Міністерство освіти і наукиУкраїни
Національний Університетводного господарства та природокористуванняКафедра гідротехнічних споруд
Пояснювальна записка докурсового проекту
на тему:
“Гребля із грунтовихматеріалів
збаштовим водоскидом”
Виконав:
студент ІІІ курсу, ФВГ, ГМФ, групи 3
Лебейчук О.М.
Перевірив:
БондарВ.М.
Рівне-2006
/>Вступ
Сучаснийстан будівельних робіт у водному господарстві, а також експлуатації спорудпоказує на недостатній стан стосовно водоохоронних заходів від таких споруд наНПС. Як і раніше відбувається забруднення малих річок, складання стічних водбез очищення в водотоки, розорювання заплав, ярів, балок до межинного рівняприродних водотоків. Особливо порушений стан малих річок.
Водозахисніспоруди на Україні складаються із системи протипаводкових ГТС на річках іспоруд, призначених для захисту від підтоплення і затоплення річками населенихпунктів, об’єктів, земель.
Вкурсовому проекті до складу споруди входять земляна гребля з дрібного піску,баштовий водоскид, донний водовипуск, горизонтальна водовідвідна труба,водобійний колодязь і відвідний канал.
Гребля– це водопідпірна споруда, що перегороджує водотік для підйому рівня води,зосередження напору в місці розміщення споруди і створення водосховища.
Баштовийводоскид – це вид зубчастого водоскиду, в якому збір води і регулювання витратздійснюється баштою. Баштовий водоскид автоматичної дії призначений дляскидання з водосховищ повеневих витрат. Донний водоспуск призначений дляпропуску невеликих витрат. З допомогою водовідвїдної труби вода скидається збашти у нижній б’єф. Водобійний колодязьвлаштовується для спряження води, яка витікає з водоскидної споруди. Відвіднийканал з’єднує кінцеві споруди і відвідне русло річки.
Кривазалежності Q = f (h)
/>
І. Розміщення і компонуваннявузла споруд
Вцілому розміщення гідроспоруд виконують на основі техніко-економічногопорівняння варіантів розташування а також на основі порівняння умов найбільшоптимального використання водосховища .
При цьому повинні бути вирішеніпитання:
а)компенсування витрат сільськогосподарського виробництва;
б)інженерного захисту населених пунктів і промислових об’єктів;
в)рибогосподарського використання водосховища;
г)охорони і раціонального використання природних ресурсів.
Компоновкавузла і склад споруд встановлюється із врахуванням:
а)забезпечення найбільш повного і раціонального використання створюваноговодосховища;
б)розвитку зрошення, обводнення, водопостачання;
в)заходів, що забезпечують відповідну якість води;
г)найбільш повного використання місцевих будівельних матеріалів;
д)умов і методів виконання робіт;
ж)забезпечення довговічності споруд.
ІІ.Вибір створу гідровузла
Гідровузломназивається загальний комплекс ГТС, об’єднаних умовамисумісної роботи та розташуванням. За основною галуззю водного господарства вонибувають: водозабірні, гідроенергетичні, воднотранспортні та ін.
Взагалі,створ гідровузла вибирається на основі техніко-економічного порівняння варіантіві в залежності від топографічних, інженерно-геологічних умов будівництва, атакож потреб охорони зовнішнього середовища.
Привиборі створу земляної греблі необхідно орієнтуватися на створ, що розміщуєтьсяв найбільш вузькій частині річкової долини з метою максимального зменшенняоб’єму робіт при її будуванні. При можливості вісь греблі повинна бутинормальна до загального напрямку річкової долини і течії річки. При цьому такожнеобхідно враховувати:
а)місце знаходження і потужності кар’єрів місцевих будівельних матеріалів;
б)можливість пропускати будівельні витрати в період будівництва споруди, а такожможливість прокладки по гребеню греблі шляхів сполучення;
в)загальний календарний план будівництва.
Припроектуванні всі ці умови врахувати неможливо і через це створ як греблі, так ігідровузла в цілому необхідно вибрати в найбільш вузькій частині річковоїдолини. Увибраному створі будуємо поперечний профіль долини річки (рис.2.1).
ІІІ.Визначення класу гідротехнічних споруд
Постійнігідротехнічні споруди поділяються на 4 класи і відповідно з класом визначаютьсязначення коефіцієнтів надійності, умов робіт і т.п. при розрахунках їх пограничних станах.
Класгідровузла встановлюємо по класу греблі. Він встановлюється в залежності відвисоти греблі і типу грунту основи. Для цього, скориставшись раніше побудованимгеологічним профілем долини річки (рис. 2.1), встановили,щогрунт можна віднести до крупних пісків.
Длявизначення приблизної висоти греблі знаходимо глибину води перед нею:
d=↓НПР — ↓дна
d = 266,45–256,8= 9,97(м)
Нпр=d+2
Нпр=9,97 + 2=11,97(м)
ОскількиНпр
IV. Земляна гребля. Визначення основнихрозмірів поперечного профілю
Землянігреблі відносяться до водопідпірних споруд з формою, що в поперечному перерізісхожі на трапецію. Основні елементи профілю показано на рис.4.1.
/>
Рис.4.1Основні елементи грунтової греблі
а)поперечнийрозріз;
б)видз верхнього б’єфу, поєднаний з геологічним розрізом.
1-тілогреблі, 2-гребінь, 3-надовбні, 4-низовий укіс, 5-зворотній фільтр,
6-дренажнапризма, 7-поверхня водоупору, 8-шар грунту, що знімається,
9-водопроникнийшар, 10-понур.
4.1. Закладання укосів греблі
Коефіцієнтзакладання укосів з урахуванням фізико-механічних характеристик грунтів гребліі її основи, висоти греблі, умов виконання робіт та експлуатації діючих сил ітаке інше. Для попереднього визначення коефіцієнтів закладання укосів греблівикористовуємо таблицю 4.1 метод.вказівок, в якій приведено коефіцієнтизакладання укосів в залежності від прийнятої висоти греблі. Згідно з таблицею4.1 для висоти греблі 11,97м закладання верхового укосу приймаємо m1=mh = 2,5,низового – m2=mt = 2,25.
4.2. Гребінь греблі
Ширинагребеню греблі визначається в залежності від умов виконання робіт іексплуатації. Приймаємо що гребінь греблі буде використовуватись для проїздутранспорту, ширина його вибирається в залежності від категорії дороги, яка будепроходити по гребню.
Вкурсовому проекті по гребеню греблі проектується дорога ІІІ категорії, основнірозміри якої надані в таблиці 4.1.Таблиця4.1.Розміриелементів дорогиЕлементи дороги Розмір, м Ширина проїзної частини
7 Ширина земляного полотна
12 Ширина обочини
2,5
Длязабезпечення стоку атмосферних опадів гребінь греблі виконується двосхилим зпоперечним похилом в обидві сторони від осі 0.02. Вздовж проїзної частини пообочинах з інтервалом 2 м встановлюються надовби висотою 0,8м.
Конструкціягребеня греблі знаходиться за залежністю:
вгр= вп.ч.+ 2вобк = 7,0 + 2*2,5 = 12,0м.
4.3. Визначення відмітки гребеню
Відміткугребеню греблі (↓ГрГ) необхідно визначити із умов розміщенняйого над розрахунковим рівнем води.
Перевищеннягребню греблі /> визначається длядвох випадків стояння рівнів води у верхньому б’єфі:
1)при нормальному підпірному рівні НПР (рис.4.2, а)
2)при форсованому підпірному рівні ФПР (рис.4.2, б)
ВідміткаФПР може бути визначена тільки після розрахунків водоскиду. Для цього потрібнознати висоту шару форсування />. Цювисоту можна прийняти в залежності від максимальної скидної витрати /> .
↓ФПР=↓НПР+ Нф
Такяк максимальна скидна витрата Qmax=19,8м3/с,то Нф=0,6тоді за формулою:
↓ФПР= 266,45+ 0,6= 267,05м
Перевищеннягребня hsв обох випадках визначається за залежністю:
/> ,
де/> — висота накату вітровиххвиль забезпеченістю 1%;
/>-вітровий нагін води у верхньому б’єфі;
/> — запас підвищення гребнягреблі, м.
Переліченівище параметри залежать від значень швидкості вітру
/>4%=16м/с, />50%= 7,3 м/с ідовжини розгону вітрової хвилі /> =4600м.
а)
/>/>/>/>/> /> /> /> /> /> /> />/> /> /> /> /> /> /> /> />
w4%=16м/с Vw50%=7,3м/с
L1=4,6км L2=L1+0,1L=5,06км
в)
/>
Рис.4.2.Розрахункові схеми для визначення відмітки гребняі параметри хвиль
Перший розрахунковий випадок:
Дано:↓НПР= 266,45м;Vw4%=16м/с;L1=4600м;
t=21600c;d1= 9,97м; mh= ctg φ= 3
Визначаємобезрозмірні значення:
/>/>;/>/>/>;
По кривій графіка(рис.4.6. метод.вказівок 041-51) знаходимо відповідні значення:
/>; />;
Порівнюємозначення і вибираємо менше:
/>
/>; />
Середнядовжина хвилі:
/>
Знаходимовисоту хвилі 1% забезпеченості. При значенні /> пографіку/>(рис.4.9. метод.вказівок041-51) знаходимо значення k1%=2,1,а потім за формулою:
h1%= k1% /> =2,05 0,41= 0,84м.
Такяк h1%
Висотанакату на укіс хвилі забезпеченістю 1% понакату визначається за залежністю:
/>
Прицьому />=0,7; />=0,8.Примаксимальній швидкості вітру />м/с і mh= 3,то ksp=1,1
Визначаємопологість хвиль за відношенням />. Зграфіка (рис.4.8 мет.вк.) при значенній пологості, знаходимоm=3,що />=1,8;
Заформулою визначаємо hrun1%:
hrun1%=0,8 0,7 1,1 1,8 0,84= 0,93м.
Висотавітрового нагону води:
/>=/>
де/>= />
Длярозрахунку в спрощеному варіанті, приймаємо, що кут />=0,тоді напрямок вітру співпадає з віссю греблі.
/>
Запаса приймаємо як більше із двох значень:
0,5мі 0,1 h1%= 0,1 0,84= 0,084м:
а =0,5м
Перевищеннягреблі по першому розрахунковому випадку:
/>=/>0,93+ 0,005+ 0,50 = 1,435м
Відмітка↓ГрГ по першому розрахунковому випадку:
↓ГрГ= ↓НПР + />=164,85+ 1,435= 166,28м.
Другий розрахунковий випадок:
Дано:↓ФПР = 165,45м; Vw50%= 5,1м/с;L2=1,1L1 =2420м;
t=21600c;d2= 18,55м;mt = 2,40
Визначаємобезрозмірні значення:
/> />
По кривій графіка (рис.4.6 метод.вказівок) знаходимовідповідні значення:
/>; />;
Порівнюємозначення і вибираємо менше:
/>
/>; />
Середнядовжина хвилі:
/>.
Висотухвилі 1% забезпеченості знаходимо по графіку значення k1%= 2,1,
іпотім за формулою h1%=k1%/> знаходимо:
h1% =2,1 0,11=0,29м
/>=0,8;/>=0,7(взятодля кам’яногокріплення укосу).
Значеннякоефіцієнта kspвизначаємоза таблицею ksp=0,8.
Знаходимовідношення />. З графіка знаходимо, що krun=2.
Заформулою визначаємо D hrun1%:
hrun1%=1 0,9 1,1 2 0,242=0,47м.
Заформулою визначаємо D hset:
Dhset=/>
/>
Запаса приймаємо рівним 0,5 м.
Визначаємоперевищення гребеня греблі по другому розрахунковому випадку:
/>=/> 0,47+0,0242 + 0,5 = 0,99м.
↓ГрГ= ↓ФПР + />=165,45 + 0,99 = 166,44м.
Порівнюємовідмітки ↓ГрГ1 і ↓ГрГ2і беремо більшу з них, тобто:
↓ГрГ= 166,44м.
Висотагреблі: hгр= d+hs= 18,55+0,99= 19,95м.
Визначаємобудівельну висоту D hбуд:
Δhбуд=/>
Повнабудівельна висота греблі складає:
/>(↓ГрГ-↓дна)+/>= 19,54+ 0,019=19.55м.
Відміткагребеня греблі :
↓ГрГ= ↓ГрГ +D hбуд= 166,44 + 19,55 = 185,99м.
Приймаємо↓ГрГ = 166,44м.
4.4. Кріплення укосів
Укосигрунтових гребель повинні бути захищені спеціальними кріпленнями, розрахованимина вплив хвиль, льоду, течій води, атмосферних опадів та інших руйнуючих укосифакторів.
Вибіртипу кріплення звичайно виконується на основі техніко-економічного порівнянняваріантів з урахуванням максимального використання місцевих будівельнихматеріалів, засобів механізації, характеру грунтів тіла греблі, довготривалостікріплення в умовах експлуатації.
4.4.1. Розрахунок конструкцій кріплень верховогоукосу
Вибіртипу укріплення проводиться на основі техніко-економічного порівняння різнихтипів, умовно цей вибір проводимо в залежності від висоти вітрової хвилі 1%забезпеченості />, оскільки />
Верхнеюграницею кріплення є ↓ГрГ = 166,44м, а нижня – глибина нижчерівня мертвого обє’му(РМО) на 2h1%(↓НГК = ↓РМО — 2h1%= 153,56 — /> = 153,16м).
4.4.2. Кам’янекріплення
Кам’янекріплення виконується у вигляді накиду із несортованого каменю. Товщину кам’яногокріпленняприймаємо не менше />, де
/>/>
де/>= 2,3т/м3 –щільність каменю
Масаодного каменю визначаємо за формулою:
/> ,де />=0,025,ρw=1т/м
h2%=К2%./>= 1,88. 0,11 = 0,2м
ctg φ= mh = 2,75, λ= 8,77м
/>
Діаметркаменю:
/>
Необхіднатовщина кам’яної кладки:
/>.
4.4.3 Кріплення низового укосу
Кріплення низового укосунеобхідно вибирати в залежності від матеріалу, з якого складено укіс з метоюзахисту його від атмосферних впливів, а також можливого руйнування землерийнимитваринами. Так як низовий укіс греблі складено дрібними пісками, то кріпленняможе бути виконано у вигляді рослинного шару грунту товщиною 0,3м з подальшимвисівом багаторічних трав.
4.5.Дренажне обладнання
Дренажніобладнання греблі необхідно проектувати з метою:
а)організованого відведення води, що фільтрується через тіло греблі і основу, внижній б’єф;
б)запобігання виходу фільтраційного потоку на низовій укіс і в зону, здатнупромерзати;
в) економічновиправданого зниження депресійної кривої для підвищення стійкості низовогоукосу;
г)попередження виникнення фільтраційних деформацій.
Вибіртипу і конструкції дренажу відбувається на основі техніко-економічногопорівняння варіантів і в залежності від:
а)виду греблі та інженерно-геологічних умов в основі і в берегах;
б)характеристик і кількості матеріалів дренажу;
в)умов виробництва робіт;
г)кліматичних умов району будівництва;
д)умов експлуатації споруди.
Внашому курсовому проекті ми на русловій ділянці приймаємо дренажну призму(рис.4.3).
Дренажнапризма – відсипка з каменю у вигляді трапеції, висота якої залежить відположення максимального рівня води нижнього б’єфу з урахуванням запасу наможливе хвилювання води />, але неменше 0,5м. Глибина води нижнього б’єфу />=1,80м.Ширина призми по верху />= 1,50м.Приймаємо: />=0,5м; />= m1= 1,20; />= m2= 1,50. Зі сторони греблі і основи дренаж обсипаємо зворотнім фільтром зтовщиною шару 0,3м.
↓ВД= ↓РНБ + /> = (↓дна + />) +/>= 147,4+ 1,80 + 0,5 =147,9м
Приставнийдренаж виконується у вигляді відсипки по поверхні укосу одного або двох шарівзворотнього фільтра з товщиною кожного 0,2...0,3 м, перекритих зверхукам’яною відсипкою, товщиною більше глибини промерзання. Перевищення верхадренажа проводиться з урахуванням висоти виклинювання кривої депресії нанизовий укіс.
/>
Рис.4.3 Схема дренажної призми
4.6. Вибір і обгрунтування виду земляної греблі
Вид і конструкції тіла грунтової греблі необхідно вибирати наоснові техніко-економічного порівняння варіантів різних видів, але при розробцікурсового проекту необхідно орієнтуватися на запропонований грунт кар’єру зурахуванням характеру грунту основи.
Земляні греблі по конструкції тіла греблі розділяються на таківиди:
а) з однорідного грунту;
б) з ядром;
в) з екраном;
г) однорідна з понуром;
д) з екраномі понуром.
Греблі з однорідного грунту будуються, якщо на місті будівництва ємалопроникний шар в достатній кількості, а у випадку відсутності його будуютьгреблі з матеріалів більш водопроникних. В такому випадку в тілі греблінеобхідно передбачити протифільтраційні обладнання із малопроникних грунтів(глин, суглинків)- ядро або екран.
В залежності від коефіцієнта фільтрації тіла греблі, а в нашомувипадку він більше 0,1м/добу, потрібно встановлювати ядро в центрі, або екран,при цьому коефіцієнт фільтрації ядра або екрана повинен в 50...100 разів бутименшим за коефіцієнт фільтрації греблі.
Вибір виду земляної греблі відбувається в залежності відкоефіцієнта фільтрації і потужності шарів з коефіцієнтами фільтрації >1.
Так як водоутримуючі шари знаходяться під рослинним шаром, то призначаємо вид земляної насипної греблі зядром (рис.4.4 ).
Ядророзташовується в середині греблі. Товщина ядра у верхній частині /> вибирається із умовивиконання робіт у межах 0,8...1,0м, а в нижній /> ізумови фільтраційної міцності, але не менше 2,0м.
Приймаємо:/>=1,0м; />=3,0м.
Воснові греблі росслинний шар грунту повинен бути знятий на глибину не менше0,5м.
4.6.1. Конструкція греблі
Післявизначення розмірів всіх елементів необхідно накреслити поперечний розріз тілагреблі з необхідними розмірами і відмітками в масштабі. Це креслення необхіднедля наступних розрахунків, а також для виконання графічної частини проекту(рис. 4.4).
4.6.2. Побудова греблі на плані
Дляпобудови потрібно скористатися рис. 4.4. і виділити на плані гідровузлагоризонталі з відмітками гребню греблі (↓ГрГ). Від осі греблі (створу) вобидві сторони відкладаємо в масштабі плану на півширину земляного полотна(точки а і б). Прямі, проведені через ці точки до перетину з горизонталями, якімають відмітку гребню греблі, будуть верховою і низовою бровками греблі.Подальша будова зведена до визначення лінії зовнішнього контуру греблі ідренажу.
Визначаєтьсяперевищення /> відмітки гребню греблі наддном річки. Далі визначається перевищення />гребнюгреблі над відміткою горизонталі яка розглядається і визначається горизонтальнеположення. Для інших горизонталей знаходження точок зовнішнього контурупроводиться аналогічно. Сполучивши одержані точки прямими одержуємо плановеокреслення греблі у верхньому б’єфі.
4.7. Фільтраційні розрахунки земляних гребель
Прифільтраційних розрахунках належить визначити параметри фільтраційного потоку(положення кривої депресії, фільтраційну витрату, напори або градієнт напору),які необхідні для обгрунтування розмірів і конструкції греблі, визначеннякоефіцієнтів стійкості укосів, фільтраційної міцності і т. ін.
Фільтраційнірозрахунки виконуються для декількох перерізів.
4.7.1. Розрахунок фільтрації черезнеодноріднугреблю на водонепроникній основі (русловий переріз)
Грунт, який необхідно вибрати для екрану і понура, повинен матикоефіцієнт фільтрації у 50-100 разів менше ніж тіло греблі.
Вибравширозміри ядра у верхній /> і нижній /> частинах визначаєтьсб йогосередня товщина:
/>м,
адалі по способу віртуальних довжин по залежності:
/>м/доба.
Гребляприводитьсб до однорідної. Складається розрахункова схема(рис.4.4) і подальшийрозрахунок проводиться за залежностями:
/>
/>
/>
/>,/>
/>
Приймаємо/>.
Кривудепресії будуємо по залежності:
/>
Значеннякоординат кривої депресії зводимо в таблицю 4.2.
Таблиця4.2.
Координати кривої депресії
х, м 5 10 40 45 50 55 60 64
h, м 8,68 8,35 8,00 5,52 4,99 4,39 3,70 2,84 1,90
4.8. Розрахунок фільтраційної міцності землянихгребель
Перевіркафільтраційної міцності тіла греблі проводиться для перерізу, для якого виконанофільтраційні розрахунки. Щоб оцінити фільтраційну міцность тіла греблі,необхідно перевірити умову:
/>,
де/> — діючий середній градієнтнапору, /> — критичний градієнт, якийдля попередніх розрахунків вибирається по таблиці.
Длясуглинка />= 8,0;γн = 1,1.
/>= /> = 7,27,/>
1,50≤ 17,27 — умова виконується.
4.9. Розрахунок стійкостінизового укосу
Метарозрахунку – знаходження із можливих поверхонь зсуву найбільш небезпечної, якахарактеризується мінімальним відношенням узагальнених граничних сил опору доактивних зсуваючих сил.
Критеріємстійкості є збереження для найбільш небезпечної призми обвалення нерівності />, де /> — коефіцієнти відповіднонадійності споруди, поєднання навантажень і умов роботи, значення коефіцієнтастійкості знаходиться за формулою />.
Одержаний врезультаті розрахунку мінімальний коефіцієнт стійкості kc не повинен перевищувати значень, якірекомендуються, для IV класу kc=1,05.
Таблиця 4.3
Фізико-механічнівластивостіґрунтівҐрунт
ρпр, т/м3
ρs, т/м3 n Природна вологість Повне насичення С, кПа φ˚ С, кПа φ˚ Дрібні пісоки 1,98 2,66 0,29 30 21 Супісок 1,74 2,70 0,40 8,0 35 3,5 20 Суглинок 1,80 2,71 0,39 20,0 35 10,0 19
Значеннярадіусів/> та /> знаходимоза формулами:
RB=k1.Hгр; RH=k2.Hгр,
деk1іk2– коефіцієнти значення яких залежить від середнього коефіцієнта закладання укосуmср,для нашого випадку k1=1,60іk2=2,80.
RВ= 1,60 ×10,30 = 16,35м; RН= 2,80 ×10,30 = 28,62 м
ЗначенняR1знаходимо по залежності:
/>м
Дляподальших розрахунків складаємо таблицю (таблиця 4.5.) і запишемо дляпронумерованих відсіків значення sin/> і cos/> з урахуванням знаків.
Приведенізначення висоти відсіку hпрзнаходимо по залежності:
/>;
/>, />, /> — частини висот відсіку,насичені водою;
/>,/>,/>, — щільність грунтів відсіків,насичених водою;
/> — щільністьгрунту.
/>; />,
деn- пористість грунту;
/> — щільністьтвердих частинок грунту;
/> — густинаводи;
е – коефіцієнт пористості.
/> ; />;
/> .
Таблиця4.4
Характеристики грунтів Грунт е
rнас
rнас/rпр Крупні пісоки 0,41 1,18 0,66 Середні піски 0,64 1,04 0,58 Суглинок 0,27 1,37 0,65
Площамасиву обвалення яка обмежена кривою депресії, частиною кривої ковзання івертикаллю, яка проходить через точку перетину кривої депресії з внутрішнімукосом дренажу:
А1=130,11м2.
Вмежах тіла обвалення АВСДА на частину насипудіє гідродинамічна сила Ф, значення якої визначається за залежністю:
/> =/> кН
і — середній градієнтплощі (похил кривої депресії):
і=/>
Віддальпо нормалі до напрямку дії сили Ф від центру ковзання – це плече сили,яке дорівнює r=19,15м.
Знайдемо коефіцієнт стійкості позалежності:
/>=/>
Одержанезначення kc=1,48більше нормативного kн=1,05 для споруд IVкласу.
Отже,умова фільтраційної міцностівиконується.
Схемадо розрахунку стійкості низового укосу греблі зображена на рис. 4.5.
V. Водоскидна споруда
5.1 Баштовий водоскид
Дляскидання повеневих витрат із водосховищ влаштовують баштові водоскидиавтоматичної дії (рис. 5.1.). Спорожнення водосховища передбачається черездонний водовипуск в башті, забір води може бути здійснений за допомогою труб,розташованих вище ↓РМО на 0,5м. Місце розташування водоскиду вибираєтьсявиходячи із таких умов: споруда повинна бути розташована на корінній основі;відмітка дна водовипускної і водопропускної труб споруди повинна бутипрямолінійною в плані.Споруда розташовується в пониженій частині водосховища втілі земляної греблі. Баштовий водоскид складається з таких елементів: башти(1), донного водопспуска (2), камери затворів (3), водовідної труби (4),водобійного колодязя (5), рисберми (6), відвідного каналу (7), службового мосту(8).
Приймальноючастиною водоскиду є башта, яка може бути прямокутного, круглого або овальногоокреслення в плані і розташовується в тілі греблі.
/>Рис.5.1 Повздовжній розрізбаштового водоскиду/>/>5.1.1 Гідравлічний розрахунокводоскиду
Пропускнаспроможність башти визначається по залежності:
/>
Qр— розрахункова витрата, м3/с
m — коеф.витрати, що вибирається в межах 0,38...0,40. m=0,40;
l — довжинаводозливного фронту, м
/>,/>↓ФПР — ↓НПР
/>0,7м;при vo
Ho=/>0,7м.
Зданої формули визначаємо l:
/>м
Приймаємоовальну форму окреслення башти з розмірами: довжина – 7м, радіус — 3 м.
5.1.2.Водовідвіднітруби
Водовідвіднітруби приймаємо круглого поперечного перерізу, пропускна здатність яких визначаєтьсяза формулою:
/>
де n- кількість труб з площею поперечногоперерізу /> ;
/> — різниця рівнів водиусередині башти і нижньому б’єфі споруди, яка визначається за формулою:
zтр = ↓РВБ- ↓РНБ = 425,42 – 418,60 = 6,82 м,
↓РВБ= ↓НПР – 0,35 = 425,77 — 0,35 = 425,42 м
/> — коефіцієнтвитрати, приймаємо μ = 0,6.
/>м2
Ширинавихідного фронту труб:
/>м
де/>= 0,5м – відстань міжтрубами;
/>= 0,12м –товщина стінки труби.
5.2. Водобійний колодязь
Колодязьвиконується у вигляді розтрубу, що розширюється в плані від ширини вихідногофронту труб bтрдо ширини каналу вк.
/>/>
Рис. 5.2. Схема до розрахунку водобійного колодязя
Глибинаводи на виході з труби
h1=/>м
h1—перша спряжена глибина.
Визначаєморадіус r1,який відповідає першій спряженій глибині:
/>,
де/> – кут розширення стінокколодязя в плані, /> =25о
/>м
Визначаємоступінь бурхливості потоку (число Фруда): />
/>м; />
Оскількичисло Фруда />>1,тобто потік знаходиться в бурхливому стані, тому потрібно запроєктувативодобійний колодязь. Для визначення розмірів водобійного колодязя визначаємодовжину стрибка:
Тоді,
/>/>
де/>
/>
/>м
Довжинаводобійного колодязя
/>,/> = 5,42 м
Приймаємо/>м.
Радіус,який відповідає другій спряженій глибині:
/>/>м
Значеннядругої спряженої глибини /> визначаєтьсяшляхом підбору за залежністю:
/>
Знайдемозначення лівої частини при h1=1,21м. Приймаємо h2=0,66м.
Визначаємозначення глибини водобійного колодязя:
/>м
Приймаємоконструктивно/>м. Визначаємо довжинурисберми:
/>м.
5.3. Відвідний канал
/>
Рис.5.3.Поперечний переріз відвідного каналу
Відвіднийканал спряжує кінцеву частину споруди і відвідне русло річки. Глибина води вканалі h приймаєтьсятакою, як і глибина води в річці при пропусканні Qp.
Длярозрахунку ширини каналу по дну використаємо формулу:
/>
m- коефіцієнтукосів канала.
/> — допустиманерозмивна швидкість, />=0,5 м/с; m=1,25.
Такяк в цьому випадку ширина каналу дуже значна, то дно і укоси каналу закріплюємобетонними плитами. При цьому допустима швидкість /> м/с.
/>м
Приймаємоширину відвідного каналу bk=7м./>
Список використаної літератури
1.Волков И.М., КононенкоП.Ф., Фединчик И.К. Гидротехнические сооружения. М.: “Колос”, 1968.
2.Замарин Е.А., Фадеев В.В.Гидротехнические сооружения. М.: “Колос”, 1965.
3.КириенкоИ.И., Химерик Ю.А. Гидротехнические сооружения. Проектирование и расчет. К.:“Вища школа”, 1987.
4.РозановН.П. и др. Гидротехнические сооружения… М.: Стройиздат. 1978.
5.ЧугаевР.Р. Гидротехнические сооружения. Глухие плотины. М.: Высшая школа. 1975.
6.Справочникпо гидравлике. Под ред. Большакова В.А.К.:“Вища школа”. 1977.
7.Справочник по гидравлическим расчетам. Под ред. Киселева П.Г. М.: Энергия.1975.
8.Переченьединиц физических величин, подлежащих применению в строительстве. М.:Стройиздат. 1987.
9.Руководствопо определению нагрузок и воздействий на ГТС II 58 — 76. Л.: ВНИИГ. Энергия.1977.
10.Строительныенормы и правила. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП2.01.14-83. М.: 1984.
11.Строительные нормы иправила. ГТС. Основные положения проектирования. СНиП 2.06.01-86. М.: ГосстройСССР. 1989.
12.СНиП. Нагрузки и воздействия на ГТС. СНиП 2.06.04-82. М.: Госстрой СССР. 1989.
13. Строительные нормы иправила. Плотины из грунтовых материалов. СНиП 2.06.05-84. М.: Госстрой СССР.1985.
14.СНиП2.06.03-86. Мелиоративные системы и сооружения. М.: Стройиздат. 1987.
15.СНиП 2.06.02-85. Автомобильные дороги. М.: Стройиздат. 1986.