上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹城市給排水蝶閥設計與施工給水閥門井作為給水管道的附屬構筑物，其設計除了應滿足土建結構的要求外還應滿足給水工藝上的要求。，因此需要我們公司自行設計。本人在公司的其他工程技術人員協(xié)助下，較好地完成了這四座大型閥門井的設計與施工，從江北水廠運行投產(chǎn)至今6年，閥門井井室未發(fā)生任何裂縫與井底滲水，*達到了設計要求?，F(xiàn)將閥門井的設計與施工作簡單扼要的介紹。蝶閥(butterflyvalve)是指關閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤，圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥，在管道上主要起切斷和節(jié)流用。蝶閥啟閉件是一個圓盤形的蝶板，在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉，從而達到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。蝶閥全開到全關通常是小于90°，蝶閥和蝶桿本身沒有自鎖能力，為了蝶板的定位，要在閥桿上加裝蝸輪減速器。采用蝸輪減速器，不僅可以使蝶板具有自鎖能力，使蝶板停止在任意位置上，還能改善閥門的操作性能。
工業(yè)蝶閥的特點能耐高溫，適用壓力范圍也較高，閥門公稱通徑大，閥體采用碳鋼制造，閥板的密封圈采用金屬環(huán)代替橡膠環(huán)。大型高溫蝶閥采用鋼板焊接制造，主要用于高溫介質(zhì)的煙風道和煤氣管道。
城市給排水蝶閥設計與施工蝶閥在運用過程中的知識論述
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥30年代，美國發(fā)明了蝶閥，50年代傳入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我國推廣則是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開閉時間短，操作為矩小，安裝空間小和重量輕。以DN1000為例，蝶閥約2T，而閘閥約3.5T，且蝶閥易與各種驅動裝置組合，有良好的耐久性和可靠性。
橡膠密封蝶閥缺點是作節(jié)流使用時，由于使用不當會產(chǎn)生氣蝕，使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此，現(xiàn)在上又開發(fā)金屬密封蝶閥，氣蝕區(qū)減小，近幾年我國也開發(fā)了金屬密封蝶閥，在日本近年來還開發(fā)耐氣蝕、低振動、低噪聲的梳齒形蝶閥。
一般密封座的壽命在正常情況下，橡膠15年-20年，金屬的80年-90年。但如何正確選用則要根據(jù)工況要求。蝶閥的開度與流量之間的關系，基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量，其流量特性與配管的流阻也有密切關系，如兩條管道安裝閥門口徑、形式等全相同，而管道損失系數(shù)不同，閥門的流量差別也會很大。如果閥門處于節(jié)流幅度較大狀態(tài)，閥板的背面容易發(fā)生氣蝕，有損壞閥門的可能，一般均在15°外使用。蝶閥處于中開度時，閥體與蝶板前端形成的開口形狀以閥軸為中心，兩側形成完成不同的狀態(tài)，一側的蝶板前端順流水方向而動，另一側逆流水方向而動，因此，一側閥體與閥板形成似噴嘴形開口，另一側類似節(jié)流孔形開口，噴嘴側比節(jié)流側流速快的多，而節(jié)流側閥門下面會產(chǎn)生負壓，往往會出現(xiàn)橡膠密封件脫落。
蝶閥操作力矩，因開度及閥門啟閉方向不同其值各異，臥式蝶閥，特別是大口徑閥，由于水深，閥軸上、下水頭差所產(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外，閥門進口側裝置彎頭時，形成偏流，力矩會有增加。閥門處于中間開度時，由于水流動力矩起作用，操作機構需要自鎖.
城市給排水蝶閥設計與施工閥門型號編制方法、閥門編號說明
閥門型號通常應表示閥門類型、驅動方式、連接形式、結構特點、公稱壓力、密封面材料、閥體材料等要素。閥門型號的標準化對閥門的設計、選用、經(jīng)銷，提供了方便。當今閥門的類型和材料種類越來越多，閥門型號的編制也愈來愈復雜。我國雖然有閥門型號編制的統(tǒng)一標準，但逐漸不能適應閥門工業(yè)發(fā)展的需要。目前，閥門制造廠一般采用統(tǒng)一的編號方法；不能采用統(tǒng)一編號方法的，各生產(chǎn)廠可按自己的情況制訂出編號方法。
一、閥門井的結構設計
根據(jù)《給水排水結構設計手冊》水池附屬構筑物設計公式進行以下計算（均為經(jīng)驗公式）。
1、 設計條件
1.1 土壤條件：由工程地質(zhì)鉆探提供：土壤的容重γ=1.8t/m3,土壤的內(nèi)摩擦角 =30?；
1.2 設計荷載：按照15級重車載荷計算，相當于13 t/m2（覆土載重填土車荷）；
1.3 采用材料：采用MU10磚，M7.5水泥砂漿砌筑。
2、 受力分析
因鋼筋混凝土的閥門井工程造價貴，公司經(jīng)過技術方案的對比論證后，決定采用磚砌結構。閥門井的受力特點為空間受力結構，井室平面為矩形，當井墻高度大于平面較大邊的一倍時，可按平面矩形框架計算內(nèi)力。經(jīng)過多次計算復核以及結合現(xiàn)場實際情況，初步確定閥門井的深度為7.3 m，墻厚a1=740㎜, a2=620㎜，其受力簡化計算圖見下圖。
3、彎矩計算
大彎矩計算系數(shù)K
其中I1 、I2為慣性矩，本工程中近似取I1=a31 、I2=a32荷載 計算彎矩MA閥門井長邊彎矩
MB=1/8×q×L22+MA=1/8×4.38×4.262-4.3=5.64t·m
閥門井短邊彎矩
MC=1/8×q×L21+ MA=1/8×4.38×2.762-4.3=-0.13t·m
對比大彎矩MB與 MC兩者取較大者MB為計算彎矩。
4、抗彎截面（墻體厚度）復核計算
磚砌體抗彎截面計算公式如下：
式中：K1——安全系數(shù)，取K1=2.5;
Mn——大彎矩（已計算出MB=5.64 t·m）
b——墻體厚度，取b=740mm;㎜㎜
Rw——水泥砂漿抗彎強度，M7.5號水泥砂漿Rw=2.6 t/m2
h——井深，取h=7.3m。
將數(shù)值代入上式中
2．5×5.64≤（0.74×7.32×2.6）÷6
14.1≤17.1
故墻體厚度滿足要求。
5、砌體裂縫寬度驗算
經(jīng)計算裂縫寬度為0.0138cm<0.02cm（規(guī)范要求），故滿足要求。㎝㎝
二、 閥門井的施工
1、閥門井的平面示意圖見下圖。
2、閥門井的施工。
2.1施工難點。
（1）、對清水池基礎的影響。
由于閥門井井深為7.3m且位于清水池與吸水井之間，清水池的池底標高為12.5m，閥門井的井底標高為9.7m,兩者標高相差2.8m。因此當開挖井深時，在開挖的過程中會對清水池大約3米高的基礎砂石墊層產(chǎn)生影響，影響了砂石墊層的緊密性，嚴重的話會引起砂石墊層的坍塌。為了防止因為砂石墊層坍塌而帶來清水池基礎的不均勻沉降，在工程施工中采取了沿清水池基礎側用砂袋堆砌的辦法，堆砌的高度達到約4米，有效防止了閥門井施工對清水池基礎帶來的不良影響。
（2）、土方開挖的問題。
土方開挖時由于受到閥門井平面位置局限性的約束，開挖的放坡坡度不能過大，這樣就給工程施工時帶來了一定的困難。井深7.3米，而開挖坡度又不能盡可能的大，施工技術上只能采取放坡到井深的一半約4米時，再垂直往下挖。挖土機械（15噸車荷）對邊坡塌坍會產(chǎn)生影響，因此在井側堆放砂袋加固邊坡強度，砂袋堆砌高度為3米，寬度為2米。
2．2 施工質(zhì)量要求。
（1）、井室的尺寸，應符合設計要求，允許偏差為±20㎜；如井身不能一次砌起，在二次接高時，應將原磚面上的泥土雜物清理于凈，然后用水清洗磚面并浸透。
（2）、由于閥門井的位置處于非路面，因此井口的砌筑須略高于路面，但不得超過50㎜，且做坡度為0.02的護坡。
（3）、井壁內(nèi)外均需用1：2防水水泥砂漿抹面，厚2cm，抹面高度應高于地下水水位0.25m。
（4）、井壁內(nèi)的爬樓采用φ16鋼筋制作，并做防腐處理，水泥砂漿末達到設計強度75%以前，不得腳踏鋼筋爬樓。
（5）、管道穿過井壁或井底時，須預留5至10cm的環(huán)縫，應用油麻填塞并搗實，或用灰土填實，再用漿面，環(huán)縫在管道上部應當預留稍大一些。
三、應用體會
1、水廠的附屬構筑物是為給排水服務的，因此在滿足給排水工藝條件下，其土建設計應力求堅固適用、經(jīng)濟合理，實現(xiàn)優(yōu)化設計。
2、進行挖方施工時應注意工程附近的構筑物、管線、道路等基礎的下沉和變形，必要時采取有效的防護措施。
3、進行井室施工時，注意及時排除井底的地下積水，且井底板均應設置集水坑，以防井底基礎滲水。與本文相關的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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