Тема: Бетонная водосбросная плотина.

                                       Выполнила: ст. ФЭС

                                                           гр.110113

                                                           Борисевич В.М.

                             

                                       Руководитель: Круглов Г. Г.

 

 

Минск- 2007

 

 

Содержание

Задание	2
1.Компоновка сооружений гидроузла 2. Гидравлические расчёты. 3. Конструирование тела плотины и её элементов 3.1. Понур.   3.2. Шпунтовый ряд. 3.3.Водобой, рисберма, ковш. 3.4.Подошва плотины. 3.5.Пореречный профиль плотины. 3.6.Береговые устои, монтажная площадка. 4. Фильтрационные расчеты плотины 4.1. Расчет фильтрации в основании бетонной плотины. 4.2. Расчет фильтрации в обход берегового устоя. 5. Расчеты прочности и устойчивости бетонных плотин. 5.1.Определение контактных напряжений в основании плотины. 5.2.Расчет устойчивости плотины на сдвиг. 5.3.Расчет прочности тела плотины методом сопротивления материалов. 6. Выбор схемы пропуска строительных расходов Литература	5
	6
	12
	12
	12
	13
	14
	14
	16
	16
	16
	18
	22
	22
	25
	27
	29
	30

 

Компоновка сооружений гидроузла.

 

В данной работе проектируется гидротехническое сооружение, в состав которого входят: земляная плотина из среднего песка общей длиной 1100м и отметкой гребня ∆ГП=271,7м. По гребню проходит автомобильная дорога шириной 6м. Заложение откосов плотины имеют постоянное заложение и равны: верховой- 3,5 и низовой – 3,0. Головная часть представляет собой бетонную безвакуумную водосливную плотину практического профиля (b=39,8), состоящую из четырёх пролетов по 8м и трех разрезных бычков.

За водосливной частью следует водобойные колодец длиной 25м и толщиной 2,5м, имеющий расширение в оби стороны на 12º, рисберма длиной 38м и с расширением в одну сторону на 12º, ковш – все эти элементы предназначены для гашения кинетической энергии потока.

Чтобы уменьшить путь фильтрации устраивается гибкий понур длиной 14,5м и шпунтовый ряд из железобетонных свай толщиной 30м и шириной 50м, заглубленный на 9,5м. А также, чтобы фильтрационный поток не подмывал и не разрушал водобой и рисберму, в них устраиваются разгрузочные колодцы размерами 1х1м, под которые укладывается обратный дренаж.

Гидравлические расчёты.

Выбирается удельный расход через поверхностные отверстия, т.к. основанием является суглинок, то q=20м³/с на 1 п.м.

Принимаем 5 пролётов по 6м шириной: n*b=5*6=30м [1]. Пролёты перекрываются плоскими затворами. Ширина пазов затворов: ,

глубина пазов рабочих затворов:

.

толщина разрезного быка определяется по формуле:

Высота быка над гребням водослива при передвижном кране (козловом кране):

h_б= h_ф+0,6 h₃=(268,7-263)+0,6 5=8,7м

Длина быка l_б назначается из условия размещения ремонтных и рабочих затворов и необходимого расстояния между ними, служебного моста, механизмов подъема затворов и транспортного моста. Ширина проезжей части моста определяется его габаритом и шириной тротуаров, которые назначаются по таблице из СНиП [2].

l_б=0,8+1,5+1+6+2 1,0+2 0,75+1,5+1=14,8м

Определяется высота водосливных отверстий в первом приближении:

где σ_п=1 – коэффициент подтопления водослива;

ε=1 – коэффициент бокового сжатия;

m=0,41 – коэффициент расхода водослива;

g=9,81м/с² – ускорение свободного падения;

Ширина перед водосливной плотиной:

Площадь поперечного сечения:

Скорость:

После определения размеров водосливных отверстий и их количества производится проверка пропускной способности проектируемой водосливной плотины (уточняют m, ε, σ_п).

Коэффициент подтопления определяется по таблицам в зависимости от отношения h_п/H₀, но в данном случае высота подтопления h_п=-1,2 и следовательно σ_п=1

Коэффициент бокового сжатия и коэффициент расхода уточняются по зависимостям, предложенным А.Р.Березинским:

;

;

здесь р=6.

После того, как все коэффициенты, входящие в формулу для определения Q определены, производят проверку пропускной способности принятых размеров водосливных отверстий по условию

Q>Q_рп на 3,6%.

Производится проверка пропуска поверочного расхода воды через водослив по условию:

H_фор – напор на гребне водослива при пропуске поверочного расхода (ФПУ-ГП=268,7-263=5,7м);

Коэффициент подтопления σ_п=1

Коэффициент бокового сжатия и коэффициент расхода уточняются по зависимостям, предложенным А.Р.Березинским:

;

;

Т.о., принятые размеры водопропускных отверстий удовлетворяют условиям пропуска расчетного и поверочного расходов.

Расчёт сопряжения бьефов выполняется для следующих четырёх схем маневрирования затворами:

1. Все затворы подняты на 0,2H.

2. Один затвор поднят полностью, остальные на 0,2H.

3. Два затвора подняты полностью, а два – на 0,2H.

4. Все затворы подняты полностью.

Первая схема:

 

Высота открытия отверстий а=1,2м.

Т.к. на гребне водослива после затвора есть горизонтальный участок с= 0,3Н+(0,5…1)=0,3*6+0,5=2,3м>а=1,2, то

где φ=0,95 – коэффициент скорости;

 - коэффициент вертикального сжатия потока по зависимости А.Д.Альтшуля.

Глубина воды в нижнем бьефе в соответствии с кривой связи равна:

h_НБ=161,4-157,5=3,9м

Глубина в сжатом сечении h_cнаходится по зависимости:

Первое приближение:

Второе приближение:

Третье приближение:

По известному значению h_с вычисляется сопряженная с ней глубина :

где ; а

т.к. - прыжок затопленный, колодец не требуется.

 

Вторая схема:

 

Один затвор поднят полностью, а 4-е на а=1,2м

Глубина воды в нижнем бьефе в соответствии с кривой связи равна:

h_НБ=161,7-157,5=4,2м

Первое приближение:

Второе приближение:

Третье приближение:

По известному значению h_с вычисляется сопряженная с ней глубина

где ; а

т.к. -прыжок затопленный, колодец не требуется.

 

Третья схема:

Два затвора подняты полностью, а три на а=1,2м

Глубина воды в нижнем бьефе в соответствии с кривой связи равна:

h_НБ=162,0-157,5=4,5м

Первое приближение:

Второе приближение:

Третье приближение:

Четвертое приближение:

По известному значению h_с вычисляется сопряженная с ней глубина

где ;

т.к. -прыжок затопленный, колодец не требуется.

Четвёртая схема:

 

Все затворы подняты полностью.

Глубина воды в нижнем бьефе в соответствии с кривой связи равна:

h_НБ=162,5-157,5=5,0м

Первое приближение:

Второе приближение:

Третье приближение:

Четвертое приближение:

 

По известному значению h_с вычисляется сопряженная с ней глубина

где ; а

т.к. -прыжок затопленный, колодец не требуется.

Длина водобоя при отсутствии на нем гасителей кинетической энергии назначается равной:

 

 

Схема	Q,м3/с	hc, м	,м	hНБ,м	Тип прыжка	dк, м
1	199,8	0,52	2,9	3,9	Затопленный	-
2	264,4	0,7	3,25	4,2	Затопленный	-
3	339,5	0,92	3,55	4,5	Затопленный	-
4	564	1,64	4,23	5,0	Затопленный	-

 

Т.к. четвертая схема самая невыгодная, то для неё делаем проверку.

При p=p+d_к=6+2,1=8,1м

Первое приближение:

Второе приближение:

Третье приближение:

По известному значению h_с вычисляется сопряженная с ней глубина

.

 - длина водобойного колодца.