Файл: Курсовой проект Водосбросная плотина в составе средненапорного гидроузла.doc

II.6. Конструирование водобойной плиты

Водобойную плиту выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Плита водобоя под действующими на нее силами может всплыть, опрокинуться в сторону нижнего бьефа или сдвинуться.

– длина гидравлич. прыжка

– длина водобойной плиты



Примем длину водобойной плиты 52 м.

Толщину водобойной плиты можно определить по формуле В.Д. Домбровского

, где

V_сж – скорость течения в сжатом сечении, ;

h_сж – глубина в сжатом сечении.



Так же толщина водобойной плиты должна удовлетворять условия:



Принимаем t = 5.2 м.

Гасители подвержены кавитационной эрозии, поэтому их слишком близкое расположение к началу водобойной плиты нежелательно. Наиболее оптимально расположение гасителей на расстоянии от начала водобойной плиты. Располагаем их на расстоянии 6 м.

II.7. Конструирование рисбермы и ковша

Рисберма – это участок крепления русла расположенный за водобоем. На рисберме происходит уменьшение осредненных скоростей и пульсации скоростей. Рисберму выполняют в виде крепления, постепенно облегчающегося по течению. Обычно крепление устраивают из бетонных плит. Толщину плиты в начале рисбермы принимаем равной двум третям от толщины водобоя. Следующая плита рисбермы будет составлять две третьих от предыдущей.

Находим длину крепления русла за водосливом:

---

Проектируем плиты рисбермы:

Первая плита

,

.

Вторая плита

,

.

Концевой участок рисбермы заглубляют с уклоном 1:4, в результате чего образуется ковш, предназначенный для защиты рисбермы от подмыва. Глубина воды в ковше рассчитывается по методике Б.И. Студеничникова.
= м

Глава III. Фильтрационные расчеты и конструирование подземного контура

III.1. Конструирование подземного контура

При проектировании подземного контура плотины надо решить задачи по удовлетворению нормативных требований по прочности и устойчивости основания, а также учесть условия и способ возведения.

В основании проектируемой плотины залегает нескальное основание (песок), следовательно, плотины будет иметь развитый в вертикальном направлении подземный контур.

Шпунт предназначен для увеличения пути фиьтрации.

Расчетные величины:

S₀=26 м, - глубина подземного контура;

l₀= 52 м, - длина водонепроницаемой части флютбета;

Т_акт=0,8 S₀+0,5 l₀= 46,8 м, - активная глубина фильтрации при l₀/S₀=2.

III.2. Построение эпюры фильтрационного противодавления

Построение эпюры противофильтрационного давления производим методом коэффициентов сопротивления. Разработчиком данного метода является Р.Р. Чугаев. Согласно этому методу принятый подземный контур разбивается на вертикальные и горизонтальные элементы.

---

Производим расчет коэффициентов сопротивления для каждого участка:











=2.702

Производим расчет потерь напора на каждом участке:

h_вх=3.75 м;

h_шп=9.89 м;

h_гор1=4.45 м;

h_гор2=0.16 м;

h_вых=3.75 м;

Строим эпюру фильтрационного противодавления:

---

III.3. Определение фильтрационного расхода

Удельный фильтрационный расход может быть определен по формуле:



где К_ф=4,110^-6 м/с, - коэффициент фильтрации.

Q_ф=B_рисб·q=176·33,4·10^-6=58,87·10^-4 м³/с

III.4. Расчет фильтрационной прочности грунтов

Производим проверку общей фильтрационной прочности грунта основания. Для этого находим осредненное значение градиента напора в основании сооружения и сравниваем его с критическим значением требуемого по СНиП 2.02.02-85.

, где

I_cr,m – расчетное значение критического градиента напора, равное 0.32;

γ_n – коэффициент надежности по степени ответственности сооружения, для I класса γ_n=1.25.



Тогда:



условие выполняется

Сконструированный подземный контур удовлетворяет условиям фильтрационной прочности грунта основания.

Глава IV. Статический расчет водосливной плотины

Статический расчет производим для секции водосливной плотины. Расчет ведем при наихудшем сочетании действующих нагрузок: в верхнем бьефе уровень воды находится на отметке НПУ, а в нижнем бьефе на минимальном уровне.

IV.1. Сбор действующих нагрузок

Сбор нагрузок производится по расчетной схеме (М 1:500).

Обозна-ние	Площадь фигуры	Толщина d	Сила, кН		плечо, м	моменты, кН∙м.
			гор	вер		+	-
Вес водослива
G1	9∙25,47∙24	14		77021	8	616170
G2	8∙6,2∙24	14		16666	16,5	274982
G3	0,5∙24∙25,47∙24	14		102695	4,5		462128
G4	0,5∙5,84∙6,2∙24	14		6083	18,5		112534
	∑			202465		891153	574662
Вес быков
G5	20∙35,5∙24	4		68160	10,5	715680
G6	5∙6,5∙24	4		3120	23	71760
G7	0,5∙5∙7,5∙24	4		1800	22,1	39780
G8	0,5∙5,5∙5,5∙24	4		1452	1,3		1888
G9	21∙23,5∙24	4		47376	10		473760
	∑			121908		827220	475648
Вес воды на водосливе
V1	8∙26,3∙9,81	14		28896	16,5	476790
V2	4∙7,02∙9,81	14		3857	10,5	40493
V3	0,5∙4,05∙4,3∙9,81	14		1196	13,31	517283	15917
V4	5,84∙4,3∙9,81	14		3449	17,48		60286
	∑			37398		517283	76204
Гидростатическое давление с Нб и гидростатическое давление с Вб
W1	0,5∙26,3∙26,3∙9,81	18	61069		11,46		699854
W2	25,01∙6,2∙9,81	18	27381		3		82143
W3	0,5∙10,5∙10,5∙9,81	18	-9734		3,5	34069
	∑		78716			34069	781997
Взвешивающее противодавление и фильтрационное противодавление
Wвз	41∙10,5∙9,81	18		-76018	0	0	0
Wф1	13,35∙3,8∙9,81	18		-8958	10,11		90564
Wф2	14∙3,59∙9,81	18		-8875	18,68		165783
				-93851			256348
	∑		78716	267920		2269724	2164858
	∑					104866

---

Сумма горизонтальных сил ∑Q = 78716 кН.

Сумма вертикальных сил ∑Р = 267920 кН.

Сумма моментов ∑М = 104866 кН∙м.


Схема нагрузок (М1:500):


Схема нагрузок (М1:500):

---