固螺栓均采尝用不锈钢制作贺，出水短管管德材材质选用不则锈钢，其寿命持可抗达怠5被0巨年以上。渠为了使屋面雨鞭水及时得、更摩好得排走自，与本工程看使用了夕潜俘水深仅为石40mm讲、固最大排量为眨12阻L面/艺s熔的过YG店50A规型雨水斗钻。匆虹吸雨水斗经贪防堵性能测试率，其系统抽吸角能力强，不会挡产生堵塞现象亩。针3苍.秩3劝.君2磨贸管材复雨水支管及悬盖吊管采用不锈必钢管，埋地管领采用球墨铸铁午管义。爱不锈钢管之间范采用氩弧焊接辰，鹊管道焊缝采用广专用清洗膏体宫清洗堪，旋不锈钢管与球塔墨铸铁管之间熟采用数专用妨法兰连接。亚3.司4消水力计算盏虹吸雨水系统绕设计是建立在龄满管流基础上厦的办，和故而水力计算民采用伯诺里方察程式约。详水头损失分为馅两类：对于平荐顺的边界，水她头损失与流程妹成正比的称为来沿程水头损失姜，用矛h那f循表示躺；液由局部边界急波剧改变导致水上流结构改变、钞流速分布改变急并产生旋涡区寒而引起的水头深损失称为局部烫水头损失，用爪h向j征表示。幼伯诺里方程箭:氧水头损失的计谣算方法那：扇总水头损失索h蛮w摄=前历∑箩h覆f讯+嗽馅∑貌h耳j拼∑借h脖f朝=RL的-祖沿程阻力损失汇，稿R墨-剂单位长度的阻宴力损失茧，功L俗-株管长振根据《给水排纤水设计规范肃》饮GB5001帮5再—唉200肿3余压力流方程式梦，采用海强曾棚·属威廉公式：际Q-团笔流量耗，焦揪C燕-猎摩阻系数查，狮d俗j办-汽管道计算内径亦，折∑色h挖j旺-往局部阻力损失避系统每一点的法压力计算公式嘉：恐3信.御5帽系统计算说明框3周.设5连.1壮悬吊管与雨水逢斗出口的高差秆应大于糕1m壳。熟3肥.迎5奋.2胀悬吊管设计流若速不宜小于垦1m统/妈s冬，保证悬吊管惊内无淤泥。底3伪.证5丝.3权管道内最大负舒压值应小盏于厨0.08Mp债a诊。浑3抓.茅5雷.4菜各节点压力差努值不超踢过资0.1Mp难a颂，能满足压力孩平衡要求。滥3考.分5稀.5赌悬吊管的流速寻不小于钳1.0m冷/s洋,驶立管的流速不总小于病2.2m刃/获s祸。排水管系出桥口流速不宜大怜于耍2.5m扒/宇s恶。4.工程施工类4盼.1奸对沉降州问报题的解决让A38佣0索机库的整个网任架是在地面上抵安装完成之后盈整体吊装而成价，故虹吸雨水窄悬吊管也是在躲地面上安装完警成之后随屋面零网架一起吊装才，这就存在着国一个沉降问题症，管道在地面乐上安装完成之沃后，吊至屋面认后由于管道本微身的重力奴和网架下轮挠咏变形迈，悬吊管有些导部位会出现倒专坡现象，婶在施工之前，吓我司就提出了犁这个问题，并败与神设计院及甲方油联系，立取得您各个吊点的沉姐降量后，经过第计算，对各个始吊点的支架长创度进行调整，谱使得悬吊管在界整体吊装完成梯后能够基本保专持水平，达到殊更好的排水效蝇果。星4交.2耗管道的焊接疫A38议0摄机库承网架结构较复鸣杂，网架面积辉较大，因此管灭道的焊接有着浮很大的难度，详经过方案优化锐，最终选择了誓在网架的一端园设置一个焊接绝台，将两根管肢道焊接好后，言沿着支架方向争向网架的另一妹端挪动，目然后第三根管州道与第二根管蛋道焊接，依次鬼而行，最终顺炎利的完成了管辆道的焊接。休4买.3筹管道的吊装菠3.恐3.言1荒主悬吊管的悬枕吊方式采用下惑吊的方式，次涂悬吊管的悬吊忙方式采用上托疼的方式，众如景图瓦2端和毒图晒3腊所示。姻倚筹图逐2徒谜水平悬吊管断红面责图江瘦粒奖拳图歌3务追雨水管道支架做图俯由于项目工期删较紧，在保证灭安全的前提下堪，肾本工程雨采用主悬吊管着下吊的方式，善使得项目兵如犬期完成。伏4缎.3只.2画DN30商0雾管道支架的加超密棚为了减轻吊点合的荷载，对喜于致DN30尸0宝的管道，采取顾管道支架加密悠的方式，情如律图墓4忍所示。采用图急示的加密汽悬吊方式在很棕大程度上减轻也了吊点的荷载狗。侨图瞎4惜DN300习管道支架加密弦图使4裕.4枝螺纹牙的强度帆计算带4末.嘴4.1塑计算公式动外螺纹计算公赞式：朵衰较（公求式薯1橡）弯妥湿碗（公她式耍2嫁）体内螺纹计算公宵式：此指巷（公零式卫3纤）包击榜震（公辅式籍4扎）败其中：镜Fw睡—皮最大轴向外载妄荷伙（弯N棒）；售d1敬—扔外螺纹小径墙（哀m柜m慎）店；费b胖—冒螺纹牙根部宽添度译（挎m毁m波）受蠢Z关—伶螺纹牙齿数锈；斗D办—促内螺纹大径；芳牙型穷普通螺纹游梯形螺纹军33先0榨锯齿形螺纹俗矩形螺纹粘b梳0.87P攻0.65P畅0.74P芦0.5P伴其中沃：贤P两—炭螺距顶（嚼m小m珍）贩；甩h脏—蛇螺纹牙的工作则高度戚（痰m诊m喷）；兄k觉z侧—鲁载荷不均系数醉内，外螺纹均何为钢时营d/P<9个k谁z茄幻=封5P/d辛外螺纹为钢，做内螺纹为铝蜓d/p<8被k酒z梦榴=6P/d译d/P=9悠～哑16牲k塑z腥断=0.56摇d/p=8检～扯16唤k歼z纺症=0.75霉其中：谨—坛螺纹材料的许怀用切应力（堂MPa诞）堆—蜓螺纹材料的许轧用弯曲应力（嘉MPa举）太。算注械：内外螺纹材炼料相同时，只洋校核外螺纹强菠度。匹4牵.4躬.2哪计算过程=1\*GB2聪⑴葬管卡材质参数罚的确定：虹吸尺雨水工程所用方管卡钢材材质双为普通霸Q23错5呈钢泄，查表可知：论许用弯曲应力话=158MP诞a巷，库许用剪切应力扶=98MPa修您，名许用挤压应于力轰[绘σ乐]p=240料MPa=2\*GB2尝⑵渐最大静止荷载治的确定：桂取最不利情况担，以哥3基m脾φ螺273获×3.5池和怖3螺m驰φ疫325总×3.5宇的管道为例厌（蒜φ兵27伴3怨管道支架间距折为岩6胸m望，卡φ车32译5臭管道支架间距极为番3馆m窑，壁厚均为结3.5mm脆）临。抓管道净重勤：栗端273乔×3.5:嫁23.杏262遭kg恶/m绩；畜φ当325匙×3.彩5披：饭27.751榴kg导/m管内水重：卖φ昨27高3海管内衰每担延米水重：越3.14*(旺273/2)讯2/1000嫩=忘58.51秤kg贺/m然φ砍32链5框管内每雨延米水重扔3.14*(补325/2)鸣2/1000握=分82.92诞kg缸/m港故单个管卡的芹最大竖向静止绞荷载为佩：资（监23.参262赖+情27.751兼+58.51尾+82.9跃2屯）谎*3*9.8谁=56叶57转.肚84N=3\*GB2芬⑶代管卡尺寸参数通的确定损虹吸雨水工紧程侦φ臣15嫩9淘以上的管卡均疲采组用积φ芒1梁4铲圆钢查，栗φ锐15怒9妙及以下的管卡贩均采钟用恼φ紫1康2台圆钢，所有管街卡均为工厂定锈制加工件。根器据套GB0019生6-2003秤可查暖的光φ洽1卧4舌圆钢螺纹的参幅数如下：洁大径哗D溜=引14mm华，螺距荷P点=昨1.5mm共，小诊径催d1=12.沿376mm详可用螺纹长度济取和9mm系，则可用螺纹尼牙次腾数右Z=9/1.门5=6绢D/P=14切/1.5=9嫂.33革3产，载荷不均系伯数子k确z脆=1.5*5副/14=0.扯5357字螺纹工作高浩度乳h=D-d1伤=疯1.624m垫m限螺纹根部宽苍度叹b=0.87道P=1.30否5=4\*GB2⑷代入计算浆因为管卡的每惜个头都典接晒双螺母固定，桌因此作用到每役个螺母上的荷等载为育：司Fw狭=56体57崇.呼84庆/4=141割4续.袖46N没＜走=98MPa艺＜青=158MP再a否因此即使考到萌管道振动时荷塌载，螺纹牙的夕强度也足够大水，完全在安全扭范围内。5.结论遗A38债0朽机库屋面虹吸域排水京工程陵已完工，喘经过数次大雨枣的考验，钱能将雨水及时歌、顺畅垂的找排出，为机库虚的腊雨汛期容安全提供详了闻有效的保障堡。词