Файл: Самойлов Р.С. Гидравлический расчет переходов через узкие водные преграды учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 42
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
- |
71 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 . Обобщенная гидравлическая характеристика русла по графику на |
рис,6 |
||||||||||||||
при |
П |
а 0 ,0 4 0 ; |
h j= |
1 ,5 |
и; Вр = |
25 |
и равна |
Ж |
= |
2 ,2 . |
|
|
|||
10 . |
Приведенный, коэффвдгент расхода по графику на рис. 5 для |
значений |
|||||||||||||
А |
= |
2 ,2 ; |
0 = 0,9 1 7 |
равен |
|
|
0 ,0 7 7 . |
|
|
|
|
|
|||
11. |
Определяем величину' перепада по формуле (57) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Z |
L |
|
|
откуда |
|
z - |
1Га2 |
|
|
о .з 2 |
|
0 ,7 7 и. |
||
щ |
|
|
|
|
|
|
2 -9 .8 I-0 .0 7 7 ~ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
12. |
По форцуле (1 8 ,и) вычисляем средний удельный расход в сжатом |
сече |
|||||||||||||
нии прорана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
<3/= |
J - B ' |
|
1 - 0 , 9 1 7 |
= |
5 ,4 2 |
м3/сек . |
|
||||
|
|
|
|
7 е |
|
|
|
|
|
|
|
||||
13. |
Максимальная удельная мощность потока в |
сжатом сечении по ф-ле (19, а) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|Ме= У .Д|> Z = 1 ,0 *5 ,4 2 * 0 ,7 7 = 4 ,1 6 тм/на In o r .u . |
|||||||||||
14 . |
Средняя глубина потока на шлейфе |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
15 . |
Высота низовой бровки шлейфа |
|
- |
1 ' 084 |
” |
- |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
е = h 4- h e = 1 ,5 |
- |
1,084 = 0 ,4 1 6 м |
- |
|
|
|
||||||
16 . |
Приведенный коэффициент расхода при пропуске воды |
через |
проран |
||||||||||||
в момент смыкания низовых откосов |
дамб определяем по графику на р и с.5 . |
||||||||||||||
Для |
0 = 0 ,9 4 |
и А= 2 ,2 |
|AW= |
0 ,0 5 6 . |
|
|
|
|
|
|
|||||
17 . |
Максимальное |
значение |
перепада в |
момент смыкания низовых откосов |
|||||||||||
дамб вычисляем по формуле(57) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
— |
iTi |
|
|
о.а8 |
= |
1 ,4 5 |
м. |
|
|
||
|
|
|
|
гг |
|
2 * 9 ,81‘ 0 ,056^ |
|
|
|||||||
18. |
Длина разноса материала |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
при |
0 = 0,917 определяется по формуле(89) |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
N i p |
|
4 .I 6 - I .0 6 4 I/'3 |
|
|
3 ,4 4 |
м. |
|
|||
|
|
|
|
|
ГПг 1^ х ~ |
1 ,0 * 0 ,1003’ 5 ,03 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
19 . |
Площадь поперечного сечения насыпи распластанного |
профиля |
|
||||||||||||
при |
0 = 0,917-п о формуле(88) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е ^£ +■ |
+ т ( h i +ZmoK)Z=- |
- |
72 |
- |
= 0 ,4 1 6 *3 ,4 4 + . 3,44.^0, 77 + |
I>25 |
/ 1 ,5 + 1 ,45 / 2 = 12 ,3 2 м2 . |
20 . Задаваясь различными значениями степени стеснения русла в пре делах от 0 = 0 ,9 1 7 до 0 ,9 4 ,аналогичным способом вычисляют значения , Z ( N иО[ . Расчет производится в табличной форме.
Таблица 7
Площадь поперечного сечения насыпи распластанного профиля
|
|
1" |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
0 ' |
J - B ' |
1Гс= |
V 1 ' |
Iй Т |
Z - |
N = |
h 0= |
|
1 , |
а , |
|
|
|
- п |
|
i |
Ж 1 |
|
VrLx t |
Л г К > |
|
||
|
|
1-9', |
; Й к |
|
zw |
ТМ НА |
м |
1И |
м2 |
||
|
|
|И/С»к М^еиНА |
|
м |
|||||||
|
|
|
|
/лог. и |
|
|
/лог.м |
|
|
|
|
I |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 • ■ ю |
I I |
|
0 .9 1 7 0 ,0 8 3 |
3 ,6 |
|
5 ,4 2 |
0 ,0 7 7 |
0 ,7 7 |
4 ,1 6 |
1 ,0 8 4 0 ,4 1 6 |
3 ,4 4 |
1 2 ,3 2 |
||
0 ,9 2 0 |
0 ,0 8 0 |
3 ,7 5 |
5 ,6 2 |
0 ,0 7 4 |
0 ,8 3 5 |
4 ,6 8 |
1 ,1 2 3 |
0 ,3 7 7 |
3 ,8 9 |
1 2 ,3 7 |
|
0 ,9 3 0 0 ,0 7 0 |
4 ,2 8 |
6 ,4 3 |
0 ,0 6 4 |
I . I I |
7 ,1 4 |
1 ,2 8 5 0 ,2 1 5 |
6 ,2 |
1 2 ,2 3 |
|||
0 ,9 3 7 0 ,0 6 3 |
4 ,7 6 |
7 ,1 4 |
0 ,0 5 7 |
I . 4 I |
1 0 ,1 |
1 ,4 2 8 0 ,0 7 2 |
9 ,1 4 |
1 1 ,5 6 |
|
По данным граф |
1,10 и I I таблицы 7 , строится график зависимости |
|||||||
|
|
|
|
|
. В нашем случае без большой ошибки в опреде |
||||
лении объемов достаточно |
вычислить |
средние значения 2 |
; |
и б?&р , |
|||||
|
- Q c p = I 2 . I |
и2 ; |
= 5 ,7 |
■; |
еср = 0 ,2 7 м. |
|
|
||
21 . |
Поскольку высота подпора, образующегося к моменту |
смыкания низовых |
|||||||
откосов дамб, |
достигает |
величины 2Гта= |
1 ,4 5 и, то во избежания пере |
||||||
лива воды |
через гребень насыпи высота |
её должна быть не |
менее |
|
|||||
|
|
|
|
|
1 ,5 + 1 ,4 5 + 0 ,1 5 = 3 ,1 и , |
|
|
||
|
Здесь |
минимальная величина запаса Ь ЗЛП в момент перекрытия реки |
|||||||
принята равной |
0,15м . |
|
|
|
|
|
|||
22. |
Строится поперечный |
профиль насыпи компактного очертания |
с Кн = 3,1м |
||||||
и распластанного профиля, получающегося в результате разноса матери |
|||||||||
ала |
при достижении |
степени стеснения русла В ^ 0 ,9 1 7 . |
|
|
2
Рис,31. <$/оперегнЫй проф иль н а ч ь /л и раолласлпанноео отвр,г>о'#£*л
|
|
|
|
- 74 |
- |
|
В данном случае, |
как видно из |
ри с.31, длина выноса материала |
||
не выходит за |
пределы |
профиля насыпи компактного очертания. |
|||
|
Однако полное перекрытие вынуждает устраивать насыпь высотой |
||||
3 ,1 |
м вместо |
h H= |
2 |
.0 м, достаточной при устройстве комбинирован |
|
ного |
перехода /см. |
пример Т / . |
|
Объемы потребных материалов на устройство перехода по данным
примеров I и 2 приведены в табл .8 .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|
|
Расход материалов на устройство перехода |
|
|
|
||||||
Тип |
требу |
площадь |
|
объем, м3 |
|
|
|
прочие- |
||
емая |
попереч- |
|
|
|
|
|||||
перехода |
высота |
НОГО |
г г |
гальки |
|
крупногабаритного камня |
матери |
|||
|
алы |
|||||||||
|
насыпи, |
сечения; |
|
|
dep = 0 .5 5 м |
|
|
|
||
|
м |
м2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
на отсыпдо |
заделку |
всего |
|
|||
|
|
|
|
|
ку насыпи прорана |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
комбиниро |
2,0 |
16 |
|
293 |
|
- |
- |
|
293 |
мостовой |
ванный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
блок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L-= 12м |
сплошная |
3 .1 |
29^ 5/ ''' |
539 |
|
144 |
41 |
|
724 |
|
|
насыпь |
|
/ ^ 2 7 ,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
уТ |
|
|
__ |
|
|
|
|
|
|
|
площадь поперечного сечения насыпи компактного профиля вычислена |
||||||||||
по формуле(8 6 )с учетом коэффициента заложения откосов |
m = 1 ,5 |
|||||||||
для гальки и |
ГП |
= 1 ,2 5 |
для крупногабаритного материала. В чис |
|||||||
лителе указано |
значение S? при m = I,5 ; в |
знаменателе - |
при m = 1 ,25 |
|||||||
Ширина насыпи поверху принята равной Вд = |
5 ,0 |
м. |
|
|
||||||
Анализ таблицы 8 показывает, |
что объем материалов на перекрытие |
|||||||||
доела реки сплошной насыпью в 2 ,5 |
раза превышает объем их на устрой |
|||||||||
ство |
комбинированного перехода с |
мостовым блоком |
L м = 12 |
м. |
-75 -
Пример 3
Определить расход материалов для полного перекрытия русла реки с
шириной |
Вр = 9,0 |
м, |
средней глубиной |
hd= 0,9 м, со средней скоростью |
|||||||
течения |
iTd |
= 0 , 2 5 |
v/ с е к |
и уклоном водной поверхности до перекрмтня |
|||||||
3„= 0,001. |
Берега |
реки сложены крупнозернистым песком. |
|||||||||
Вычислить также время существования перехода. |
|||||||||||
|
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
|
||
1 . По табл .1 |
неразмывающая скорость для крупнозернистого песка при |
||||||||||
глубине |
h |
0, 9 м составляет Vgon = 0 ,5 м/сек. |
|
||||||||
2 . Степень стеснения |
потока в момент |
смыкания низовых откосов дамб |
|||||||||
по формуле (14) - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
B CM= I - |
|
|
|
= 1 - |
|
L .5g0ig_ = 0 ,85 . |
||||
3 . Средняя ширина прорана в |
момент |
смыкания по формуле (8 ,а ) |
|||||||||
|
Всм = Bp / |
I - |
0 |
/ |
= 9 ,0 |
/ |
I - 0 ,8 5 / |
= 1,35м . |
|||
4 . Относительная скорость течения в проране в момент смыкания. |
|||||||||||
По графику на рис. 9 для |
0 СМ= 0 ,8 5 |
|
= 6,67 . |
||||||||
Отсюда' 1£ = |
6 ,6 7 iTj |
= |
6 ,6 7 *0 ,2 5 |
= |
1 ,6 7 м/сек, |
|
|||||
так как |
|
= 1 ,6 7 |
> |
on |
—0 ,5 |
W сек , тс для |
засыпки прорана |
||||
необходимо использовать материал большей крупности. |
|||||||||||
По табл.1 находим, |
что для засыпки прорана может быть использована |
||||||||||
крупная галька с Vg°-= 1 .7 |
м/сек. |
|
|
|
|
||||||
Засыпка прорана |
длиной Всм = 1 ,3 5 м на этапе |
смыкания производится |
|||||||||
при заблаговременной |
заготовке крупной гальки в |
голове насыпи для |
быстрого закрытия прорана. Вычисляем предельную длину участка насыпи,
на которой возможна отсыпка крупнозернистого песка без его выноса за пределы профиля насыпи.
5 . |
Отношение скоростей |
|
f r * - |
° i 5 |
= 2 ,0 . |
6 . |
Пографику на р и с.9 |
для |
Ч |
0 ,2 5 |
|
2 ,0 |
|
|
|||
приведенная степень стеснения русла |
0 |
= 0 ,5 . |
|
|
|
|
|
|
|
- |
76 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Приникая по табл-3 значение коэффициента сжатия |
£ |
= |
0 ,9 , |
||||||||||||||
по формуле(8)вычисляем среднюю ширину прорана |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
В = -| р - / 1 - 0 ' / . М - |
|
/ 1 - 0 , 5 / = 5 м . |
|
|||||||||||||
|
|
£ |
|
|
|
|
|
0 ,9 |
|
|
|
|
|
|
|
||
8 . Длина участка насыпи, отсыпаемого |
из песка, определится как |
||||||||||||||||
разность |
Вр - В = |
9 ,0 |
- |
5 ,0 |
= |
4,0 м . |
|
|
|
|
|
||||||
9 . Принимая величину превышения гребня насыпи над уровнем воды |
|||||||||||||||||
Ь |
= 0 ,5 |
м, ширину насыпи поверху |
|
Вн= 4 ,0 м |
и коэффициент заложения |
||||||||||||
откосов m = |
1 ,5 ,вычисляем площадь поперечного сечения |
насыпи по |
|||||||||||||||
формуле (8б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
S Z |
= ( B H+mh„)tl„ = |
|
/ 4 ,0 |
+ |
1 ,5 - 1 ,4 / |
1 ,4 |
= |
8 ,5 5 |
м2 . |
|||||||
10 . Окончательно вычисляем объем грунта, необходимого для сплош |
|||||||||||||||||
ного перекрытия русла реки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Объем песка |
Wn = |
Ф |
(В р - |
|
I ) |
= |
8 ,5 5 |
/ 9 ,0 - |
5 ,0 |
/ |
= |
3 4 ,2 м3 . |
|||||
Объем гальки, отсыпаемой постепенно |
до момента смыкания низовых |
||||||||||||||||
откосов naM6,V/r,= л? (В |
- |
Бсм) = ь ,5 5 / 5 - |
1 ,3 5 |
/ |
= |
31,4 м3 . |
|||||||||||
Объем гальки, накапливаемой в |
голове |
насыпи для быстрой |
засыпки |
||||||||||||||
прорана , |
\/г"= $ |
Всы = 8 ,5 5 -1 ,3 5 |
= |
1 1 ,5 м3 . |
|
|
|
|
|||||||||
|
Общий расход материалов на перекрытие русла |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
VV'=VVn+ Wr,*VV'r"= |
|
3 4 ,2 |
+ |
31,4 + 11,5 = |
77,1 |
и3 . |
|||||||||
11. |
Проверяем достаточность |
высоты |
насыпи по величине |
подпора |
|||||||||||||
в момент смыкания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Обобщенная гидравлическая характеристика для |
П |
= 0 ,0 4 0 ; |
||||||||||||||
h i= 0 ,9 |
м и Вр = |
9 ,0 |
м по графину на ри с.6 |
Ж |
= |
1 ,2 . |
|||||||||||
А = |
Приведенный коэффициент расхода по графику на рис.З для |
||||||||||||||||
1 ,2 |
и 9СМ= 0 ,6 5 |
|
|
|
frf„f = 0 , I 5 . |
|
|
|
|
|
|||||||
Величина |
перепада по формуле(57) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
"Ui |
|
|
0 ,2 5 2 |
2 |
= 0 ,1 4 1 |
м; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 :9 ,8 1 -0 ,1 5 ' |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
h jH h - Z = |
0 ,5 |
- 0,141 |
= 0 ,3 5 9 м > |
0 . |
|
|
|
|
||||||||
Перелива воды через |
насыпь за |
счет |
образования подпора не произойдет. |