Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2019-05-27 | 244 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра: «гидротехническое и энергетическое строительство»
Курсовой проект
По гидротехническим сооружениям
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):
hб= hф+0,6 h3=(268,7-263)+0,6 5=8,7м
Длина быка lб 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].
lб=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 σп=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, σп).
Коэффициент подтопления определяется по таблицам в зависимости от отношения hп/H0, но в данном случае высота подтопления hп=-1,2 и следовательно σп=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>Qрп на 3,6%.
Производится проверка пропуска поверочного расхода воды через водослив по условию:
Hфор – напор на гребне водослива при пропуске поверочного расхода (ФПУ-ГП=268,7-263=5,7м);
Коэффициент подтопления σп=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:
hНБ=161,4-157,5=3,9м
Глубина в сжатом сечении hcнаходится по зависимости:
Первое приближение:
Второе приближение:
Третье приближение:
По известному значению hс 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:
hНБ=161,7-157,5=4,2м
Первое приближение:
Второе приближение:
Третье приближение:
По известному значению hс 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:
hНБ=162,0-157,5=4,5м
Первое приближение:
Второе приближение:
Третье приближение:
Четвертое приближение:
По известному значению hс 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:
hНБ=162,5-157,5=5,0м
Первое приближение:
Второе приближение:
Третье приближение:
Четвертое приближение:
По известному значению hс 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+dк=6+2,1=8,1м
Первое приближение:
Второе приближение:
Третье приближение:
По известному значению hс вычисляется сопряженная с ней глубина
.
- длина водобойного колодца.
Понур.
На песчаных основаниях устраиваются гибкие маловодопроницаемые понуры. Предварительную длину понура можно назначить равной
lп=1,5 Z=1,5 (НПУ-НБmin)=1,5 (268-258,5)=14,5
Толщина понура в любом его сечении определяется по зависимости
,
Толщина понура в его начальном сечении принимается равной 0,5м. В весте примыкания к телу плотины он утолщается до 3м. Для лучшего сопряжения с телом плотины торец фундаментной плиты со стороны верхнего бьефа делается наклонным, что обеспечивает при любых деформациях тела плотины и понура надежный контакт между ними за счёт веса воды грунта пригрузки. Сверху глиняный понур покрывается защитным слоем песка толщиной 2м.
Шпунтовый ряд.
Шпунты предназначены для удлинения пути фильтрационного потока и, следовательно, гашения его напора. Также они препятствуют развитию внутренней суффозии в основании плотины, выпору грунта из-под плотины и защищают основание плотины от подмыва его поверхностным потоком
|
Предварительно глубина основного шпунта может приниматься равной s=(НПУ-НБmin) 1,0=9,5м.
Принимаются железобетонные шпунтовые сваи, изготавливаемые непосредственно на месте строительства. Толщина их 30см, ширина 50см. Водонепроницаемость шпунтового ряда достигается устройством специальных замковых соединений между сваями.
Обеспечение эффективной работы достигается заделкой головы шпунтовых стенок в специальные гидроизоляционные шпонки, размещенные в бетоне плиты
Водобой, рисберма, ковш.
Водобой выполняется в виде массивной железобетонной плиты, заканчивающейся зубом во избежание её подмыва.
Так как на водобое располагается колодец, то
Lв=0,8 5 (h-h)=0.8 5 (7.3-1.08)=25м
Водобойный колодец делается трапецеидальным с расширением в 12º в обе стороны. Делается это с целью обеспечить лучшее гашение кинетической энергии потока.
Толщина водобоя определяется по формуле
где vc и hc – соответственно скорость и глубина в сжатом сечении.
Для снятия фильтрационного давления на водобой под ним устраивается обратный фильтр (камень, гравий, крупный песок). Профильтровавшаяся вода отводится в нижний бьеф через разгрузочные колодцы, устраиваемые в водобойной плите. Колодцы квадратной формы в плане, размером 1х1м, расположенные в шахматном порядке через 5м в ряду и через 10м между рядами. Общая площадь дренажных колодцев равна 1,42% от площади водобоя, что меньше, чем 1,5%
Непосредственно за водобоем располагается рисберма. Предварительную длину рисбермы можно определить исходя из общей длины крепления в нижнем бьефе, которая для случая сопряжения бьефов при донном режиме может определятся по формуле Д.И.Кумина
L=6(h-h)+8hкр=6 (7,3-1,08)+8 3,21=63м
Lрис=L-Lвод=63-25=38м
Крепление рисбермы для III класса капитальности сооружении выполняется из железобетонных монолитных плит толщиной 0,8м, длиной 13м. Для снятия фильтрационного давления в них устраиваются дренажные колодцы, аналогично колодцам на водобое.
Концевая часть рисбермы, которая предохраняет всё крепление от подмыва, выполняется в виде предохранительного ковша с заложением верхового откоса 1:4, а низовой – 1:2. Ковш загружается камнем слоем 2м. Глубина ковша, отсчитываемая от отметки дна нижнего бьефа, определяется по зависимости
где hНБ=4,6 – глубина воды в нижнем бьефе, соответствующая пропуску расчётного паводкового расхода;
- удельный расход на рисберме;
χ=1,2 – коэффициент неравномерности распределения удельного расхода на рисберме;
|
Кр=1,1 – коэффициент, зависящий от условий схода потока с рисбермы [3];
V01 – допустимая не размывающая скорость при глубине потока h=1м [3].
Подошва плотины.
Для надежного сопряжения тела плотины с грунтом основания и предотвращения опасной контактной фильтрации подошва плотины выполняется с верховым и низовым зубом. Глубина зубьев равна 1м, ширина зуба понизу 3м. Ширина подошвы плотины для песчаных грунтов равна
bп=2 (НПУ-УНБmin)=2 9.5=19м
При донном режиме сопряжения бьефов водосливная поверхность плотины плавно сопрягается с поверхностью водобоя. Заглубление фундаментной плиты плотины со стороны низовой грани определяется глубиной водобойного колодца , толщиной водобойной плиты , и глубиной её зубьев равной 1м.
Заглубление фундаментной плиты со стороны напорной грани определяется конструкцией и толщиной понура, толщиной защитного слоя равного 2м, конструкцией и размерами 3х3х0,5м крепления дна верхнего бьефа перед плотиной.
Подошва плотины выполняется горизонтальной, глубина верхового и низового зуба плотины принимается одинаковой, на отметке, соответствующей наибольшему из двух найденных значению заглубления подошвы тела плотины. Под подошвой между зубьями делается обратный фильтр
Пореречный профиль плотины.
Поперечный профиль водосливной плотины образуется из следующих элементов:
· Вертикальная грань
· Криволинейного участка, который строится по координатам Офицерова-Кригера (таблица1).
· Прямолинейного участка
· Дуги окружности, сопрягающей прямолинейный участок и поверхность водобоя.
Так как на гребне водослива предусматриваются затворы, то на нём часто устраивают горизонтальную вставку равную 1м для более удобного размещения рабочих и ремонтных затворов. И поэтому в таблице 1 начиная со значения y=0,006 к х прибавляется 1м, т.е х=0,4+1=1,4м
Таблица 1. Координаты для построения безвакуумного водослива практического профиля.
X | Y при | X при | Y при |
| X | Y при | X при | Y при |
H=1 | H=5,13 | H=5,13 |
| H=1 | H=5,13 | H=5,13 | ||
0,0 | 0,126 | 0,000 | 0,646 |
| 3,0 | 1,235 | 15,390 | 6,336 |
0,1 | 0,036 | 0,513 | 0,185 |
| 3,1 | 1,369 | 15,903 | 7,023 |
0,2 | 0,007 | 1,026 | 0,036 |
| 3,2 | 1,508 | 16,416 | 7,736 |
0,3 | 0,000 | 1,539 | 0,000 |
| 3,3 | 1,653 | 16,929 | 8,480 |
1,4 | 0,006 | 7,182 | 0,031 |
| 3,4 | 1,894 | 17,442 | 9,716 |
1,5 | 0,027 | 7,695 | 0,139 |
| 3,5 | 1,960 | 17,955 | 10,055 |
1,6 | 0,060 | 8,208 | 0,308 |
| 3,6 | 2,122 | 18,468 | 10,886 |
1,7 | 0,100 | 8,721 | 0,513 |
| 3,7 | 2,289 | 18,981 | 11,743 |
1,8 | 0,146 | 9,234 | 0,749 |
| 3,8 | 2,462 | 19,494 | 12,630 |
1,9 | 0,198 | 9,747 | 1,016 |
| 3,9 | 2,640 | 20,007 | 13,543 |
2,0 | 0,256 | 10,260 | 1,313 |
| 4,0 | 2,824 | 20,520 | 14,487 |
2,1 | 0,321 | 10,773 | 1,647 |
| 4,1 | 3,013 | 21,033 | 15,457 |
2,2 | 0,394 | 11,286 | 2,021 |
| 4,2 | 3,207 | 21,546 | 16,452 |
2,3 | 0,475 | 11,799 | 2,437 |
| 4,3 | 3,405 | 22,059 | 17,468 |
2,4 | 0,564 | 12,312 | 2,893 |
| 4,4 | 3,609 | 22,572 | 18,514 |
2,5 | 0,661 | 12,825 | 3,391 |
| 4,5 | 3,818 | 23,085 | 19,586 |
2,6 | 0,764 | 13,338 | 3,919 |
| 4,6 | 4,031 | 23,598 | 20,679 |
2,7 | 0,873 | 13,851 | 4,478 |
| 4,7 | 4,249 | 24,111 | 21,797 |
2,8 | 0,987 | 14,364 | 5,063 |
| 4,8 | 4,471 | 24,624 | 22,936 |
2,9 | 1,108 | 14,877 | 5,684 |
| 4,9 | 4,698 | 25,137 | 24,101 |
Литература
1. СНиП2.06.01-86.Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. – М.: Стройиздат,1989.-30с.
2. СНиП2.05.02-85. Автомобильные дороги. – М.: Стройиздат, 1986.-56с.
3. Проектирование и расчеты гидротехнических сооружений: Учеб. Пособие/ П.М. Богославчик, Г.Г. Круглов. – Мн.: БНТУ, 2003.-363с.
4. СНиП2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). – М.: Стройиздат, 1982.-40с.
5. СНБ 5.01.01-99. Основания и фундаменты зданий и сооружений. – Мн.: Минстройархитектуры, 1999. -36с.
6.. Мосты и трубы. – М.: Стройиздат, 1988. – 197с.
7. Справочник по гидравлическим расчетам/ Под ред. П.Г. Киселева. – М.: Энергия, 1975.-309с.
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра: «гидротехническое и энергетическое строительство»
Курсовой проект
по гидротехническим сооружениям
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!