Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Улучшение судоходных условий на участке реки дноуглублением. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине «Водные пути и путе
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
А.Р. Белоусов
Б.П. Тихоненков
УЛУЧШЕНИЕ СУДОХОДНЫХ
УСЛОВИЙ НА УЧАСТКЕ РЕКИ
ДНОУГЛУБЛЕНИЕМ
Альтаир-МГАВТ
Москва
2006
3
Белоусов Александр Романович,
Тихоненков Борис Павлович
УЛУЧШЕНИЕ СУДОХОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УЧАСТКЕ
РЕКИ ДНОУГЛУБЛЕНИЕМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ВОДНЫЕ ПУТИ И ПУТЕВЫЕ РАБОТЫ»
Редактор М.П. Малахов
Подписано в печать________ 2006
Формат 60х90/16. Объем______п.л.
Заказ ______. Тираж 100 экз.
Альтаир-МГАВТ
Московская государственная академия водного транспорта
117105 г.Москва, Новоданиловская наб., д.2 корп. 1.
4
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
А.Р. Белоусов
Б.П. Тихоненков
УЛУЧШЕНИЕ СУДОХОДНЫХ
УСЛОВИЙ НА УЧАСТКЕ РЕКИ
ДНОУГЛУБЛЕНИЕМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ВОДНЫЕ ПУТИ И ПУТЕВЫЕ РАБОТЫ»
Альтаир-МГАВТ
Москва
2006
5
УДК 627.21:656.615
Белоусов Александр Романович,
Тихоненков Борис Павлович
Улучшение судоходных условий на участке реки дноуглублением. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине
«Водные пути и путевые работы».— М.: МГАВТ,2006.-44с., ил.8.
Составлено в соответствии с программами курсов «Водные пути и путе-
вые работы» и «Технические средства и технология дноуглубительных работ»
для студентов специальности 2904 «Гидротехническое строительство водных
путей и портов».
Рассмотрено на заседании кафедры 14.06 2006, протокол №25.
Рекомедовано к изданию УМС МГАВТ
Протокол от 27.09 2006г.№1
Ответственность за содержание издания несут авторы: Белоусов А.Р.,
Тихоненков Б.П., 2006.
МГАВТ, 2006
6
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Исходные данные ............................................................................................... 5
2. Содержание проекта ........................................................................................... 5
3. Оформление проекта ........................................................................................... 6
4. Назначение габаритов судового хода ................................................................ 7
5. Проектирование судоходных прорезей ............................................................ 7
5.1. Построение плана течений .......................................................................... 7
5.2. Основные требования, предъявляемые к судоходным
прорезям и отвалам грунта .......................................................................... 12
5.2.1. Требования, предъявляемые к судоходным прорезям .................. 12
5.2.2. Требования, предъявляемые к отвалам грунта .............................. 13
5.3. Оценка устойчивости прорези в несвязном грунте ................................. 13
5.3.1. Расчет гидравлических элементов потока в расчетных
струях, качественная оценка устойчивости прорези ............................... 13
5.3.2. Количественная оценка устойчивости прорези ............................. 15
6. Определение объемов дноуглубительных работ ............................................. 17
6.1. Составление схемы обвехования прорезей ............................................... 17
6.2. Определение объемов выемки грунта ........................................................ 17
7. Определение расчетной производительности землесоса ................................ 20
7.1. Определение критической скорости и критического расхода
гидросмеси
…………………………………………………………………….. 20
7.2. Определение потерь напора во всасывающем и напорном трубопрово-
дах…………………………………………………21
7.3. Пересчет характеристик насоса при его работе
на водогрунтовой смеси…………………………………………….22
7.4. Определение расчетной производительности землесоса
по грунту ............................................................................................................. 25
7.5. Проверка всасывающей способности насоса ............................................ 26
7.6. Определение основных параметров всасывающего
7
наконечника ................................................................................................. 26
8. Технологическая карта работы землесоса при траншейном
способе разработки прорези в несвязном грунте ................................................. 29
9. Составление баланса продолжительности использования землесоса по вре-
мени .......................................................................................................................... 31
10. Выбор многочерпакового земснаряда и определение
его расчетной производительности ....................................................................... 33
11. Составление технологической карты работы
многочерпакового снаряда ............................................................................... 34
12. Определение потребного количества шаланд ................................................ 36
13. Приложения ....................................................................................................... 37
1.Данные по землесосам……………………………………………………….37
2.Характеристики насосов…………………………………………………….38
3.Продолжительность производственных остановок……………………….40
4.Данные по многочерпаковым земснарядам……………………….……….41
14. Рекомендуемая литература ............................................................................... 42
8
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Исходными для выполнения курсового проекта являются следующие
данные:
- план затруднительного участка реки;
- класс внутреннего водного пути;
- осадка расчетного судна;
- расчетные уровни воды на опорном гидрологическом посту;
- кривая расходов для того же гидрологического поста или значения рас-
четных расходов воды в реке;
- крупность донных отложений;
- кривые рабочих характеристик грунтового насоса: H=f(Q),
H
вак.пр.
=f(Q), и =f(Q), а также частота вращения n, наружный диаметр рабо-
чего колеса D2 насоса и габаритный проходной размер Вг (графики и таблицы
приложений 1 и 2);
- положение Z0 оси приемного отверстия насоса по высоте относительно
поверхности воды; диаметр Dн, длина Lн и возвышение Zн конца напорного
трубопровода над поверхностью воды;
- предельная глубина Т извлечения грунта;
- паспортная производительность Q
землесоса по грунту;
гр.
-мощность привода Nном.
2. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА
В проекте рассматривается затруднительный для судоходства участок ре-
ки с двумя перекатами. На одном из перекатов грунт принимается несвязным, а
на другом – связным. На участке реки проектируется расположение судового
хода и восстановительных прорезей, назначаются отвалы грунта и подсчитываются объемы землечерпательных работ. В целях уточнения расположения
прорезей и отвала грунта на перекатах строятся планы течений для бытового
состояния русла. На перекате с несвязным грунтом также строится план течений для проектного состояния, т.е. с учетом прорези и отвала грунта, на основании которого выполняется расчет начальных деформаций дна в зоне прорези
и дается оценка ее устойчивости.
По объему землечерпательных работ и глубинам на перекатах подбираются землесос и многочерпаковый земснаряд. Определяются расчетная производительность, рабочие характеристики грунтового насоса и параметры всасывающего наконечника землесоса; рассчитываются параметры черпаковой цепи
многочерпакового земснаряда.
После установления расчетных производительностей составляются технологические карты работы земснарядов и рассчитываются: баланс продолжительности их работы, количество шаланд для работы многочерпакового земснаряда. При выполнении проекта часть расчетов производится на ПЭВМ.
9
3. ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЕКТА
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и одного или двух
листов чертежей.
Пояснительная записка выполняется в рукописной форме на одной стороне бумаги формата А4. После титульного листа следует содержание, текст
задания и далее расчетно-пояснительный текст. Пояснительная записка разбивается на разделы, пункты и подпункты в соответствии с заданием. Текст записки сопровождается графическим материалом (рисунками), выполняемыми
на листах белой или масштабной бумаги формата А4 или А3. Нумерация рисунков может быть сквозной или по разделам. Пояснительные подрисуночные
подписи располагаются между рисунком и номером рисунка. Листы с отдельными рисунками включаются в общую нумерацию страниц записки. Первым
листом записки является титульный лист (не нумеруется). Расчеты, содержащие повторяющиеся операции, сводятся в таблицы, которые должны иметь название (располагается над таблицей) и номер. На все рисунки и таблицы в тексте должна быть ссылка. Для всех формул, используемых в записке, должно даваться объяснение буквенных обозначений. Для всех размерных величин необходимо указывать единицы измерения.
Чертежи выполняются карандашом на листе ватмана формата А1 или на
листе формата А1 и листе формата А2. На листы выносятся:
- план участка реки, на котором нанесены: линия уреза, проектная изоба-
та (изобата гарантированной глубины), ось судового хода, прорези и отвалы
грунта и временные створные знаки, закрепляющие границы серий и кромки
прорезей;
- совмещенные планы течений на перекате с несвязным грунтом;
- графики изменения скоростей течения вдоль струй, проходящих в зоне
прорези, и графики начальной скорости деформаций дна;
- характеристики насоса и трубопроводов землесоса при работе на воде с
графическим определением элементов режима работы, отвечающих заданной
длине напорного трубопровода и частоте вращения рабочего колеса насоса;
- характеристики насоса и трубопроводов землесоса при работе на гидро-
смеси с графическим определением расчетной производительности по смеси и
остальных элементов расчетного режима;
- чертеж общего вида всасывающего наконечника;
- технологический график работы землесоса;
- схема траншейного способа работы землесоса.
Состав чертежей на листах может быть изменен по усмотрению преподавателя.
4. НАЗНАЧЕНИЕ ГАБАРИТОВ СУДОВОГО ХОДА
Гарантированные глубина Тг, ширина Вг и радиус закругления Rг судового хода устанавливаются в соответствии с классом водного пути (табл.4.1).
10
Значения В
Класс водного пу-
ти
Тг, м
Вг, м
Rг, м
I
II
III
IY
Y
YI
YII
>3,2
2,5…3,2
1,9…2,5
1,5…1,9
1,1…1,5
0,7…1,1
0,5…0,7
85…100
70…85
70…75
40…50
40…50
14…20
14…20
600…1000
350…600
350…600
200…300
200…300
90…120
90…120
ГП
B,...,B 2111
и Rг рекомендуется принимать соответствующими верхним гра-
г
ницам интервалов.
Таблица 4.1
Гарантированные габариты судового хода
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОХОДНЫХ ПОРЕЗЕЙ
План участка реки выбирается из отдельного банка данных по указанию
преподавателя. На план наносятся проектная (соответствующая гарантированной глубине) изобата и динамическая ось потока, совпадающая с линией наибольших глубин. Далее намечается предположительное расположение оси судового хода. Там, где динамическая ось потока имеет плавные очертания (ра-
диус ее кривизны больше R
где динамическая ось потока сильно искривлена, ось судового хода следует
прокладывать по наиболее пологому направлению, используя при необходимости пониженные части побочней.
После нанесения оси судового хода устанавливаются все места, где гарантированные глубина и ширина судового хода не выдерживаются. В этих
местах проектируются прорези и подрезки. Ширина прорезей назначается
Для окончательного определения расположения прорезей и мест отвала
грунта строятся планы течения для бытового состояния русла при рабочем
уровне дноуглубительных работ Н
При построении планов течений используется метод плоских сечений как
для участка с прорезью в несвязном грунте, так и для участка с прорезью в
связном грунте.
ного расхода, м²/с :
В основу метода плоских сечений положено уравнение Шези для удель-
), ось судового хода следует с ней совмещать. Там,
г
, (5.1)
5.1. Построение плана течений
и соответствующем ему расходе воды Q.
раб
11
n
Ih
hIChq
3/5
;
dbh
n
I
Q
B
0
3/5
i
k
i
iСР
bh
n
I
Q
1
3/5
,
2/
3/5
,2
3/5
,1
3/5
, iiiСР
hhh
35/
i,СР
h
2
35
2
35
1
35
/hhh
/
i,
/
i,
/
i,СР
ih,1
ih,2
I
bh
Q
n
I
k
i
iСР
1
3/5
,
iiСРi
bh
n
I
Q
3/5
,
C=h
1/6
/n (5.2)
где q – удельный расход;
С-коэффициент Шези, определяемый по формуле Маннинга;
h – глубина потока , м.;
I – гидравлический уклон;
n – коэффициент шероховатости русла, величина зависящая от вида и состоя-
ния русла и колеблющаяся в пределах от 0,018 до 0,040.
Полный расход воды Q,м³/с, проходящий через расчетное сечение шириной
В,м по урезу, при постоянных значениях n и I по ширине потока определя-
ется как
(5.3)
или в конечных разностях
;
(5.4)
где k – количество участков, на которое разбито поперечное сечение русла;
bi – ширина i-го участка;
- среднее значение величины
и
Значение
- значения глубины на границах i-го участка.
/n определяется как отношение заданного расхода к вы-
на i-м участке. Здесь
численному интегралу:
. (5.5)
Расход, проходящий через i-ый участок поперечного сечения, равен
(5.6)
План течений строится методом плоских сечений в следующей последовательности.
1. На плане участка реки (вариант плана представлен на рис.5.1.) намеча-
ют 5…7 расчетных сечений (1-5). Обычно намечают по одному поперечнику в
верхней и нижней плесовых лощинах и несколько поперечников в пределах
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]