新型螺旋式窨井井座設(shè)計(jì)說明書
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- 我們的新型窨井主要在于結(jié)構(gòu)的改造,在井蓋與井座之間增加了井座套筒,主要采用螺旋面自鎖原理及卡齒之間的相互咬合進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先,井蓋與井座套筒的螺旋連接,可以防止暴雨時(shí)向上涌的水沖開井蓋,從而避免類似“長沙女孩”墜井事件等悲劇的再次發(fā)生。其次,與傳統(tǒng)的井蓋直接放在井座上不同,我們的井座套筒與內(nèi)井座卡齒咬合,連接緊密,震動(dòng)噪音小。再次,新型窨井采用螺旋升降的模式,相比現(xiàn)今窨井我們的作品可以在維修時(shí)省去大量的用于繁復(fù)測量控制的時(shí)間。最后設(shè)計(jì)有配套開啟裝置,具有一定的防盜功能。摘要:現(xiàn)今城市道路窨井主要存在井蓋易被地下水頂翻,井蓋易被盜,維修費(fèi)時(shí)易造成交通擁堵,汽車碾壓有震動(dòng)噪音等問題,而我們所研究的內(nèi)容,就是針對這些問題,提出我們的設(shè)計(jì)方案并解決問題。
我們的新型窨井主要在于結(jié)構(gòu)的改造,在井蓋與井座之間增加了井座套筒,主要采用螺旋面自鎖原理及卡齒之間的相互咬合進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先,井蓋與井座套筒的螺旋連接,可以防止暴雨時(shí)向上涌的水沖開井蓋,從而避免類似“長沙女孩”墜井事件等悲劇的再次發(fā)生。其次,與傳統(tǒng)的井蓋直接放在井座上不同,我們的井座套筒與內(nèi)井座卡齒咬合,連接緊密,震動(dòng)噪音小。再次,新型窨井采用螺旋升降的模式,相比現(xiàn)今窨井我們的作品可以在維修時(shí)省去大量的用于繁復(fù)測量控制的時(shí)間。最后設(shè)計(jì)有配套開啟裝置,具有一定的防盜功能。
強(qiáng)度方面,我們首先用材料力學(xué)方法對井蓋進(jìn)行了抗剪和抗壓承載力驗(yàn)算,其次我們按井蓋實(shí)際受力情況進(jìn)行ANSYS建模,進(jìn)行應(yīng)力與位移分析,所得結(jié)果均滿足要求。
本作品力求安全與實(shí)用,能實(shí)際解決生活中存在的嚴(yán)重的安全問題。并通過經(jīng)濟(jì)性分析得出,我們的作品經(jīng)濟(jì)性高于現(xiàn)今窨井,安全實(shí)用,有望投入大規(guī)模使用中來改善城市道路安全與擁堵問題,應(yīng)用前景高。
關(guān)鍵字:窨井 螺旋 安全 方便 防噪聲
1、研究背景
目前,我國道路狀況正處在高速發(fā)展之中,城市道路的不斷拓寬使得道路中間出現(xiàn)了越來越多的井蓋,但是現(xiàn)有的窨井構(gòu)造較為簡單,在長期使用過程中易出現(xiàn)各種交通安全問題。譬如在2013年3月22日長沙突發(fā)暴雨,致使窨井下水道產(chǎn)生大量積水,水壓頂翻了井蓋,一名正在冒雨行走的楊姓女子經(jīng)過此處,不幸墜落至下水道中,順著下水道漂至了湘江,最終釀成了悲劇。此外,目前主要應(yīng)用的井蓋有以下幾種:傳統(tǒng)鋼筋混凝土井蓋一般需預(yù)制,故施工水平不高時(shí),可能造成井蓋與路面不平齊或井蓋與井座不很吻合,故現(xiàn)在一般不予采用。復(fù)合材料井蓋,一般分為鋼纖維混凝土材料、再生樹脂復(fù)合材料和玻璃鋼。鋼纖維材料井蓋一般結(jié)構(gòu)笨重、開肩困難、承載能力不足;再生樹脂復(fù)合材料耐高溫性能差,尤其是在高溫條件下經(jīng)過不斷碾壓,井蓋會(huì)發(fā)生蠕變;玻璃鋼檢查井蓋因其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,衡量和評(píng)價(jià)其質(zhì)量的方法不規(guī)范,所以很難判斷其質(zhì)量的好壞。
對于以上的問題,我們的“新型螺旋式井座”,不僅能夠抵抗上部車輛荷載的碾壓還能阻擋地下水頂翻井蓋,避免了由于井蓋破壞或者被盜造成的交通安全隱患和不必要的經(jīng)濟(jì)損失;然后井蓋與井座之間采用帶有咬合卡齒的螺紋連接,既滿足了其抗壓、抗沖擊的要求,還減少了井蓋震動(dòng)產(chǎn)生的噪音,給居民的營造了更加舒適的生活環(huán)境;螺旋的應(yīng)用還增強(qiáng)了井蓋的穩(wěn)定性,增強(qiáng)了行車出行的舒適度。因此,經(jīng)過改造過的球墨鑄鐵井蓋有很好的應(yīng)用市場。
2、設(shè)計(jì)原理
2.1采用螺紋傾斜角的自鎖原理
井蓋上設(shè)有螺紋,井蓋的打開方式采用螺旋的形式。井座與井座套筒上同樣設(shè)有螺紋,當(dāng)窨井因沉降而需要維修時(shí),可通過螺旋的方式使整個(gè)井座套筒上升,從而達(dá)到調(diào)節(jié)高度的目的。螺旋角和卡齒傾角均滿足自鎖原理,在受到上部荷載后,螺紋不會(huì)發(fā)生相對滑動(dòng)。同樣這個(gè)原理在我們的螺旋傾斜角中也得到了體現(xiàn),由于上部車輛荷載的作用,通過井蓋與井筒之間的螺紋往下傳遞,在帶有傾斜角的螺紋上,由于它的傾斜角小于鑄鐵的自鎖角,所以無論上部荷載有多大都不至于將井蓋壓壞,這樣就滿足了不下滑的條件。如圖所示:...