4.4 Проектирование водобойной плиты.
Водобой
массивная
плита, он может быть гладким, в виде
стенки или колодца или в виде их
комбинаций, а так же в виде плиты с
гасителями энергии
шашками,
пирсами. Он может быть горизонтальным
или наклонным. Водобойная плита
предназначена для восприятия ударов
струи и гашения энергии, переливающейся
через водослив потока, а так же для
защиты русла реки от размыва.
Водобойная плита конструируется из монолитного железобетона с разбивкой на карты, с разгрузочными отверстиями.
Определение толщины водобойной плиты:
Длина водобоя может быть принята:
где:
длина гидравлического прыжка:
Принимаем:
Определение местоположений разгрузочных отверстий в водобойной плите.
Разгрузочные (дренажные) отверстия устраивают в три ряда в поперечном направлении, в плане располагаем в шахматном порядке. Расстояния между отверстиями в ряду (5…10)м. Диаметр отверстий 0,4 м.
4.4.1 Расчет водобойной плиты на всплытие.
Для обеспечения водобойной плиты на всплытие необходимо, чтобы сумма удерживающих сил была больше суммы взвешивающих сил.
Условие устойчивости водобойной плиты на всплытие:
коэффициент
запаса по надежности,
для
класса
сооружений (класс сооружений) определен
по
табл.1.1,
стр. 11.
коэффициент
сочетания нагрузок,
коэффициент
условия работы,
(для бетонной плотины на нескальном
основании), поверхность сдвига, проходящая
по контакту бетон-грунт;
значение
обобщенного силового воздействия;
сила
сопротивления всплытия.
Расчетная схема и эпюры представлена на рис 4.2
Удерживающие силы.
где:
площадь
водобойной плиты;
объем
водобойной плиты;
ширина
плиты.
В
курсовом проекте используем плоскую
задачу, поэтому
Вес воды.
объем
воды над водобойной плитой,
Взвешивающие силы:
- дефицит давления (возникающий в виде гидравлического прыжка):
где:
критическая
глубина;
где:
удельный
расход,
;
удельная
энергия потока в верхнем бьефе относительно
дна нижнего.
напор
на гребне,
Фильтрационное противодавление.
объем
воды над водобойной плитой,
Условие водобойной плиты на всплытие обеспеченно.
4.4.2 Проектирование рисбермы.
Рисберма служит для гашения остаточной кинетической энергии, выравнивает скорости потока.
Рисберма проектируется прямоугольного призматического русла из сборных железобетонных плит.
Определение длины рисбермы:
Принимаем
сборные железобетонные плиты размером:
,
длиной
и
м, размером:
. Плиты укладываем в разбивку, чтобы швы
не совпадали. Под плитами обратный
фильтр, который служит для предотвращения
всплыва частей грунта основания в швах
между плитами,
Определение глубины размыва за рисбермой.
Глубина ямы размыва определяется по формуле:
где:
коэфффициент
неравномерности размыва,
;
распределения
удельных расходов,
;
Отметка дна воронки составит:
Глубина размыва непосредственно грунта составит:
Полученная глубина размыва не превышает величину разумно допускаемого размыва, поэтому дополнительные конструктивные мероприятия по снижению глубины размыва( например, выполнение рисбермы с расширением в плане и возможным ее удлинением) не предусматриваем.
Концевой
участок выполняем в виде ковша с
заложением откосов: укрепленного
верхового
=4
и неукрепленного низового
=1,5.
Крепление
верхового откоса выполняем плитами с
не заделанными швами, размером
.
Под плитами укладываем обратный фильтр.
Плиты крепления заводятся ниже глубины
возможного размыва. При уменьшении
глубины ковша в него отсыпаем гравий,
который при размыве низового откоса,
ковша и грунта перемещается за ним
потоком, в образующуюся яму размыва и
образуют отсыпку, предотвращая дальнейший
размыв. Толщину отсыпки в ковше принимаем
равной 2,0 м. (см.рис 1).