25.Основные понятия, классификация сопрягающих сооружений.

Сопрягающие сооружения. Спрягающими называются сооружения для перевода потока воды с высоких отметок местности на более низкие (сопряжение бьефов) с целью гашения кинетической энергии потока. Такие сооружения предназначены:

- для сопряжения участков каналов, находящихся на разных уровнях,

-для сопряжения берегового водосброса плотины с нижним бьефом,

-для устройства лесосплавных сооружений,

-для защиты оврагов и балок от эрозии поверхностными водами.

Сопрягающие сооружения бывают трёх типов: быстротоки, перепады, консольные водосбросы. Применение того или иного типа обусловлено рельефом местности и целевым назначением. Материалом для возведения этих сооружений наиболее часто служит монолитной и сборной железобетон. Быстроток состоит из входной части, лотка, гасители энергии и выходной части (рисбермы).Входная часть выполняется в виде водослива с широким порогом, имеющего в плане вид раструба или воронки и поперечное сечение прямоугольного или трапецеидального профиля. Перепадом называется ступенчатое сопрягающее сооружения, возводимое на участках со значительной разностью отметок местности. Перепады бывают одно- и многоступенчатыми, а по форме поперечного сечения - прямоугольными и трапецеидальными. Перепад состоит из входной части, аналогичной входной части быстротока, ступеней перепада гасителя и выходного участка. Высота ступеней принимается 2-4 м. Толщина флютбета определяется расчетом и в зависимости от расхода и высоты падения может, изменяется от 40 до 100 см. Гаситель и выходная часть перепада оформляется аналогично таковым в быстротоке. Консольный водосброс- открытое сопрягающее сооружение, в котором поток воды вначале движется по сооружению, а затем- свободно падает по воздуху на неукрепленный грунт. Такие гасители устраиваются только на скальных грунтах и в этом случае наиболее экономичны, так как при одной и той же разности бьефов их железобетонная часть короче, а водобойная часть не должна укрепляться.

26 Расчет одноступенчатого перепада

При проектировании одноступенчатого перепада стремятся получить затопленный прыжок. В связи с этим за перепадом часто устраивают водобойный колодец или водобойную стенку. При расчете перепада рассчитывают вход, ступень (водобойный колодец) и выход.

Расчет входа:

1)определение ширины b входа

2)высоты входа Р(входного порога)

Расчет ступени

1)Определение длины водобойной стенки

l_k=l_пад+l_{пр ,} l_пр=4,5h”

l_пад=x₀+x

x₀-расстояние от верхней грани водослива до сжатого сечения, x=v_c(2y₁/g)^1/2, y₁=C_н+η+h/2, v_c=Q/ω=q/h=m(2g)^1/2H₀^3/2/h. Если C_н и H₀ известно, то l_пад определить не сложно. Из опытов известно: 1. Водослив с тонкой стенкой: h₀=0,3H₀, η=0,11H₀, h=0,67H₀, m=0,42. 2. Водослив с широким порогом x₀=0, η=0, h=0,5H₀ m=0,32-0,35. 3. Водослив практического профиля x₀=0, η=0, h=0,6H₀ m=0,4

2) Высота водобойной стенки

P_ст=h_с”-H₁ H₀₁=(q/m(2g)^1/2b)^2/3 H₁=H₀₁-v₁²/2g, v=q/h_c” , Φ(τ_c)=q/φE₀^3/2 , E₀=P_ст+H₀

Φ(τ_c) по таблице τ_с” , h”= τ_с”E₀

Расчет выхода

h_c” Φ(τ_c) по таблице τ_с”

h_c”>h₀ добавляем ступень

h_c”<h₀ расчет закончен