Бетонная водосливная плотина на нескальном основании - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Бетонная водосливная плотина на нескальном основании

Компоновка гидроузла, выбор удельного расхода. Проектирование водобойного колодца. Выбор числа и ширины пролётов плотины. Конструирование водосливного профиля. Устройство и применение плоских затворов. Техническая безопасность гидротехнических сооружений.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

По дисциплине : «Р ечные гидротехнические сооружения »
Тема: «Бетонная водосливная плотина на нескальном основании»
Разработка компоновочных решений гидроузлов представляет собой сложную инженерную задачу.
Гидроузел, как правило, представляет собой комплекс гидротехнических сооружений общего (плотина, водосбросы) и специального (здание ГЭС, шлюз, судоприемники т.п.) назначения.
Первый вопрос, который необходимо решить - это размещение сооружений в намеченном створе, компоновка гидроузла. Под компоновкой гидроузла понимается такое взаимное расположение входящих в него сооружений, которое наиболее эффективно обеспечивает решение намечаемых народнохозяйственных задач.
При заданном составе сооружений гидроузла существенное влияние на компоновку оказывают следующие факторы:
инженерно-геологические особенности створа;
объем земляных и бетонных работ должен быть как можно меньше;
возможность пропуска строительных расходов и перекрытия русла;
обеспечение условий судоходства в нижнем бьефе (если в составе гидроузла есть шлюз);
вопросы организации производства работ.
Поскольку для каждого гидроузла эти факторы имеют свою специфику, то компоновку сооружений гидроузла в реальном проекте также приходится решать индивидуально, руководствуясь конкретными природными и экономическими условиями намечаемого района строительства гидроузла, результатами изысканий, проектных проработок и лабораторных исследований.
Однако в проектах при выборе состава сооружений, их типов и вариантов компоновок проектировщики по возможности анализируют предшествующий опыт проектирования, строительства и эксплуатации существующих гидроузлов и используют имеющиеся проектные решения в качестве аналогов.
В проектируемый гидроузел входят: ГЭС, водосливная бетонная плотина, грунтовая плотина и судоходный шлюз. Располагаем их в заданном створе от левого берега в следующем порядке: ГЭС, водосливная бетонная плотина, грунтовая плотина и судоходный шлюз. Такая компоновка выбрана из экономико-технических соображений. ГЭС удобнее располагать у берега, т.к. туда необходимо привозить тяжелое оборудование. Судоходный шлюз располагают на противоположном берегу от ГЭС, т.к. за ГЭС образуются большие пульсации, что будет мешать нормальной эксплуатации шлюза.
Удельный расход воды через плотину принимается в зависимости от величины максимального расчётного расхода, от напора на сооружении и от инженерно-геологических условий.
Для больших плотин целесообразно принимать большие удельные расходы. В случае нескального основания до 70 м 3 /(с.м). Для низконапорных плотин при сравнительно небольших максимальных расчётных расходах целесообразно принимать удельный расход меньше - до 7 - 5 м 3 /(с.м).
Изучение опытных данных показало, что для предварительного определения удельного можно определить по следующему соотношению:
q =(2,1 - 2,5) • V H , h =1 • (2.1)
где q - удельный расход воды через плотину, м 3 /(с.м);
V H , h =1 - неразмывающая скорость потока для грунтов в нижнем бьефе при глубине равной 1,0 метру [л.1; таб.№2.5, стр.67];
h нб - бытовая глубина воды в реке при пропуске максимального расхода, м.
Глубина воды определяется по материалам задания:
где УНБ max - уровень в нижнем бьефе при максимальном расходе (см. кривую Q=f(Н), по заданию 87,0м.) м;
Ўдна - отметка дна реки, м. (по заданию 77,0м).
q = 2.2 · 0.7· 8,0 1,2 = 18,67 [м 3 /(с м)] ,
3. Определение основных размеров сооружения
Для компоновки гидроузла необходимо определить длины составных частей (плотины и ГЭС) по следующим соотношениям:
Q ГЭС - расход воды на ГЭС, м 3 /с;
Q пл - расход воды проходящий через водосливную плотину, м 3 /с;
Q max - максимальный расход воды, м 3 /с (см. задание 6050 м 3 /с)
где Н - мощность ГЭС (по заданию 50 МВт);
Где ЎНПУ - нормальный подпорный уровень (по заданию 95,0 м);
ЎУНБ ср - уровень в нижнем бьефе при среднем расходе (см. кривую Q=f(Н) по заданию принимаем 84,0 м.).
- удельный расход воды на ГЭС , м3 / (с.м), =(12...16)м3/(с.м).
Q пл - расход воды через плотину, м/с;
Q max - максимальный расход воды через плотину (по заданию 6050 м 3 /с)
q пл - удельный расход воды через плотину, (м 3 /с)
4. Определение напора на водосливе
Для определения напора используется основная формула водослива:
где m - коэффициент расхода водослива:
Н 0 - полный напор на водосливе, м.
- коэффициент Кариолиса, принимаемый равным 1.1;
- скорость потока в верхнем бьефе, м / с;
Коэффициент расхода для водослива практического профиля можно принять равным m=0.48. Полагая в первом приближении = 1 и = О, находим Н и определяем отметку гребня водослива, отнимая Н от отметки нормального подпорного уровня - (НПУ) [л. 9; рис. 1. стр. 5].
Где ЎГВ - отметка гребня водослива, м
ЎНПУ - отметка нормального подпорного уровня, м;
Далее сравниваем уровень нижнего бьефа(УНБ) и отметку гребня водослива (ГВ).
Так как отметка уровня нижнего бьефа оказалась ниже отметки гребня водослива, то водослив практического профиля будет не подтоплен.
Глубину в нижнем бьефе над креплением принимают несколько большей глубины в реке:
Следует проверить, обеспечивается ли при этой глубине затопление гидравлического прыжка. Прыжок будет затоплен при условии:
Где - вторая сопряженная глубина по отношению к сжатой h c .
Для определения - необходимо вычислить критическую глубину воды:
Где - коэффициент Кариолиса, принимаемый равным 1.1;
q - удельный расход воды через плотину, (м 3 /с);
g - ускорение свободного падения, м/с 2 ;
Далее определяем полный напор относительно дна нижнего бьефа:
Где E 0 - полный напор относительно дна нижнего бьефа, м;
ЎНПУ - отметка нормального подпорного уровня, м;
ЎУНБ - отметка уровня нижнего бьефа, м (см. кривую Q=f(Н) по заданию принимаем 79,0 м.).
h р - глубина в нижнем бьефе над креплением, м.
Находим относительное значение полного напора:
Где - относительное значение полного напора;
E 0 - полный напор относительно дна нижнего бьефа, м;
Затем по графику связи относительных величин , = и = [л. 3, рис.12-5, стр. 456] определяется =1,85 и =0,48 далее определяем h с и ;
Так как условие (4.7) выполняется, то в проектировании водобойного колодца нет необходимости.
5. Выбор числа и ширины пролетов плотины
Суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении определяется по формуле:
Где - суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении, м.
Q - расход воды через плотину, м 3 /с.
q - удельный расход воды через плотину м 3 /(с.м).
Ширина каждого пролета назначается с учетом возможности пропуска через плотину льда и в соответствии с требованиями норм [л.5; прил. 6, стр. 51]. Рекомендуется назначать ширину так, чтобы соотношение b/Н было в пределах При соответствующем обосновании допускается отступление от размеров отверстий, приведенных в таблице. За пролет отверстий принимается минимальный размер между боковыми вертикальными гранями.
Число пролетов водосливной плотины определяется делением:
Где п - число пролетов водосливной плотины, шт.
- суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении, м.
b - ширина пролета водосливной плотины, м.
При дробном п принимается ближайшее целое число. Для удобства эксплуатации и повышении надежности плотины не рекомендуется принимать п=1.
Приняв окончательно п и b уточняют напор в соответствии с формулами:
- коэффициент сопротивления быков и устоев (для быков с циркульным оголовком =0.7);
b - ширина пролета водосливной плотины, м.
Где - уточненная суммарная сжатая ширина всех пролетов водосливной плотины в первом приближении, м.
п - число пролетов водосливной плотины, шт.
b - ширина пролета водосливной плотины, м.
Далее по уточненному напору окончательно определяют отметку гребня водослива (4.5):
Уточнив ранее напор на водосливе, можем теперь уточнить удельный расход на водосливе по формуле приведенной выше (3.1):
6. Конструирование водосливного профиля
Исходными данными для конструирования водосливного профиля являются НПУ, УНБ и отметка гребня водослива.
Теперь мы можем приступить к построению водосливной грани.
Оголовок водослива строится по специальным координатам, которые приводятся в справочной литературе. Для построения водослива с безвакуумным криволинейным профилем воспользуемся координатами Кригера-Офицерова приведенными в [л. 2; табл. №6.12, стр. 66]. Сопряжение водосливной грани с дном рисбермы осуществляется по дуге окружности радиуса R. Рекомендации по выбору R содержаться в [л. 2; табл. №6-14, стр.66]. между криволинейным оголовком и дугой проектируется прямолинейная вставка. Работа выполняется в следующей последовательности [л. 9; рис. 3, стр. 8]:
на чертеже в соответствующем масштабе наносят отметки гребня водослива и дна рисбермы;
по координатам Кригера-Офицерова строят кривую АА ,;
Вычисление координат для построения водосливной грани
3. из точки В проводят кривую BD касательную к криволинейной поверхности. Выбор точки В зависит от проектировщика: чем выше её расположить, тем распластаннее будет водослив;
4. прямую ВС сопрягают с горизонтальной прямой DE дугой окружности. Точка Е должна лежать на границе между водосливом и водобоем, от нее отсчитывается длина водобоя и рисбермы.
Проектирование гасителей энергии потока
Гасители в виде установленных на водобое препятствий оказывают на поток реактивное, диссипативное и распределительные воздействия.
В результате реактивного действия гасителей происходят уменьшение длины прыжка и его затопление, что позволяет уменьшить длину водобоя и избежать устройства водобойного колодца или уменьшить его глубину.
Диссипативная роль гасителей характеризуется интенсивностью рассеивания той части энергии, которая сосредоточена в турбулентных вихрях. При равной реактивной способности двух гасителей большей диссипативной способностью обладает тот, который разбивает поток на более мелкие струи, вызывая их интенсивное перемешивание. Два и более рядов гасителей обеспечивают большее снижение пульсационной энергии, чем один с такой же реактивной способностью.
Распределительная роль гасителей выражается в переформирование эпюры осредненных скоростей потока в плане и по глубине, выравнивании удельных расходов по ширине русла, отклонение потока по необходимости к какому-либо берегу. С этой целью применяют гасители рассекатели.
Этот тип гасителей энергии представляет собой ряд выступов. Если высота этих выступов больше их длины и ширины, то их называют пирсами, в противном случае - шашками. При выборе числа рядов шашек на первый взгляд может показаться, что с увеличением их гидравлическая структура потока в нижнем бьефе будет все больше улучшаться. Однако это не совсем так. В ходе опытов выяснилось, что для полного переформирования гидравлической структуры потока в желательном направлении вполне достаточно двух рядов хорошо подобранных шашек, расставленных в шахматном порядке. При правильном подборе двух шашек придонные скорости в потоке за ними на столько малы, что последующие ряды просто не будут работать, следовательно, их установка экономически не выгодна, что подтверждают опыты. Шашечные гасители создают поверхностные режимы течения на рисберме, уменьшают взвешивающее давление на участке водобоя, способствуют лучшему пространственному растеканию потока. Вследствие отсутствия донного вальца за шашками скорости в потоке распределяются более равномерно, поэтому здесь наблюдается меньшие пульсации и меньшая размывающая способность потока. За шашечными гасителями почти полностью отсутствует волнообразование на свободной поверхности. Параметры шашек
Высота шашек с является одним из наиболее важных параметров определяющих работу гасителя, поэтому и другие размеры гасителя часто выражаются через высоту шашек.
Высота шашек определяется по следующему выражению:
- первая сопряженная глубина, м. = 2,5 [м]
Ширину шашек можно определить исходя из следующего выражения:
расстояние между подошвами гасителей определяем по следующему выражению:
Где - расстояние между подошвами гасителей, м.
Расположение шашек вблизи самой плотины нежелательно, так как в этом случае увеличивалась бы опасность возникновения кавитации на поверхности шашек. Поэтому при значительных скоростях потока в сжатом сечении во избежание разрушения шашек кавитацией, а так же ударами льда и плавающих тел, приходится несколько отодвигать место расположения шашек от плотины в область меньших придонных скоростей.
Далее определяем, на каком расстоянии от подошвы плотины будут расположены гасители:
Где а - расстояние от подошвы плотины до гасителей, м.
Расстояние между рядами шашек принимаем равным ширине шашек.
Определение толщины 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. Из условий устойчивости плиты водобоя против опрокидывания и сдвига определяют ее толщину.
Для предварительных расчетов толщину водобойной плиты можно назначить по эмпирической формуле В.Д. Домбровского:
- скорость воды в сжатом сечении, м.
- толщина струи в сжатом сечении, м.
Где - скорость воды в сжатом сечении, м.
- коэффициент скорости, учитывающий потери напора в пределах сооружения, м.
- полный напор относительно дна нижнего бьефа, м
- толщина струи в сжатом сечении, м.
Дренажные отверстия (колодцы) в плите водобоя располагают от начала плиты не ближе ј ее длины, в два, три ряда и не более. Не помещают дренажные отверстия перед гасителями во избежание передачи через отверстия значительной пульсационной нагрузки на подошву водобоя.
Расположенный за водобоем участок крепления русла называется рисбермой. На рисберме происходит уменьшение осредненных скоростей и пульсации скоростей. Рисберму выполняют в виде крепления, постепенно облегающегося по течению. Обычно крепление устраивают из бетонных плит, иногда армированных. Толщину плит в начале рисбермы принимают равной или несколько меньше толщины водобоя, в конце рисбермы толщина плит снижается до 0.5-1.5 м. Плиты бетонируют на месте, в плане они прямоугольные или квадратные со стороной от 2 до 20 метров. Крепление из плит меньшего размера может быть сборным. Плиты рисбермы имеют дренажные отверстия, под плитами предусматривают обратный фильтр.
Определение длины водобоя и рисбермы
Общая длина горизонтального участка крепления конструктивно состоит из двух частей - водобоя и рисбермы. За горизонтальным участком рисбермы для защиты ее от подмыва устраивают концевое крепление (ковш, глубокий зуб, гибкое крепление и др.).
Поток покидает пределы водобоя, обладая значительной пульсационной энергией. Чем больше пульсационная энергия, тем большей размывающей способностью обладает поток. Уменьшение пульсационной энергии происходит в пределах рисбермы. За креплениями водобоя и рисбермы образуется яма размыва, глубина которой при достижении некоторой величины стабилизируется.
Удлинение крепления сверх той величины, при которой образуется наименьшая яма размыва, не имеет смысла. Более того целесообразно принимать несколько меньшую длину крепления, идя на больший размыв русла, что оправдывается экономически. При наличии гасителей может быть рекомендовано крепление длиной (водобой и рисберма):
- глубина в нижнем бьефе над креплением, м. (11,2 м)
Так как длина водобоя составляет 46.0 м., путем простых арифметических вычислений получаем длину рисбермы равной 54,8 м.
Концевой участок рисбермы заглубляют с уклоном 1:4 - 1:6, в результате чего образуется ковш, предназначенный для защиты рисбермы от подмыва. Для определения размеров элементов концевого крепления (глубина ковша, зуба, объем камня для защиты крепления от подмыва) и оценки надежности сооружения от подмыва при отсутствии крепления необходимо знать глубину и очертания ямы размыва за водосбросными сооружениями. Глубину ожидающегося размыва можно определить по формуле:
Где - глубина ожидающегося размыва, м.
- удельный расход воды через плотину, м 3 /(с.м);
- неразмывающая скорость потока для грунтов в нижнем бьефе при глубине равной 1.0 метру [л.1; табл. №2.5, стр. 67].
Зная глубину размыва можем определить глубину ковша:
ЎУНБ - отметка уровня нижнего бьефа, м, (см кривую Q=f(H));
Длину наклонной части ковша принимаем равной 22м.
7. Конструирование водосливной плотины
Быки разбивают весь водосливной фронт на отдельные отверстия.
+ служат опорами для затворов, перекрывающих отверстия плотины;
+ служат опорами для транзитных и служебных мостов;
+ на них располагают стационарные подъемные механизмы затворов.
Высота быков должна быть достаточна для того, чтобы закрепить затвор в поднятом состоянии (в случае поднимающихся затворов).
Толщину и длину быков назначают обычно из условий:
+ размещения на них стационарных подъемных механизмов (если таковые имеются), а также опор мостов;
+ устройства в них пазов (ниш) для опорных частей затворов;
Ориентировочно толщину неразрезного быка можно назначать по графику [л. 1; рис. 9.18., стр.256]. Минимальная конструктивная толщина неразрезного быка равна 2-2.5м.
Очертание быков в плане, как правило, должно быть плавным, чтобы:
коэффициент расхода отверстия между быками был возможно большим;
плавающие тела (лед и т.п.) не задерживались в отверстии.
Принимаем толщину неразрезного бьика равной 2.7 м, а разрезного 3.5 м.
Устройство и применение плоских затворов
Плоский затвор состоит из пролетного строения, опорно-ходовых частей, уплотнений и подвесных устройств.
В зависимости от размеров перекрываемого отверстия, назначения гидротехнического сооружения и условий его эксплуатации применяют разные типы плоских затворов: одиночные, сдвоенные, секционные, с клапанами.
Плоские стальные затворы получили наибольшее распространение благодаря их универсальности. Плоские затворы на водосливных отверстиях плотин и водосбросов применяют в качестве основных, аварийных, ремонтных, аварийно-ремонтных и строительных. Плоские затворы судоходных отверстий вододелителя в дельте Волги имеют уникальные, самые крупные в мире пролеты по 110 м при высоте затвора около 14 м. Затворы выполнены в виде пустотелой конструкции с обтекаемыми нижней и верхней частями и имеющими обшивки со стороны верхнего и нижнего бьефов. В верхней части затвор усилен сегментной фермой.
Плоские затворы обладают следующими достоинствами:
- их можно применять на водосливе любого очертания;
- они не требуют строительных конструкций больших размеров вдоль потока;
- ими можно перекрывать отверстия значительного пролета и большой высоты;
- их можно поднимать из пролета и транспортировать из пролета в пролет и в затворохранилище, что облегчает их осмотр и ремонт, а также и монтаж;
- простота их конструкций обеспечивает относительную легкость изготовления;
- стоимость изготовления плоских затворов на 10 - 15 % ниже стоимости изготовления сегментных и секторных затворов;
- разнообразие конструкций плоских затворов позволяет подобрать наиболее удобный тип для заданных условий эксплуатации.
- значительные подъемные усилия при больших габаритах перекрываемых отверстий и вследствие этого высокая стоимость подъемных механизмов;
- относительно большие необходимые толщина и высота (при необходимости подъема затвора для его ремонта) быков, а также применение специальных устройств при использовании затворов в суровых климатических условиях.
Проектирование подземного контура плотины
При проектировании плотины любого типа наиболее приемлемым решением будет такое, которое соответствует нормативным требованиям прочности и устойчивости сооружения и основания, отвечает целесообразному в этих условиях способу возведения сооружения, требованиям эксплуатации и является наиболее экономичным.
Условно все элементы плотины можно разделить на две части - нижнюю, заглубленную в основание, - фундаментная плита, а также понур, водобой, рисберма и ее концевое крепление, шпунты, и верхнюю, расположенную выше фундаментной плиты, - водослив, быки, служебные и транспортные мосты.
Плотины на нескальном основании имеют, как правило, развитый в горизонтальном направлении подземный контур и обязательно конструкции в нижнем бьефе, предназначенные для гашения избыточной кинетической энергии воды (сбрасываемой в нижний бьеф) и защищающие русло от опасных для устойчивости сооружений размывов. Существенное значение имеет выбор удельного расхода воды, пропускаемый через плотину: чем больше удельный расход, тем короче водосбросной фронт плотины, но тем больше длина крепления нижнего бьефа, массивней устройства для гашения энергии, больше глубина водобойного колодца, а следовательно, и глубже заложение ее подошвы, длиннее и выше подпорные стенки, защищающие берега и примыкающую к бетонной плотине грунтовую плотину.
Массивная плотина проще для возведения, ее масса принимается из условия устойчивости против сдвига. для облегченной плотины требуется меньший объем бетона, но она более насыщена арматурой. для обеспечения устойчивости облегченной плотины применяют ряд конструктивных мер, усложняющих ее возведение. Оптимальное решение находится в результате экономического сопоставления вариантов.
Анкерный понур предназначен не только для развития непроницаемого подземного контура, но и для восприятия части силы, сдвигающей плотину. Он представляет собой железобетонную плиту толщиной 0.4 - 0.7 м, арматура которой соединена с арматурой фундаментной плиты плотины. Водонепроницаемость железобетонной плиты обеспечивается оклеенной или литой гидроизоляцией ее поверхности и слоем глинистого грунта. Узел сопряжения понура с плотиной выполняется в виде гибкой конструкции, воспринимающей разность осадок понура и плотины без нарушения его водонепроницаемости. Глиняная пригрузка понура защищается бетонным покрытием из зернистого материала.
Вертикальные преграды фильтрационному потоку выполняются в виде шпунтовых стенок.
Соединение шпунтов с фундаментом плотины выполняют следующим образом: головы (верхняя часть) шпунтовых стенок заделывают в специальные гидроизоляционные шпонки, размещенные в бетоне фундамента. Эти шпонки залиты пластичными мастиками. При осадке плотины мастика вытесняется из шпонки шпунтом в резервные колодцы, устраиваемые через 4-5 м. шпонки являются весьма ответственной конструкцией. Образование трещин в мастике вследствие старения и расстройство контакта могут привести к протечкам воды через шпонку и вывести из строя шпунтовую завесу как противофильтрационную конструкцию.
Принимаем длину анкерного понура равной 27м.
Определение среднего градиента напора
Критерием достаточности длины подземного контура является средний градиент напора, который должен быть меньше допустимого. Определяется средний градиент по формуле:
Где I m - средний градиент напора;
Н - разница уровней верхнего и нижнего бьефов, м;
Чтобы вычислить средний градиент напора нам необходимо определить расчетную глубину залегания водоупора. Определение этого значения исходит из понятия активной зоны, такой, когда при дальнейшем увеличении глубины залегания водоупора эпюра противодавления, значения выходного градиента, расход не изменяются.
Если обозначить через ? 0 и Sо проекции подземного контура на вертикальную и горизонтальную плоскость, то мы получим:
где ? 0 - проекция подземного контура на горизонтальную плоскость, м;
где $ 0 - проекция подземного контура на вертикальную плоскость, м;
Далее следуя формулам приведенным в [л. 1; табл.№3.1, стр. 77] определяем:
Следовательно, схема подземного контура промежуточная.
Сравнив с расчетным значением осредненного критического градиента в основании сооружения с дренажом, равным 1.35 для глин [л.7;, табл. №3], мы получаем: I = 0.32 = 1.35
Нагрузки и воздействия на гидросооружения бывают постоянные, как например, вес самого сооружения, вес грунта, давление воды при отсутствии сработки бьефа, и временные, действующие лишь в отдельные периоды существования сооружения. Последние бывают длительно действующими (например, статическое и фильтрационное давление воды, температурные воздействия), кратковременными, как например, давление волн, плывущего льда, и особыми, действующими в исключительных случаях, как, например, сейсмические нагрузки (при землятресениях) и давление воды, льда, ветра при исключительных, катастрофических, условиях.
В расчётах конструкций рассматриваются обычно сочетания нагрузок и воздействий основных и особых.
Основные сочетания нагрузок образуются из следующих сил: собственный вес сооружения, оборудования и устройств, находящихся на нём: давление воды - статическое, динамическое, волновое, фильтрационное, давление льда, давления грунта основания и берегов различных засыпок, наносов отложившихся в верхнем бьефе: давление ветра: тяговые усилия создаваемые подъёмными и транспортными механизмами: нагрузки от судов (в транспортных сооружениях).
Нагрузки рассчитываются на одну секцию плотины. В их число входят следующие величины.
Собственный вес сооружения, гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе, гидростатическая нагрузка в нижнем бьефе, взвешивающее усилие, сила фильтрационного противодавления, удерживающая сила, создаваемая анкерным понуром.
Определение собственного веса сооружения.
Собственный вес сооружения в расчёте на одну секцию представляет собой сумму собственного веса бетонной водосливной плотины и быков и определяется по следующему выражению;
Где G соор - собственный вес сооружения, Кн;
G пл - собственный вес бетонной водоливной плотины, Кн;
Собственный вес бетонной водосливной плотины определяется следующим образом:
где C пл - Собственный вес бетонной водосливной плотины, Кн;
V пл - объём бетонной водосливной плотины, м 3;
Y бет - удельный вес бетона, равный 23,5 Кн/м 3 .
Где G б - собственный вес быков, МН.
- собственный вес неразрезного быка, м 3 .
- собственный вес разрезного полубыка, МН.
G соор = 17,6 28 40 23,5 + 3 6 40 23,5 + 2(34 28 3) 23,5 = 614 392 кН.
Определение гидростатической нагрузки в верхнем и нижнем бьефах.
Определение гидростатической нагрузки в верхнем бьефе сводится к определению вертикальной и горизонтальной нагрузок. Вертикальная гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе определяется по следующему выражению:
W вб = S вб L сек Y в W вб = S вб L сек Y в
Где W вб - вертикальная гидростатическая нагрузка в верхнем бьефе, Кн: W нб - вертикальная гидростатическая нагрузка в нижнем бьефе, Кн;
S вб - площадь эпюры гидростатической нагрузки со стороны верхнего бьефа, м 2 ;
S вб - площадь эпюры гидростатической нагрузки со стороны нижнего бьефа,м 2 ;
Y в - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м 3 ;
В длину секции входят два полубыка, один бык и две ширины водосливной плотины.
L сек = 2 1.5 + 3.0 + 2 20 = 46,0 (м)
Для определения взвешивающего усилия используем следующее выражение:
Где W вз - взвешивающее усилие, Кн:
S вз - Площадь усилия взвешивающего усилия, м 2 ;
Y в - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м 3 ;
Определение силы фильтрационного противодавления
Сила фильтрационного противодавления определяется следующим образом:
Где W ф - сила фильтрационного противодавления, Кн:
S ф - площадь эпюры фильтрационного противодавления, Кн:
Y в - удельный вес воды, равный 9,81 Кн/м 3 ;
Удерживающая сила, создаваемая анкерным понуром
Удерживающая сила, создаваемая анкерным понуром определяется по следующему выражению:
Расчёт устойчивости плотины на сдвиг
В курсовом проекте требуется рассчитать плотину на сдвиг в плоскости основания по схеме плоского сдвига. При этом следует выяснить соблюдается ли условие:
Где Y lc - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый для основного сочетания нагрузок равным 1:
F - расчётное значение сдвигающей силы, Кн:
R - расчётное значение силы сопротивление сдвигу, Кн:
Y c - коэффициент условия работы, принимаемый для бетонных плотин на нескальном основании равным 1:
Y n - коэффициент надёжности, учитывающий степень ответственности сооружений.
Правая часть формулы должна быть больше левой не более чем на 20%. В противном случае следует признать, что сооружение запроектировано с излишнем запасом, и внести изменения в проект.
Сдвигающая сила и сила сопротивления сдвигу определяются по следующим формулам;
Где R - расчётное значение силы сопротивления сдвигу, Кн:
P - сумма вертикальных составляющих всех нагрузок, Кн:
A - площадь подошвы рассчитываемой секции, м 2 :
F - расчётное значение сдвигающей силы, Кн:
T в - сумма горизонтальных составляющих действующих со стороны верхнего бьефа, Кн
T н - сумма горизонтальных составляющих, действующих со стороны нижнего бьефа, Кн
P = W ф + W вз + G соор + W в + W пон
Определение напряжений в основании плотины
Напряжение на контакте основания и плотины определяются по формуле неравномерного сжатия;
Где - напряжения на контакте основания и плотины;
- сумма всех вертикальных сил, действующих на одну секцию, Кн;
- ширина основания (перпендикулярно оси плотины), м;
- длина секции (вдоль оси плотины), М;
- сумма моментов всех сил относительно центра сечения, Кнм.
Взяв в формуле знак плюс, получим напряжение под низовой гранью плотины , взяв знак минус получим напряжение под верховой гранью . Расчёт выполняется для случая, когда в верхнем бьефе НПУ, а в нижнем - минимальный уровень.
Отношение должно быть не намного больше единице (1,2.......1,5). Совершенно не допустимо появление растягивающих напряжений под верховой гранью.
9. Мероприятия по производству работ и технике безопасности
В 1997 году Госдумой был принят Закон РФ «О безопасности гидротехнических сооружений». Термин «безопасность» применительно ко всему многообразию технических объектов становится все более популярным при рассмотрении вопросов их эксплуатационной надежности, оценки рисков, экологических последствий их эксплуатации и аварий.
«Безопасность гидротехнических сооружений - свойство гидротехнических сооружений, позволяющее обеспечивать защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов».
С позиций системного анализа безопасности технического объекта как
Бетонная водосливная плотина на нескальном основании курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Курсовая работа по теме Технология производства вафель с фруктовой и пралиновой начинкой
Лабораторная работа: Одержання зображень за допомогою лінзи
Курсовая работа по теме Роль финансов в экономике государства
Реферат по теме Розвиток сили та гнучкості з методичним обґрунтуванням
9.2 Сочинение Рассуждение Объясните
Курсовая работа по теме Бухгалтерский баланс филиала ОАО 'Химремонт' РМНУ
Клиническая Диагностика Курсовая Работа Крс
Курсовая работа: Проектирование приводной станции к кормораздатчику
Курсовая работа: Методика вокально-хорового виховання
Курсовая работа: Сравнительная оценка влияния различных доз азотных удобрений на урожай и качество салата
Сочинение: Любовная лирика Ахматовой
Курсовая работа: Техника бега на 30 метров
Диссертация Кузьмина
Реферат: Химия актиноидов (актинидов)
Курсовая Работа На Тему Буровой Орт
Публичные И Общественные Финансы Эссе
Ано Дпо Учебно Курсовой Комбинат Мособлгаз
Реферат Железодефицитная Анемия У Детей
Реферат: Роль менеджера в управлении конфликтами в организации
Реферат: Вольфганг Амадей Моцарт. Жизнь и смерть гения. Скачать бесплатно и без регистрации
Моносахариды и дисахариды - Биология и естествознание презентация
Основы микробиологии - Биология и естествознание курс лекций
Элементы финансовой отчетности - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа