Лабораторная работа №6

Тема: «Изучение конструкций и расчетов по поперечной

и продольной запани»

Изучив назначение, принцип работы и конструкцию существующих лесозадерживающих сооружений (запаней), необходимо выполнить расчет поперечной запани по данным таблицы, пользуясь нижеследующей методикой.

Требуется выполнить:

1. Вычертить принципиальную схему поперечной и продольной запани.

2. Найти длину лесохранилища.

3. Определить силы, действующие на запань.

4. Определить натяжение в лежнях запани и подобрать трос по ГОСТу.

Наплавные лесозадерживающие сооружения предназначены для временного задержания и хранения на определенных участках реки леса, сплавляемого молью или в пучках. Потребность в установке запаней возникает в разных случаях: в устьях притоков лесосплавных рек с молевым лесосплавом - для концентрации плывущего леса при групповом способе организации молевого лесосплава; в среднем течении реки - для передержки сплавляемого леса до наступления благоприятных условий лесосплава на нижних участках; в конечных пунктах молевого лесосплава в связи с переходом его к другому виду - для навигационной сплотки выгрузки или погрузки в суда.

Акватория реки, используемая для приема и временного хранения лесоматериалов или пучков перед запанью, называется лесохранилищем. Скопление в лесохранилище лесоматериалов называют запанным пыжом.

Запани классифицируют: по назначению, сроку службы, характеру расположения в русле и конструктивным особенностям. По назначению запани разделяют на коренные, промежуточные и вспомогательные.

Коренные запани устанавливают в конечных пунктах молевого лесосплава или лесосплава пучков. Они предназначены для задержания и хранения лесоматериалов, подлежащих сортировке, сплотке, выгрузке на берег или погрузке в суда.

Промежуточные запани устанавливают с целью регулирования подачи леса в коренные запани или для временного задержания плывущего леса в пути, когда по каким-либо причинам на данном участке реки ниже запани лесосплав в течение определенного периода проводить нецелесообразно или нельзя.

Вспомогательные запани применяют для хранения необходимо, объема леса в местах сортировки, выгрузки на берег или погрузки в суда. Такие запани устанавливают ниже коренной запани в пределах рейдов.

По расположению в русле реки различают запани: поперечные, перекрывающие реку по всей ее ширине, но оставляющие в живом сечении проход для рыбы; продольные, устанавливаемые у одного из берегов реки и перекрывающие только часть ее живого сечения по ширине.

Поперечные запани применяют на несудоходных и временно судоходных реках, на которых судоходство прекращается до установки запани или когда местом размещения запани является несудоходный рукав реки.

Продольные запани применяют в случаях, когда часть реки необходимо оставлять свободной для прохода судов или проплава плотов.

В экологическом отношении эти запани предпочтительнее, так как обеспечивают свободный проход рыбы и меньше нарушают гидрологический характер водоемов.

Потребность в применении запаней обосновывается в разработке транспортно-технологических схем лесосплава в бассейне.

П оперечные запани устанавливают, поперек реки, перпендикулярно к направлению речного потока (рис. 1а); наклонно, под углом к потоку (рис. 1б); в форме шатра в плане, с русловой опорой и разделение потока (рис. 1в); поперек реки на многих русловых опорах нормально к направлению течения.

К основным конструктивным элементам поперечных запаней относят: металлические канаты (лежни) - от одного до нескольких по расчету, воспринимающие нагрузки от давления пыжа на запань; плитки - поплавки и опоры - береговые и русловые.

П

Рис. 1. Основные схемы поперечной запани: а - нормальная; б - наклонная; в - шатровая; 1 - лежень; 2 -плитка; 3 - ворота; 4 - промежуточная опора; 5 - береговая опора; 6 -русловая опора

о конструктивным особенностям поперечные запани бывают лежневого типа - с расположением канатов запани (лежня) в одной связке над водой; лежнево-сетчатые - с расположением канатов запани в надводной части (верхняя ветвь лежня) и под водой (нижней ветви), удерживаемой на определенной глубине потока на подвесках из цепей или канатов.

Лежни запаней из одного или нескольких металлических канатов диаметром от 25 до 65 мм подбирают по воспринимаемой ими нагрузке по соответствующим ГОСТам на канаты. Канаты передают нагрузку на береговые (или русловые) опоры.

Плитки-поплавки являются наплавной частью запани и служат для удержания лежня в рабочем положении и передачи на них давления пыжа и потока. Тип и конструкцию плиток-поплавков для запани подбирают в зависимости от скорости течения и других расчетных факторов. В большинстве случаев плитки-поплавки делают деревянными (из круглого леса), в случаях больших нагрузок на запань их изготовляют металлическими в виде понтонов специальной конструкции.

Рис. 2. Элементы продольной запани: а - с гибкой про­дольной частью; 6 - с жесткой продольной частью; I - по­перечная часть; II - продольная часть; 1 - лежень; 2 -плитка; 3 - ворота запани; 4 - пятовой опорный узел; 5 - отдорное крепление; б - промежуточный опорный узел; 7 - головной опорный узел; 8 - головной вынос; 9 - проме­жуточные выносы; 10 - пятовой вынос; 11- береговая опора

Рис.3 Схема действующая на запань: в пыже возникает влекущая сила , от воздействия потока и ветра, действующая в направлении течения. Эта сила вызывает в пыже распорное усилие , направленное нормальному потоку, и силы трения пыжа о берега. Силы трения уменьшают действие активной силы , в результате чего запань подвергается действию тоько силы , называемой действующей силой, равной

где - коэффициент, учитывающий взаимодействие пыжа с берегами и зависящий от скорости течения и от отношения , где -расчетная длина пыжа;

-ширина запани.

Исследованиями установлено, что расчетная длина пыжа определяется зависимостью . Это означает, что для расчета силы имеет значение не вся длина пыжа (она может быть очень большой), а только его активная часть, равная при скорости течения v 1,15 м/с и

при v 1,20 м/с.

Исходные данные

1.	Ширина реки, м	200
2	Средняя ширина лесохранилища, м (запани)	105
3	Глубина реки, м	5,5
4.	Тип запани	Лежневая
5.	Расположение запани	За поворотом
6.	Средняя скорость течения, м/сек	1,5
7	Расчетная скорость ветра, м/сек	12
8	Объем лесоматериалов, поступающих в запань, тыс м3	65
9	Угол сужения русла, град	10
10	Конструкция плитки запани	С наклонной лобовой частью, трехрядные