6.3 Статический расчет водосброса

Устойчивость гидротехнического сооружения определяется устойчивостью отдельных элементов. На водосбросное сооружение действуют как статические, так и динамические силы, потеря устойчивость шлюз регулятора может иметь место от действия взвешивающих и фильтрационных сил. Устойчивость конструкции на всплытие обуславливается коэффициентом устойчивости.

где: G – сумма вертикально действующих сил, направление действия которых совпадает с направлением действия силы тяжести.

Р – сумма вертикально действующих сил, направление действия которых не совпадает с действием силы тяжести.

Расчет ведем на 1м. ширины.

где: G₁ – собственный вес водобойной плиты.

G₂ – вес моста, строений и механического оборудования.

G₃ – вес затвора.

G₄ – вес пригрузки воды в нижнем бьефе.

кН.

где: V_п – объем плиты.

γ_б – объемный вес бетона.

кН.

где: G_зат – вес затвора.

F – площадь перекрываемого отверстия.

H_к – глубина воды в подводящем канале 2,1м.

b – ширина шлюза 4.1м.

b_пр – ширина расчетного участка 1м.

кН.

где: V_в – объем воды.

γ_в – объемный вес воды.

кН.

Для определения взвешивающего и фильтрационного давления определим активную зону фильтрации. Фактическое положение водоупора находится на глубине18,7 м.

Рис. 16 Схема для статического расчета.

Для определения действующего давления на водобойную часть применяем метод коэффициентов сопротивлений, в соответствии с чем разбиваем флютбет на характерные фрагменты. Для каждого фрагмента определяем значение коэффициента сопротивления.

Коэффициент сопротивления на входе:

Коэффициент сопротивления (участок 1-2):

Коэффициент сопротивления (участок 2-3):

Коэффициент сопротивления (участок 3-4):

Коэффициент сопротивления на выходе:

Определим потери напора на каждом участке:

м.

м.

м.

м.

м.

Для определения величины противодавления строим развернутую линию подземного контура.

кН.

где: S – площадь трапеции.

γ_в – объемный вес воды.

b_пр – ширина расчетного участка 1м.

Рис. 17 Схема для определения величины противодавления.

Так как коэффициент устойчивости больше нормативного то потери устойчивости не произойдет.

Заключение.

В проекте мы запроектировали земляную плотину из супеси мелкой с отметкой гребня плотины 128.581 м. В теле плотины предусмотрено противофильтрационное устройство в виде ядра из тяжелой глины (К_f=0,0008 м/сут.) и шпунтовой стенки, в нижнем бьефе запроектирован дренаж из каменной наброски и обратный фильтр. Из водопропускных сооружений предусмотрено и рассчитано устройство водозабора на полезный расход 1,6 м³/с., проходящий через одну трубу диаметром 0,8 м.. На водозаборе, в входном оголовке устраивается рыбозащита. Запроектирован и рассчитан водоспуск на расход опорожнения водохранилища 2,7 м³/с., проходящий через одну трубу диаметром 1м. Предусмотрено водосбросное сооружение в виде открытого шлюз регулятора с тремя пролетами на максимальный сбросной расход 37 м³/с., а также отводящий канал с перепадами для гашения кинетической энергии потока.

Тело плотины проверено фильтрационным расчетом, откосы тела плотины проверены на устойчивость статическим расчетом (К_з=1,395), водобойное сооружение водосброса проверено статическим расчетом на всплытие (К_з=2,05).