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: 35
Скачиваний: 0
- 10 -
по устройству водосбросных отверстий достаточных размеров для про пуска расчетного расхода воды приводит к необходимости использования труб
меньшего, чем по расчету, сечения. В этвх случаях аккумулирующая ёмкость
будет заполняться медленнее, чем при полном перекрытии русла сплошной насыпью, следовательно,и несколько дольше может существовать переход.
Целью расчетов в этих случаях явится определение времени существо вания перехода с учетом пропускной способности водосбросных отверстий.
На работу водопропускных отверстий будет оказывать сильное влияние
нижний бьеф. С гидравлической точки зрения в большинстве своем трубы |
||
будут работать как затопленные. |
|
|
В зависимости от размеров отверстий и глубины их расположения может |
||
иметь место безнапорное, |
полунапорное или напорное протекание водЛ |
|
в трубах. |
|
|
Следует отметить, что |
при устройстве насыпи из |
крупнозернистых ма |
териалов, устойчивых от размыва, перелив воды через |
гребень насыпи не |
|
приведет к прекращению эксплуатации пер ехода,т.к . его можно будет исполь |
||
зовать в качестве брода. Перелив воды через гребень такой насыпи будет |
||
аналогичен истечению жидкости через водослив. |
|
|
Приведенное описание гидравлических явлений, возникающих при уст ройстве переходов, предопределяет и класс задач, решаемых при их расчете.
Гидравлическим расчетом должны быть обоснованы возможность и целе сообразность устройства перехода того или иного типа.
В зависимости от конкретных условий / морфометрических и инженерно-
геологических характеристик перекрываемой водной преграды, наличия сил,
средств и времени на устройство перехода и расчетной продолжительности его эксплуатации/ выбирается тип перехода и выполняется его гидравличе ский расчет. При гидравлическом расчете определяются:
-предельная степень стеснения русла, при которой возможна отсыпка ма териала данной крупности;
З 'хом би ни ро& анны и п & рехдЯ (н а с ы п ь - т р у б а )
д) Ж омбинироЁанний пер ехо д (насытьводосброс)
'В озм ож ны е |
сх ем hi yd т ро й с/п &a n e p e s c o tfo f |
■мemoffoM |
за сы п к и Г о д н о й прегр>а#б' |
-и
-необходимая крупность материала и интенсивность его подачи для засыпки прорана при устройстве перехода в виде сплошной насыпи;
-пропускная способность водосбросных отверстий или прорана;
- |
подпор воды, образующийся в процессе перекрытия русла; |
- |
время заполнения аккумулирующей ёмкости подпёртого бьефа / во |
|
дохранилища /, т .е . расчётное время эксплуатации перехода; |
- |
расход материалов на перекрытие русла реки и устройство перехода. |
|
Вопросы гидравлического расчета водопропускных отверстий |
детально освещены в других работах [$, 13 и д р ,] и поэтому в |
настоя |
щем Пособии не рассматриваются. |
|
Методам решения остальных задач посвящены последующие |
разделы |
данного учебного пособия. Предварительно отметим некоторые общепри
нятые |
понятия и определения элементов потока, |
стесняемого пионерно |
|
выдвигаемыми дамбами (ри с. 2 ) . Обозначим; |
|
||
Вр |
- |
ширина перекрываемого русла реки; |
1 |
В в |
- |
ширина прорана по верху насыпи; |
|
В- ширина прорана по урезу воды;
В |
- |
средняя ширина прорана с учётом заложения откосов; |
В см- |
средняя ширина прорана в момент смыкания низовых откосов дамб; |
|
Б с |
- |
ширина потока в сжатом сечении; |
В м - |
длина мостового блока / пролетного строения / : |
|
( А . О |
- |
длина насыпи / или соответственно её правой и левой части /; |
В,. |
- |
ширина насыпи по верху; |
m |
- |
коэффициент заложения откосов; |
Ьн |
- высота насыпи; |
|
hrf |
- |
средняя бытовая / до стеснения русла / глубина потока; |
Ьс |
- |
средняя глубина потока в сжатом сечении; |
h |
- |
превышение высоты насыпи над бытовым уровнем воды в русле реки; |
Ьмп- |
превышение гребня насыпи над уровнем верхнего бьефа; |
|
Z |
- |
перепад; |
Z |
- |
подпор; |
-12 -
о- средний уклон водной поверхности потока в бытовой состоянии;
V |
- |
средняя |
скорость |
течения воды в проране; |
|
|
|
|||
1Г |
- |
средняя |
скорость |
течения в сжатом сечении; |
|
|
||||
\Г6 -средняя |
скорость течения воды в русле реки в бытовом состоянии. |
|||||||||
|
Одной из основных характеристик перекрываемого русла является |
В |
||||||||
его |
степень |
стеснения. |
Степень стеснения вычисляется по площади |
|||||||
или по ширине |
0 |
g . |
|
|
|
|
|
|||
|
|
Степень» стеснения русла по площади называется отношение пло |
|
|||||||
щади живого |
сечения русла, |
занятого дамбами |
со2 , к |
полной площади |
||||||
поперечного |
сечения русла в |
бытовом состоянии |
CJp . |
По определению |
||||||
|
|
|
|
_ |
|
_ |
dO р —fO |
|
|
|
|
|
|
|
- |
£Ор |
- |
<Ор |
|
/ I / |
|
где |
|
со - |
площадь живого сечения прорана. |
|
|
|
||||
|
Степенью стеснения русла по ширине называется отношение ширины, |
|||||||||
занятой дамбами,к ширине русла |
|
|
|
|||||||
|
При гидравлических расчетах перекрытия русел рек пионерным спо |
|||
собом степень стеснения чаще всего вычисляется |
по формуле ( I ) . так как |
|||
величина |
6 позволяет наиболее полно учитывать гидравлические харак |
|||
теристики |
потока в сжатом сечении. |
|
|
|
|
Для русел, имеющих правильную форму |
, степени стеснения по площади |
||
и |
ширине практически одинаковн.т.е. |
8 = 0 6 |
. Однако в атом случае |
|
под шириной прорана следует понимать его |
среднюю ширину В . |
|||
|
Тогда формула для определения степени стеснения русла перепишется |
|||
в |
виде |
|
|
|
В р -В |
_ i |
____ В _ |
|
/ 3 / |
|
В р |
х |
в |
' |
||
|
-13-
Р ис. 2. |
U ltd p a B jr u z e c H u e э л е м е н / л ь / л с т о к о , с т е с ^ я е /к а ? о |
|
n c /o r t e p n o вб/& ёс/ра.е***ы л1сс daj*t6cLJ**cL |
- 14 -
Как правило, в месте стеснения потока пионерными дамбами наблю дается отрывное обтекание их головных частей с образованием сжатого сечения примерно в створе низовых откосов дамб. Степень бокового сжатия потока характеризуется коэффициентом бокового сжатия
|
|
6 |
- |
В с |
|
|
|
/ 4 / |
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ориентировочные значения коэффициента сжатия £ |
в |
зависимости от |
||||||||
материала засыпки могут быть |
приняты по таб л .3 , составленной на основе |
|||||||||
экспериментальных данных И.Б.Лебедева [б, |
S'). |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента бокового |
|||||
Материал засыпки |
|
|
|
|
сжатия |
£ |
|
|
||
|
|
|
|
|
наиболее вероятное |
среднее |
||||
Гр>унт, малогабаритный |
|
|
0 ,8 |
- |
0 ,9 |
|
|
0 ,8 5 |
||
каменный материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Крупногабаритный камень, |
|
0 ,6 |
- |
0 ,7 |
|
|
0 ,6 5 |
|||
глыбы или массивы |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таким образом, вследствие отрывного обтекания потоком головных |
||||||||||
частей пионерных дамб, степень |
стеснения русла увеличивается |
до значения |
||||||||
' |
= - S |
f c J - |
= |
i |
______L |
. |
|
|
|
|
|
_ |
В р |
|
х |
|
В р |
|
/ 5 |
/ |
|
Полагая |
- |
J|c |
, найдем, |
что Вс= г ! " . |
|
|
|
|||
Подставив это |
значение в |
формулу (s)tполучим выражение для определения |
||||||||
приведенной степени |
стеснения потока / с |
учетом бокового сжатия / в виде |
||||||||
|
8 ' = i - £ - f - |
• |
|
|
|
/ 6 / |
||||
Во ив формулы(з)следует, |
что |
В |
\ |
|
тогда |
|
|
|
||
|
|
|
|
В Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
B ' - i - d ( i - e ) . |
|
|
|
/ 7 / |
|
|||
