新型螺旋式窨井井座设计说明书
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- 我们的新型窨井主要在于结构的改造，在井盖与井座之间增加了井座套筒，主要采用螺旋面自锁原理及卡齿之间的相互咬合进行设计。首先，井盖与井座套筒的螺旋连接，可以防止暴雨时向上涌的水冲开井盖，从而避免类似“长沙女孩”坠井事件等悲剧的再次发生。其次，与传统的井盖直接放在井座上不同，我们的井座套筒与内井座卡齿咬合，连接紧密，震动噪音小。再次，新型窨井采用螺旋升降的模式，相比现今窨井我们的作品可以在维修时省去大量的用于繁复测量控制的时间。最后设计有配套开启装置，具有一定的防盗功能。摘要：现今城市道路窨井主要存在井盖易被地下水顶翻，井盖易被盗，维修费时易造成交通拥堵，汽车碾压有震动噪音等问题，而我们所研究的内容，就是针对这些问题，提出我们的设计方案并解决问题。
我们的新型窨井主要在于结构的改造，在井盖与井座之间增加了井座套筒，主要采用螺旋面自锁原理及卡齿之间的相互咬合进行设计。首先，井盖与井座套筒的螺旋连接，可以防止暴雨时向上涌的水冲开井盖，从而避免类似“长沙女孩”坠井事件等悲剧的再次发生。其次，与传统的井盖直接放在井座上不同，我们的井座套筒与内井座卡齿咬合，连接紧密，震动噪音小。再次，新型窨井采用螺旋升降的模式，相比现今窨井我们的作品可以在维修时省去大量的用于繁复测量控制的时间。最后设计有配套开启装置，具有一定的防盗功能。
强度方面，我们首先用材料力学方法对井盖进行了抗剪和抗压承载力验算，其次我们按井盖实际受力情况进行ANSYS建模，进行应力与位移分析，所得结果均满足要求。
本作品力求安全与实用，能实际解决生活中存在的严重的安全问题。并通过经济性分析得出，我们的作品经济性高于现今窨井，安全实用，有望投入大规模使用中来改善城市道路安全与拥堵问题，应用前景高。
关键字：窨井 螺旋 安全 方便 防噪声
1、研究背景
目前，我国道路状况正处在高速发展之中，城市道路的不断拓宽使得道路中间出现了越来越多的井盖，但是现有的窨井构造较为简单，在长期使用过程中易出现各种交通安全问题。譬如在2013年3月22日长沙突发暴雨，致使窨井下水道产生大量积水，水压顶翻了井盖，一名正在冒雨行走的杨姓女子经过此处，不幸坠落至下水道中，顺着下水道漂至了湘江，最终酿成了悲剧。此外，目前主要应用的井盖有以下几种：传统钢筋混凝土井盖一般需预制，故施工水平不高时，可能造成井盖与路面不平齐或井盖与井座不很吻合，故现在一般不予采用。复合材料井盖，一般分为钢纤维混凝土材料、再生树脂复合材料和玻璃钢。钢纤维材料井盖一般结构笨重、开肩困难、承载能力不足；再生树脂复合材料耐高温性能差，尤其是在高温条件下经过不断碾压，井盖会发生蠕变；玻璃钢检查井盖因其行业标准不统一，衡量和评价其质量的方法不规范，所以很难判断其质量的好坏。
对于以上的问题，我们的“新型螺旋式井座”，不仅能够抵抗上部车辆荷载的碾压还能阻挡地下水顶翻井盖，避免了由于井盖破坏或者被盗造成的交通安全隐患和不必要的经济损失；然后井盖与井座之间采用带有咬合卡齿的螺纹连接，既满足了其抗压、抗冲击的要求，还减少了井盖震动产生的噪音，给居民的营造了更加舒适的生活环境；螺旋的应用还增强了井盖的稳定性，增强了行车出行的舒适度。因此，经过改造过的球墨铸铁井盖有很好的应用市场。
2、设计原理
2.1采用螺纹倾斜角的自锁原理
井盖上设有螺纹，井盖的打开方式采用螺旋的形式。井座与井座套筒上同样设有螺纹，当窨井因沉降而需要维修时，可通过螺旋的方式使整个井座套筒上升，从而达到调节高度的目的。螺旋角和卡齿倾角均满足自锁原理，在受到上部荷载后，螺纹不会发生相对滑动。同样这个原理在我们的螺旋倾斜角中也得到了体现，由于上部车辆荷载的作用，通过井盖与井筒之间的螺纹往下传递，在带有倾斜角的螺纹上，由于它的倾斜角小于铸铁的自锁角，所以无论上部荷载有多大都不至于将井盖压坏，这样就满足了不下滑的条件。如图所示：...
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