Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эксплуатационные дноуглубительные работы на затруднительном участке реки. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине Водные
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
А.Р. Белоусов
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ НА
ЗАТРУДНИТЕЛЬНОМ УЧАСТКЕ РЕКИ
. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Альтаир - МГАВТ
Москва , 2009
2
3
УДК 627.21:656.615
Белоусов Александр Романович,
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ НА
ЗАТРУДНИТЕЛЬНОМ УЧАСТКЕ РЕКИ
Методические рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине
Водные пути и путевые работы - М.: МГАВТ,2009.-44с., ил.8.
Составлено в соответствии с программами курсов “Технические средства
и технология дноуглубительных работ” и “Водные пути и путевые работы” для
студентов специальности 2904 “Гидротехническое строительство водных путей
и портов”.
Рассмотрено на заседании кафедры от 16.12.2008г., протокол № 47.
Рекомендовано к изданию УМС МГАВТ
Ответственность за содержание издания несет автор:
Белоусов А.Р.
МГАВТ, 2009
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Исходные данные ............................................................................................... 5
2. Состав работы ...................................................................................................... 5
3. Оформление работы ............................................................................................ 6
4. Назначение габаритов судового хода ................................................................ 7
5. Проектирование судоходных прорезей ............................................................ 7
5.1. Требования, предъявляемые к судоходным прорезям ............................ 7
5.2. Требования, предъявляемые к отвалам грунта ........................................ 8
5.3. Построение плана течений ………………………………………………9
5.4. Оценка устойчивости прорези в несвязном грунте ............................... 13
5.4.1. Расчет гидравлических элементов потока в расчетных
струях, качественная оценка устойчивости прорези ............................... 13
5.4.2. Количественная оценка устойчивости прорези ............................. 15
5.5. Составление схемы обвехования прорезей ............................................ 16
6. Определение объемов дноуглубительных работ ............................................. 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
трубопроводах…………………………………………………………...21
7.3. Пересчет характеристик насоса при его работе
на водогрунтовой смеси…………………………………………….23
7.4. Определение расчетной производительности землесоса
по грунту ............................................................................................................. 26
7.5. Проверка всасывающей способности насоса ............................................ 27
7.6. Определение основных параметров всасывающего
наконечника ................................................................................................. 27
8.Технологическая карта работы землесоса при траншейном
способе разработки прорези в несвязном грунте ................................................... 30
5
9.Составление баланса продолжительности иՁ пользования землесоса по
времени …………………………………………………………………………….32
10. Выбор многочерпакового земснаряда и определение
его расчетной производительности ....................................................................... 34
11. Составление технологической карты работы
многочерпакового снаряда ............................................................................... 35
12. Определение потребного количества шаланд ................................................ 37
Приложения ............................................................................................................. 38
1.Данные по землесосам……………………………………………………….38
2.Характеристики насосов…………………………………………………….39
3.Продолжительность производственных остановок……………………….42
4.Данные по многочерпаковым земснарядам……………………….……….42
Рекомендуемая литература ..................................................................................... 43
6
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Исходными данными для выполнения курсовой работы являются:
- план затруднительного участка реки при проектном уровне;
- класс внутреннего водного пути;
- значения расчетных расходов воды в реке при проектном уровне;
- крупность донных отложений;
- рабочие характеристики грунтового насоса: H=f(Q), H
вак.пр.
=f(Q), и
=f(Q) ;
- частота вращения n и габаритный проходной размер Вг рабочего
колеса насоса;
- положение оси приемного отверстия насоса по высоте относительно
поверхности воды - Z0, диаметр приемного отверстия насоса D1, внутренний
диаметр D
патрубка над поверхностью воды Zн;
- паспортная предельная глубина извлечения грунта Т;
- паспортная производительность землесоса по грунту Q
-установленная мощность привода Nном. (графики и таблицы
приложений 1 и 2)
В работе рассматривается участок реки с затруднительным для
судоходства перекатом. Порядок и средства проведения дноуглубительных
работ определяются для двух вариантов грунта на участке: несвязный и
связный. На перекате проектируется расположение судового хода и
восстановительной прорези, назначаются места отвала грунта и
подсчитываются объемы землечерпательных работ. В целях уточнения
расположения прорези и отвала грунта на участке строятся планы течений для
бытового и проектного состояния русла, т.е. с учетом прорези и отвала грунта,
на основании которого для варианта с несвязным грунтом выполняется расчет
начальных деформаций дна в зоне прорези и дается оценка ее устойчивости.
По объему землечерпательных работ и глубинам для варианта с
несвязным грунтом подбирается землесос, определяются характеристики
работы его грунтонасосной установки, предельная расчетная
производительность, параметры всасывающего наконечника. Для варианта со
связным грунтом подбирается многочерпаковый земснаряд, рассчитываются
режимы его работы и расчетная производительность.
После установления расчетных производительностей составляются
технологические карты работы земснарядов, схемы траншейного способа
работы землесоса и папильонажного способа работы многочерпакового
земснаряда, схемы обвехования прорезей. Определяется баланс времени их
работы, количество шаланд для работы многочерпакового земснаряда.
и длина Lн напорного трубопровода, возвышение концевого
н,
;
гр.
2. СОСТАВ РАБОТЫ
7
3. ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ
Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графических
материалов.
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 материалами (рисунками),
выполняемыми на листах белой или масштабной бумаги формата А4 или А3.
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 и размерность величин.
Графические материалы должны включать в себя:
- план участка реки, на котором нанесены: линия уреза, проектная
изобата (изобата гарантированной глубины), ось судового хода, прорези и
отвалы грунта, временные створные знаки, закрепляющие границы серий и
кромки прорезей;
- совмещенные бытовой и проектный планы течений на перекате
- 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 и
гидросмеси с графическим определением расчетной производительности по
смеси и остальных элементов расчетного режима, отвечающих заданной длине
напорного трубопровода и частоте вращения рабочего колеса насоса;
- чертеж общего вида всасывающего наконечника;
- технологический график работы землесоса;
- схемы траншейного способа работы землесоса и папильонажного
способа работы многочерпакового земснаряда совместно со схемой
обвехования прорезей.
.
Состав чертежей на листах может быть изменен по усмотрению
преподавателя.
8
Класс водного
пути
Т
г
, м
В
г
, м
Rг, м
I
II
III
IY
Y
YI
YII>3,2
>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
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
I
II
III
IY
Y
YI
YII>3,2
>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
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
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).Класс судового хода определяется по фактическим глубинам на
рассматриваемом участке реки. Значения В
и Rг рекомендуется принимать
г
соответствующими верхним границам интервалов.
Гарантированные габариты судового хода
Таблица 4.1
YII>3,2
9
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОХОДНЫХ ПОРЕЗЕЙ
5.1. Требования, предъявляемые к судоходным прорезям
1. Габаритные размеры прорези должны быть не меньше
гарантированных.
2. Прорези должны быть удобными и безопасными для прохождения
судов:
- иметь удобные вход и выход, что достигается переуглублением дна и
подрезкой побочней;
- в пределах прорези должны отсутствовать резкие изменения глубины и
скорости течения, свальные течения;
- прорези между крутыми изгибами русла должны иметь небольшие
прямолинейные участки, обеспечивающие надежное сопряжение радиусов
верхнего и нижнего поворотов русла в широком диапазоне изменения уровня, и
позволяющие производить выравнивание составов при выходе из колена;
- обеспечивать хорошую видимость участка реки.
3. Прорези должны быть устойчивы для последующей заносимости, что
достигается совпадением направления прорези с преобладающим направлением
потока (линии тока должны составлять с осью прорези углы не более 10
о
).
4. В результате разработки прорези должен накапливаться остаточный
полезный эффект, обеспечивающий систематическое улучшение судоходных
условий на затруднительном участке.
5. Прорезь не должна отрицательно влиять на соседние участки реки.
Во всех случаях следует стремиться к минимизации объемов работ и
сроков их выполнения. При этом не следует забывать об обеспечении
сохранности окружающей среды.
5.2. Требования, предъявляемые к отвалам грунта
1. Извлекаемый из прорези грунт должен использоваться как для защиты
прорези от заносимости, так и для постепенного выправления речного русла
посредством повышения побочней, заполнения затонских и боковых емкостей,
перекрытия побочневых проток и несудоходных рукавов.
2. Отвалы грунта не должны создавать затруднений для движения через
перекат судов, как при низких, так и при высоких уровнях воды.
3. Извлекаемый из прорези грунт не должен попадать обратно в прорезь.
Его следует укладывать в виде сплошного локального вала, примыкающего к
берегу или к подводным русловым образованиям (побочням, осередкам, косам).
Не следует укладывать отвал на верхние затопляемые побочни перекатов, если
в текущую навигацию возможен подъем уровня выше рабочего уровня
производства дноуглубительных работ.
4. Отвалы грунта не должны излишне стеснять основное русло (большие
скорости в прорези затрудняют судоходство; возможен вынос грунта из
прорези и его отложение ниже по течению).
10
5. Предпочтение отдается отвалам грунта с высотами, соответствующими
ГП
B,...,B 2111
n
Ih
hIChq
3/5
высотам устойчивых побочней, вдоль которых обычно поддерживается
удобный судовой ход.
6. Отвалы должны предотвращать в межень переливы воды в боковые
емкости русла, а также устранять имеющиеся промоины в побочнях.
План участка реки выбирается из отдельного электронного 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 (радиус ее кривизны больше R
), ось судового хода следует
г
с ней совмещать. Там, 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, радиус закругления и ширина судового хода не
выдерживаются. В этих местах предварительно проектируются прорези и
подрезки.
Ширина прорезей ВП назначается по зависимости:
, (5.1)
5.3. Построение плана течений
Для окончательного определения расположения прорезей и мест отвала
грунта строятся планы течения для бытового состояния русла при заданном
расходе воды Q.
Для построения планов течений используется метод плоских сечений.
В основу метода плоских сечений положено уравнение Шези для
удельного расхода q :
;
где q – удельный расход ( расход на один метр ширины потока), м²/с;
С-коэффициент Шези, определяемый по формуле Маннинга (C=h
1/6
/n);
h – глубина потока , м.;
I – гидравлический уклон;
n – коэффициент шероховатости русла, величина зависящая от вида и
состояния русла и колеблющаяся в пределах от 0,018 до 0,040.
Расход Q, м³/с, проходящий через поперечное сечение потока шириной
B,м, равен:
(5.2)
11
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
ih,1
ih,2
I
bh
Q
n
I
k
i
iСР
1
3/5
,
iiСРi
bh
n
I
Q
3/5
,
(5.3)
или в конечных разностях
;
(5.4)
где k – количество участков, на которое разбито поперечное сечение русла;
bi – ширина i-го участка, м;
и
- значения глубин на границах i-го участка, м.
Значение
/n определяется как отношение заданного расхода к
вычисленному интегралу:
. (5.5)
Расход, проходящий через i-ый участок поперечного сечения шириной
bi, равен
(5.6)
План течений строится методом плоских сечений в следующей
последовательности:
1. На плане участка реки (вариант плана представлен на рис.5.1.)
намечают 5…7 расчетных сечений (1-5). Обычно намечают по одному
поперечнику в верхней и нижней плесовых лощинах и несколько поперечников
в пределах проектируемой прорези. Поперечники следует ориентировать по
нормали к предполагаемому направлению течения
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]