- •Курсовой проект Проектирование бетонной водосливной плотины
- •Оглавление
- •Исходные данные
- •1.Состав и компоновка сооружений гидроузла
- •1.1.В состав гидроузла входит:
- •1.2.Определение класса гидротехнического сооружения
- •1.3. Определение отметки гребня плотины
- •2.Гидравлические расчёты
- •2.1Определение ширины водосливного фронта
- •2.2.Определение отметки гребня водослива
- •2.3.Проверка на пропуск поверочного расхода
- •2.4Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе
- •2.5 Расчет параметров принятых гасителей
- •3.Конструирование плотины
- •3.1Определение ширины подошвы плотины
- •3.2.Разрезка плотин швами
- •3.4.Быки
- •3.5.Устои
- •3.6.Галереи в теле плотины
- •3.7.Конструирование подземного контура
- •5.Статические расчёты плотины
- •5.1. Вес сооружения
- •5.2.Сила гидростатического давления воды
- •5.3.Волновое воздействие
- •6.Обоснование надёжности бетонной плотины
- •6.1.Расчёт прочности плотины
- •5.2.Расчёт устойчивости плотины
- •Заключение
2.3.Проверка на пропуск поверочного расхода
Проверим достаточность водопропускной способности водосливной плотины. Определяется расход поверочного случая, сбрасываемый через водосливную плотину при НПУ:
где - максимальный расчётный расход, с учётом трансформации паводка, принимаемый при обеспеченности 0,01% для I класса сооружений
Определяем напор над гребнем водослива при пропуске поверочного расхода:
Полный напор на водосливе:
(2.15.)
Скорость подхода потока к плотине:
где отметка форсированного подпорного уровня, предварительно отметку ФПУ – принимаем равной 81 м, которая в дальнейшем уточнится.
Напор на гребне водослива без учета скорости подхода при пропуске поверочного расхода:
Определяем расчётную отметку форсированного уровня:
. (2.18.)
Расчётная отметка оказалась меньше заданной, следовательно водопропускная способность плотины достаточна.
За общую отметку гидроузла принимаем наибольшую из Таким образом за отметку гребня плотины принимаем
2.4Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе
При протекании воды через водослив вследствие падения струи скорость потока возрастает и достигает наибольшего значения непосредственно за водосливом в так называемом сжатом сечении. Глубина в сжатом сечении непосредственно влияет на установление формы сопряжения бьефов и поэтому имеет важное значение для дальнейшего расчёта.
Определяем критическую глубину:
(2.19.)
Определяем полную удельную энергию в сечении перед водосливом:
Относительная удельная энергия сечения в верхнем бьефе:
По графику М.Д. Чертоусова в зависимости от коэффициента скорости и определяют и . =0,16 , =3,5
Отсюда, сопряжённые глубины:
(2.22.)
(2.23.)
Глубина в НБ при = (м3/с), hНБ = 1,3 м, следовательно, прыжок отогнанный (hc’’> hНБ).
Отогнанный прыжок за плотиной не допускается, и проектируется сопряжение бьефов по типу затопленного прыжка. Для этого необходимо создать с нижнем бьефом соответствующую глубину или погасить часть избыточной энергии с помощью гасителей энергии водобойная стенка ,водобойный колодец ,комбинированный метод . Так же практикуется метод гашения энергии воды как отброс струи. Для гашения энергии воды рассчитаем отброс струи.
2.5 Расчет параметров принятых гасителей
Гидравлический расчет носка-трамплина.
Так как струя, сходящая с носка-трамплина, отлетает на некоторое расстояние от водосброса, а затем гасится при падении в воду, то необходимо обеспечить такую дальность отброса, чтобы выполнялось условие устойчивости водосливной плотины и других ГТС:
(2.24)
где:
Коэффициент аэрации можно определить, зная число Фруда:
(2.25)
где: – скорость потока на носке; – высота потока воды на носке.
(2.26)
(2.27)
где q – удельный расход на водосливе; q6.62 м2/с.
Fr < 35 |
|
Fr ≥ 35 |
Глубину ямы размыва рассчитывают по формуле:
(2.28)
где определяется по следующей формуле:
8.09 м. (2.29)
Проверка достаточности отлета:
, где Za = НПУ – НБ.
Расстояние от плотины до центра ямы размыва определяют по формуле:
(2.30)
где – угол входа струи в воду
(2.31)
где a – высота уступа над дном; a=40.1-36.6=3.5м.
Длина горизонтального участка ямы размыва вдоль течения на уравнение размытого русла равна:
Уклон верхового откоса ямы размыва может быть принят 1:2,2, уклон низового откоса 1:1,5.