Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Розрахунок гасіння енергії потоку у НБ
|
|
Основною формою спряжіння б'єфів при проектуванні водозливних гребель є дон-ний режим. Улаштуваннями нижнього б'єфу при такій формі спряження являються: водо-бій з гасниками або без них, рисберма, ківш — для нескельної основи; для скельної основи проектується водобій з гасниками або без, зуб.
При виборі типу гасника, по - перше, орієнтовно визначається глибина водобій-ного колодязя за формулою:
dk = ↓ Дно – ↓ Водоб, (2.27)
де ↓ Водоб - відмітка поверхні водобою, м
↓ Водоб = ↓ РНБmin–Н2 (2.28)
Н2 – глибина води у нижньому б’єфі, що приймається у залежності від глибини h2 (найбільш несприятливий випадок табл.2.3):
Н2= (1, 05…1, 1) ∙ h2 (2.29)
За отриманою величиною dк обирається тип гасника:
при dк ≤ 3 м проектується водобійний колодязь (рис 2.5);
при dк = 3…5 м - колодязь зі стінкою;
при dк = 5…7 м - проектується водобійна стінка (рис. 2.6, 2.7);
при dк > 7 м - шашечні гасники, гасник Образовського А. С.
Розрахунок водобійної стінки
Суцільна водобійна стінка розташовується на відстані від стиснутого перерізу. Висота стінки визначається за формулою:
(2.30)
де hкр - критична глибина потоку у нижньому б’єфі, визначена за формулою (2.21), табл. 2.3.
Ширина стінки гребеню:
bc = 0, 13 ∙ hkp (2.31)
Гасник Образовського А.С., шашечні гасники
Розміри і розміщення у плані гасників – шашок (рис. 2.8), у більшості випадків визначаються експериментальним шляхом, виходячи з наступних даних:
- висота шашок:
hш=(0, 75…1, 1)∙ h2 або h2=(0, 5…0, 75)∙ hкр (2.32)
- ширина шашок:
hш=(0, 5…1, 1)∙ hш (2.33)
- відстані між шашками і рядами шашок:
d=bш або d=(2…3)∙ hш (2.34)
Гасник Образовського А.С. проектується у вигляді двох водобійних стінок: першої – прорізної, другої – суцільної. Розміри та розміщення у плані елементів. Гаснику приведені на рис. 2.9.
Конструювання водобою
Водобій – це масивна горизонтальна плита призначена для гасіння надмірної кінетичної енергії. Товщина водобійних плит визначається статич-ними розрахунками. Орієнтовано може визначатися за формулою Домбровського В.Д.:
(2.35)
де V1 та h1 - відповідно швидкість течії так глибина у стиснутому перерізі, м/с, м
(2.36)
де q – згідно (2.18), для найбільш несприятливого випадку (табл. 2.3), м2/с.
Довжина водобою lв залежить від довжини гідравлічного стрибка l ст і визначається за залежностями:
а) при відсутності гасників на водобої:
lв= (1, 0…1, 25) ∙ lст (2.37)
б) при улаштуванні гасників:
lв= (0, 7…0, 8) ∙ lст (2.38)
В особливо відповідних випадках, при улаштування гасників на водобої, його довжину можна приймати рівною довжині стрибка (lв = lст ) .
Довжина гідравлічного стрибку l ст:
lст= 2, 5 ∙ (1, 9 ∙ h2 – h1) або lст= 6 ∙ (h2 – h1) (2.39)
Плиту водобою відокремлюють від тіла греблі деформаційним швом для запобігання у цьому місці тріщин (рис. 2.10, 2.11).
Плиту водобою також розрізняють вертикальними швами в напрямку течії, по осі биків. Під водобійною плитою влаштовують дренаж. Відвід води з дренажу в нижній б'єф в курсовому проекті можна виконувати через розвантажуючи колодязі діаметром 0, 2 – 0, 4 м, влаштовані у водобійній плиті.
Конструювання рисберми
У разі нескельної основи для ущухання потоку за водобоєм улаштовується рисберма. Частіше за усе вона виконується з бетонних або залізобетонних плит. На початку рисберми товщина плит 1 – 1.25 м, а на при кінці – 0.5 – 0.8 м. Товщина плит зменшується по довжині рисберми уступами. У плані плити квадратної або прямокутної форми з довжиною сторін від 2 до 20 м.
Довжина всієї рисберми може бути визначеною за залежністю Куміна Д.І.:
lр= 9 ∙ (h2 – h1) – lв (2.40)
Перевіряємо швидкість у кінці рисберми:
Vp=q/t (2.41)
де q та t – відповідно, питома витрата та глибина води у НБ для найбільш несприятливого випадку з таблиці 2.3.
Отриману швидкість Vp порівнюють з нерозмиваючою швидкістю потоку Vн для ґрунту основи і якщо Vp < Vн, то ківш з рисбермою не конструюється. У разі коли Vp > Vн - ківш
потрібен.
Значення величин допустимих розмиваючих швидкостей потоку Vн:
для пісків - Vн = 0, 3 – 0, 8 м/с;
для гальки - Vн = 0, 8 – 3, 0 м/с;
для супісі, суглинку - Vн= 0, 7 – 0, 8 м/с;
для гравію - Vн= 0, 7 – 1, 4 м/с;
для глини - Vн=1, 0 – 1, 8 м/с;
Глибина ковшу hкв визначається за формулою:
(2.42)
де kp - коефіцієнт, що залежить від умов розмиву; kp =1, 05 …1, 04.
На скельній основі за водобоєм улаштовується зуб, глибиною:
(0.43)
де kp - коефіцієнт роботи водобою, приймається kp = 1, 7;
τ - коефіцієнт нерівномірності питомої витрати kp = 1, 2;
q - питома витрата води для найбільш несприятливого випадку (табл. 3);
Vol - нерозмиваюча швидкість потоку при глибині 1 м, залежить від величини тимчасового опору на стиснення Rст; визначається за графіком
(рис. 2.13). Vol=8, 6 м3/с.
За зуб, який врізається в скелю та попереджує водобій від підмиву улаштовують відсипку з каменю (довжиною до 20 м) (рис. 2.14).
В деяких випадках, в кінцевій частині водобою, при донному режимі спряжіння б’єфів та тріщінуватій скелі, улаштовується додаткове кріплення із монолітного бетону довжиною 10 м.