Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эксплуатационные землечерпательные работы на затруднительном участке реки. Методические рекомендации
.pdf
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУДОХОДНЫХ ПОРЕЗЕЙ
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
г
следует 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 дна и подрезки побочней.
5.1. Требования, предъявляемые к судоходным прорезям:
1. Габаритные размеры прорези должны быть не меньше
гарантированных. Так, проектная ширина прорезей Вп должна
быть больше гарантированной Вг на 10-20 %:
Вп =(1,1 -1,2)Вг,м (5.1)
11
2. Прорези должны быть удобными и безопасными для
прохождения судов, а именно:
- 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;
- обеспечивать хорошую видимость участка реки.
3. Прорези должны быть устойчивы от последующей
заносимости, что достигается совпадением направления прорези с
преобладающим направлением потока (линии тока должны
составлять с осью прорези углы не более 10о).
4. Прорезь не должна отрицательно влиять на соседние
участки реки.
Во всех случаях следует стремиться к минимизации объемов
работ и сроков их выполнения.
5.2. Требования, предъявляемые к отвалам грунта
1. Извлекаемый из прорези грунт должен использоваться как
выправительное сооружение для защиты прорези от заносимости и
для постепенного выправления речного русла посредством
12
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).
5. Предпочтение отдается отвалам грунта с высотами,
соответствующими 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.
13
5/3
hI
q Ch hI
n
5.3.Построение плана течений
Для окончательного определения расположения прорезей и
мест отвала грунта строятся планы течения для рабочего состояния
русла при заданном расходе воды Q.
Для построения планов течений используется
морфометрический способ или метод плоских сечений,
предложенный М.А. Великановым. Этот приближенный способ
допустим для равнинных рек со сравнительно правильными
сечениями и при слабо искривленном русле где продольный уклон
I и коэффициент шероховатости n практически постоянны по всей
ширине потока.
В основу метода положено уравнение Шези для удельного
расхода потока q :
; м²/с (5.2)
где q — удельный расход (расход воды на один метр ширины
потока), м²/с
С — коэффициент Шези, определяемый по формуле
Маннинга (C=h
1/6
/n);
h — глубина потока, м.;
от вида и состояния русла и колеблющаяся у равнинных рек (типа
реки Ока) в пределах от 0,018 до 0,040.
I — гидравлический уклон;
n — коэффициент шероховатости русла, величина зависящая
14
5/3
0
B
I
Q h db
n
5/3
,
1
k
СР i i
i
I
Q h b
n
5/3 5/3 5/3
, 1, 2,
/2
СР i i i
h h h
ih,1
ih,2
I
5/3
,
1
k
СР i
i
IQ
n
hb
5/3
,i СР i i
I
Q h b
n
Полный расход Q, м³/с, через поперечное сечение потока
шириной B, м, равен:
, м³/с (5.3)
- или в конечных разностях:
; м³/с (5.4)
Где:
(5.5)
k — количество участков, на которое разбито поперечное сечение русла;
bi — ширина i-го участка, м;
и
Значение
— значения глубин на границах i-го участка, м.
/n определяется как отношение заданного
расхода к вычисленной сумме:
. (5.6)
Расход, проходящий через i-ый участок поперечного сечения
шириной bi, определяется по следующей зависимости:
,м³/с (5.7)
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-поперечников (1–5).
Обычно намечают по одному поперечнику в верхней и нижней
15
плесовых лощинах и несколько поперечников в пределах
проектируемой прорези. Поперечники следует ориентировать по
нормали к предполагаемому направлению течения.
2. Вычерчивают поперечные профили русла во всех
поперечных сечениях для рабочего уровня дноуглубительных работ
Н
(рис.5.2.). Результаты расчета заносятся в табл. 5.1 для каждого
раб
поперечного сечения отдельно.
3. Разбивают поперечный профиль на характерные участки,
определяют их ширину bi и заносят в первую строку таблицы
16
nI /
nI /
4. Во вторую строку таблицы выписывают значения глубин h
на вертикалях ограничивающих эти участки.
5. Вычисляют величины h
среднее значение h
5/3
(строка 4) и произведение bih
ср,i
5/3
на вертикалях (строка 3), их
5) на выделенных участках.
5. Последовательно по границам участков суммируют
значения bih
5/3
и результат заносят в строку 6.
ср,i
7. По формуле (5.6) находят значение величины
данного поперечного сечения.
8. Вычисляют Σ Qi путем умножения Σbih
. Результат заносят в строку 7. При этом в конце поперечного
сечения должен получиться полный расход Q.
9. По данным строки 7 в осях Q–В строится график распределения
5/3
5/3
(строка
ср,i
на величину
ср,i
для
расхода воды по поперечному сечению русла Σ Qi=f(В).
10. Конечную ординату интегральной кривой,
представляющую собой полный расход Q , делят на равные части
по числу N плановых струй. При этом определяется расход
отдельной струи Q
= Q/N. Число равнорасходных плановых
ст
струй для всех поперечников принимается одинаковым (обычно
берется 5–8).
17
11. Точки раздела ординаты сносят горизонтально на
интегральную кривую, а с нее – вертикально на абсциссу графика.
Последние точки пересечения на абсциссе дают границы струй с
равным расходом в рассматриваемом поперечном сечении.
18
12. Перенося точки, соответствующие границам струй, на
план участка (по всем рассчитанным поперечным сечениям) и
проводя через них плавные линии, получают план течений.
Исходя из анализа планов течений, окончательно назначается
расположение судового хода, судоходных прорезей, мест отвалов
грунта (для переката, сложенного несвязными грунтами).
Основные требования, предъявляемые к судоходным
прорезям и отвалам грунта, приведены в подразделах 5.1 и 5.2.
Далее переходят к построению плана течений на перекате,
сложенном несвязными грунтами, для проектного состояния русла,
то есть с учетом прорези и отвалов грунта. Для этого заново
рассчитывают распределение расхода по ширине только тех
поперечников, которые пересекают прорезь и отвалы.
Графоаналитический расчет распределения расхода по
ширине поперечного сечения русла оформляется, как показано на
рис. 5.2. Разбивка поперечный профиль на характерные участки
должна учитывать отсутствие или наличие прорези и отвала грунта.
При этом откосы прорези и отвала либо условно принимаются
вертикальными как на рис.5.2, либо с учетом угла установившегося
откоса (в зависимости от вида грунта). При вертикальных
откосах в графах таблицы 5.2 для русла с прорезью и отвалом
грунта значения величин h и h
5/3
на границах прорези и
отвала определяются отдельно: для бровки и для дна прорези
(как указано в примере таблицы 5.1 для границ прорези).
19
+0,5
+0.5
1.5
- прорезь;
- отвал грунта;
1
2
3
4
5
- без прорези и отвала грунта;
Рис. 5.3. Совмещенный план течений
- с прорезью и отвалом грунта;
Планы течений для бытового и проектного состояния русла
совмещаются и оформляются на отдельно вычерченном плане
переката, на котором помимо линий тока показываются только
нулевая и проектная изобаты, прорезь и отвалы грунта (рис. 5.3).
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]