1. Расчет длины лесохранилища запани.

Длину бревенного пыжа в лесохранилище, образованном поперечной или продольной запанью, определяют по формуле:

где W - расчетная емкость лесохранилища, м³;

ρ₀ - относительная плотность древесины;

Z- полнодревесность пыжа;

- средняя ширина водолхранилища в зоне запани, м;

t_c— средняя толщина запанного пыжа, зависящая от

Средняя толщина заданного пыжа в поперечной запани определяется по эмпирической формуле

=1,7*1,45=2,47м

Значение входящих коэффициентов см. в справочной литературе.

Длину пыжа определяют подбором, так как входящая в расчетную формулу средняя толщина запанного пыжа, в свою очередь, зависит от искомой величины L_п.

По этому сначала предварительно принимают осадку пыжа t° для эталонного пыжа длинной L_п = 700м, вычисляют по формуле (1) длину пыжа, определяют для этой длины пыжа значение поправочного коэффициента ϕ, вычисляют толщину пыжа по формуле (2), после чего по формуле (1) определяют действительную длину пыжа L_п .

м

м

2.Расчет поперечных запаней.

На поперечную запань действуют силы взаимодействия пыжа с потоком, ветром и берегами:

Рис.4 Схема запани

верхняя ветвь: Т в - натяжение верхней ветви; 2 - нижняя ветвь, Тн - натяжение нижней ветви; 3 - наплавная нитка (поплавок); 4 - стальной канат (подвеска), Тпq – расчетное натяжение в подвеске; 5 - запанный пыж; tп - подводная часть пыжа; Рп - активная влекущая сила; Рд - действующая сила, передающая давление пыжа на запань; Р_а - активная, влекущая сила.

где β- коэффициент, учитывающий взаимодействие пыжа с берегами, зависит

Активную силу определяют по формуле

где b - средняя ширина реки в пределах расчетной длины пыжа, L_p ;

- среднее удельное давление потока на единицу площади пыжа, Па;

- среднее удельное давление ветра на единицу площади пыжа, Па.

Па

Па

54960 Н

Силы, действующие на запань, определяются в зависимости от параметра П_к кинетичности потока, вычисляемого по формуле:

При расчете запани встречаются два значения Пк:

П_к ≤ 0,03, характерное для равнинных рек;

П_к > 0,03, характерное для полугорных и горных рек с большими скоростями течения.

h – средняя глубина реки на участке пыжа

2. 1 . Определение давления пыжа на запань.

При П_к ≤0,03 сила, действующая на запань, определяется по формуле:

L_p- расчетная длина пыжа,

L_p = L_n если L_n < 8b

L_p= 8b, если L_n > 8b

здесь: b = b₃ - средняя ширина реки в зоне запани, м.

Расчет поперечной части продольной запани выполняется аналогично расчету обычной поперечной запани: вначале определяют внешнюю силу воздействия пыжа на запань, а затем натяжение лежня, по которому подбирают число и диаметр канатов лежня и опоры для их крепления.

Давление пыжа на поперечную часть продольной запани определяют по формуле

P_д=0,4*95*432(125+8,92)=2198431 Па = 2198,4 кПа

2.2. Расчет гибких элементов запани.

Усилие (натяжение), возникающее в лежнях запаней определяется по формулам:

Для лежневой

где К- коэффициент в зависимости от параметров L и отношения h / b₃.

2.3. Определяем расчетное натяжение в подвесках (стропах). Расчетное натяжение в подвесках (стропах) определяют по эмпирической зависи-мости:

где q-равномерно-распределенная нагрузка на 1 пог. м. Запани

кг/м

l_n— расстояние между подвесками, принимает не более l_n = 0,5l_бр длины сплавляемых бревен.

Длину подвесок S_n определяют по формуле:

м

2.4. Определение разрывного усилия в лежнях запани.

R_b = m · T_b : R_H = m · T_H

где т - коэффициент запаса прочности, т = 2,5 - 3,0

R=3,0*1099000=3297000 шт.

Число канатов определяют по зависимости

где т- коэффициент запаса прочности, равный для лежней коренных и промежуточных запаней 3,0; для вспомогательных - 2,5.

R- разрывное усилие каната, шт.Для лежней запаней принимают остальные канаты диаметром 30-60мм (ГОСТ 30 70-35 и 3071-85), а для подвесок - более гибкие тросы (ГОСТ 3083-85).