5. Расчет крепления плотов

Для предотвращения уноса транспортных единиц течением в половодье они должны быть закреплены за береговые или русловые опоры, которыми оборудуется плотбище. Исходя из действующей нагрузки, физико-механического состава грунта, предполагаемого срока службы, затопляемости мест установки опор и наличия местных строительных материалов, следует принимать типовые опоры: для временных плотбищ, как правило, деревянные; для постоянных - бетонные и железобетонные.

Гравитационные опоры (бетонные и железобетонные) следует принимать на затопляемых берегах, а при значительных нагрузках и на незатопляемых берегах. На затопляемых берегах в качестве опор применяют также якоря (Матросова, сплавные, забивные (Яс-15,-30))

Береговые опоры рассчитывают на максимальную нагрузку, устанавливаемую по наибольшей поверхностной скорости течения на плотбище.

Силу воздействия потока на сортиментный плот 300×40м на плотбище определяют по формуле, Н,

(5.1)

где С_ф- коэффициент сопротивления формы:

для сортиментных плотов С_ф зависит от отношения В_п/Т_п;

Вп/Тп	1	10	20	40	60	100	200
Сф	1,10	1,40	1,55	1,72	1,80	1,88	1,96

Для сортиментной секции с габаритами 230×54м, С_ф=1,67;

Ω- площадь поперечного сечения плота под водой, м²,

для сортиментных Ω= 0,84B_пТ_п;

Ω= 0,84∙54∙1,6=72,6м²; (5.2)

С_тр- коэффициент сопротивления трению, для сортиментных

С_тр=0,009,

S – площадь смоченной поверхности плота, м²,

S=L_п(B_п+2Т_п); (5.3)

S=230∙ (54+2∙1,6)=13156м²,

Ρ- плотность воды, Ρ=1000кг/м³,

V_пов- поверхностная скорость течения, V_пов=1,4м/с,

Сила воздействия ветра на плот определяется аналогично по формуле (5.1)

при значениях С_ф.в=0,14; С_тр.в=0,02; Ω_н=B_п(Н_п-Т_п); Ω_н=54(2,1-1,6)=27м²;

S_в= B_п ∙L_п, S_в=54∙230=12420м², ρ_в=1,225кг/м³, при скорости ветра V=10м/с,

Сила влечения плота от уклона, Н:

(5.4)

где 1,12 – поправка на кору,

W_п – объем плота, W_п =11291м³;

ρ_д – плотность древесины ρ_д=800кг/м³;

i - уклон свободной поверхности русла, I = 0.000115;

Результирующая сила, действующая на плот, при совпадении направления ветра с направлением течения, определяется как сумма всех выше рассчитанных сил, Н,

P=P_п+Р_в+Р_i; (5.5)

Р=234853+15446+11413=261712 Н;

Сила натяжения выносов установленных под углом α=45⁰,к потоку, Н,

(5.6)

где Р_тр- сила трения о берег, Р_тр=Nf;

где N – нормальная составляющая силы давления плота на берег,

f - коэффициент трения плота о берег, f=0.35,

N=(P_п+Р_в+Р_i)tgα; (5.7)

N=(234853+15446+11413)∙tg45=261712 Н;

Р_тр=261712∙0,35=91599,2 Н

Необходимое количество выносов

(5.8)

где η – коэффициент запаса прочности,η=3;

R_к - разрывное усилие каната выноса R_к=220000 Н;

Принимаем 3 выноса диаметром d=22,5мм, по ГОСТ 2688-80.

Определяем количество выносов для хлыстовой секции габаритами 230×54м.

Сила воздействия потока по формуле (5.1)

при Ω=54∙1,6∙0,84=72,6м²

S=13156м²

Сила воздействия ветра по формуле (5.1)

Сила влечения от уклона по формуле (5.4)

Суммарная сила, действующая на плот формуле (5.5)

P=456348+28537+11419=496304Н;

Так как плот устанавливаем на якорях то, Р=Т, т .е. суммарная сила действующая на плот будет равна суммарному натяжению выносов.

Рассчитываем необходимое количество выносов:

Принимаем 6 выносов диаметром 22,5мм, для хлыстовых секций 230×54м.

Определяем нагрузку на один вынос:

По нагрузке 82,7 кН подбираем незатопляемую сборную железобетонную опору ОЖ-1 с объемом бетона 3,5 м³ и массой металла 548,8 кг.

Для сортиментных секций 230×54м принимаем 3 якоря ЯС-150, а для хлыстовых секций 230×54м -6 якорей. Масса якоря 20 кг.