1.Назначение габаритов судового хода.

Проектирование прорези начинается с определения габаритов судового хода. В зависимости от класса судового хода, приведенного в задании, назначаются ширина и радиус закругления судового хода. Для 6 классаВ_г и R_г равны 20 и120 м соответственно.

Гарантированная глубина судового хода определяется по формуле:

1,0+0,1=1,1 м. (1)

где: - осадка расчетного судна, м;

- навигационный запас под днищем судна, который устанавливается в зависимости от осадки судов и характера грунтов, м.

2.Проектирование прорезей

На план участка наносится проектная (т.е. отвечающая гарантированной глубине) изобата –1,1 м. Далее проектируется ось судового хода, проходящая по наибольшим глубинам. Когда ось судового хода нанесена, устанавливаются все места, где гарантированные глубина и ширина хода не выдерживаются. В этих местах проектируются прорези. Ширина прорезей принимается равной ширине судового хода в связи со стесненными условиями на участке:

(2)

Положение прорезей, отвала грунта, судового хода показаны на плане участка реки.(Рис.1)

3.Оценка устойчивости дноуглубительной прорези

Расчет прорези на перекате с несвязным грунтом состоит из двух частей: построения плана течений и расчета деформаций дна. Сначала строится план течений для бытового состояния русла, затем для проектного. Расчет деформаций делается только для проектного состояния. Все расчеты выполняются при рабочем уровне дноуглубительных работ = 1,1 м, которому отвечает расход воды, определяемый по кривой расхода для гидрологического поста (Q=630 м³/с).

Глубина разработки прорези от проектного уровня с учетом переуглубления при траншейной работе землесоса равна:

(3)

где: м - величина технологическогопереуглубления.

3.1. Построение плана течений по способу плоских сечений.

Приближенный способ построения плана течений, предложенный М.А. Великановым, основан на использовании формулы Шези. Исходная зависимость для определения значений элементарного расхода воды на вертикалях записывается в следующем виде:

(4)

где: - постоянная величина для данного поперечного сечения;

I - продольный уклон свободной поверхности; n - коэффициент шероховатости русла, с/м^1/3; - средняя глубина потока в живом сечении, м;h - глубина потока на вертикали, м.

Полный расход Q, проходящий через поперечное сечение ширинойВ:

(5)

Величина ε определяется как отношение заданного расхода воды к величине интеграла:

. (6)

План течения на перекате строится при рабочем уровне дноуглубления Н_раб. Последовательность построения плана течений по способу плоских сечений:

1. На плане участка реки в характерных местах русла намечают 6 расчетных поперечных сечений. Поперечники ориентированы перпендикулярно к среднему направлению течения воды.

2. Вычерчивают поперечные профили русла во всех сечениях до рабочего уровня воды.

3. Для каждого поперечного сечения на характерных вертикалях вычисляют значения h^3/2, средние значения (h^3/2)_ср в отсеках, расположенных между смежными вертикалями, произведения (h^3/2)_срb, где b - ширина отсека (расстояние между смежными вертикалями).

4. Последовательно суммируют значения вычисленных произведений (h^3/2)_срbдля всего поперечного сечения шириной В.

5. Вычисляют значение коэффициента для данного поперечного сечения при известном полном расходе воды Q.

6. Определяют значения ординат интегральной кривой распределения расхода воды по ширине русла путем умножения результатов последовательного суммирования величин (h^3/2)_срb на значение коэффициента . При этом в конце поперечного сечения должен получиться полный расход воды:

(7)

По данным вычислений строится интегральная кривая распределения расхода воды в поперечном сечении русла.

7. Конечную ординату интегральной кривой, представляющую собой полный расход Q, делят на равные части для пяти струй. Q_стр=Q/N=630/5=126 м³/с.

8. Точки раздела ординаты сносят горизонтально на интегральную кривую, а с последней вертикально на линию уровня воды, определяя, таким образом, границы равнорасходных струй.

9. Переносят точки, соответствующие границам струй, на план участка и, проведя через них плавные линии, получают план течений, который дает возможность установить направление течения и определить значения средних скоростей потока для каждой расчетной струи. При этом сначала строится план течений для бытового состояния русла. Расчет распределения расхода воды в этом случае выполняется по ширине каждого расчетного поперечника (Рис. 2-6).

После этого переходят к построению плана течений для проектного состояния русла, т.е. с учетом прорези и отвала. Для этого заново рассчитывают распределение расхода воды по ширине поперечников, которые пересекают прорезь и отвал.

Совмещенные планы течений (линии тока) для бытового и проектного состояния русла рис.7.