Водосборсная плотина в составе низкого напорного гидроузла

Определяю размеры гасителей:

Определяю площадь миделевого сечения

Определим реакцию гасителей:

Сх – коэффициент

лобового сопротивления, зависящий от формы гасителей, их положения на водобое и степени затопления. При расположении 3 рядов призматических гасителей высотой 1,2hсж на расстоянии от сжатого сечения 0,25Lпрыжка Сх=0,5 – 0,6.

2.6 Расчет водобойного колодца

При устройстве водобойного колодца дно за водосливом заглубляется. Благодаря этому возрастает глубина воды в колодце, поэтому гидравлический прыжок переходит в затопленное состояние.

Однако при заглублении возрастает и высота падения потока, его кинетическая энергия. Поэтому расчёт водобойного колодца заключается в определении минимальной глубины колодца, достаточной для перевода гидравлического прыжка в затопленное состояние.

1)

2) T0 = T + dкол =16,5 + 0,33 = 16,83м

3) Определим hсж

1-е приближение:

2-е приближение:

3-е приближение:

4) Окончательно принимаем

2.7 Расчет устойчивости водобойной плиты

Водобойная плита предназначена для крепления русла в зоне гидравлического прыжка. Ее выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Плита водобоя под действующими на нее силами может всплыть, опрокинуться в сторону нижнего бьефа или сдвинуться.

Конструирование и расчеты водобойной плиты проводим для случая, когда наблюдается гидравлический прыжок максимальной высоты (расчетный случай 6).

2.7.1 Назначение размеров водобойной плиты:

Длину водобойной плиты назначается в зависимости от длины гидравлического прыжка:

Толщину водобойной плиты назначаем в размере:

2.7.2 Определение нагрузок, действующих на водобойную плиту:

Водобойная плита, находящаяся в зоне гидравлического прыжка, испытывает большие гидромеханические нагрузки. Они вызывают дефицит давления, под действием которого плита может потерять устойчивость. Гидродинамическая нагрузка раскладывается на осредненную (по времени)нагрузку и пульсационную составляющую : . Помимо этого на водобойную плиту может действовать остаточное (после дренажа плотины) фильтрационное противодавление.

Определим вес водобойной плиты (с учетом взвешивающего действия воды):

где , - соответственно удельные веса бетона и воды.

Пульсационная нагрузка возникает из-за устройства дренажных отверстий в плиты водобоя.

Тогда значение силы вертикальной пульсационной составляющей гидродинамического давления равно:

При определении фильтрационного противодавления условно принимаем, что его максимальное значение составляет от напора на сооружение:

Принимаем также, что максимальное значение фильтрационного противодавления действует на плиту до второго ряда дренажных отверстий.

Сила фильтрационного противодавления находиться по формуле:

В курсовом проекте проводим проверку устойчивости водобойной плиты:

1. на всплытие;

2. на опрокидывание;

3. на сдвиг.

Условие устойчивости плиты принимаем в виде:

где - действительное значение коэффициента устойчивости плиты;

- нормативное значение коэффициента устойчивости плиты.

2.7.3.Расчет устойчивости водобойной плиты на опрокидывание:

Расчет ведем в предположении, что опрокидывание произойдет относительно нижнего ребра низовой грани плиты.

В целях экономии, целесообразно уменьшите толщину водобойной плиты. Пусть , тогда:

Вывод: устойчивость водобойной плиты на опрокидывание обеспечена, экономические затраты будут минимальные.

2.8 Конструирование рисбермы и концевого крепления

За водобоем располагаются рисберма и концевое крепление.

Рисберма – это участок крепления русла расположенный за водобоем. На рисберме происходит уменьшение осредненных скоростей и пульсации скоростей. Рисберму выполняют в виде крепления, постепенно облегчающегося по течению. Обычно крепление устраивают из бетонных плит. Толщину плиты в начале рисбермы принимаем равной двум третям от толщины водобоя. Следующая плита рисбермы будет составлять две третьих от предыдущей.

Концевой участок рисбермы заглубляют с уклоном , в результате чего образуется ковш, предназначенный для защиты рисбермы от подмыва. За счет отсыпки в ковш камня уменьшаем его глубину.

2.8.1 Определение длины крепления русла:

Бетонное крепление русла необходимо на длине прыжка и на длине послепрыжкового участка. В пределах послепрыжкового участка происходит переход скоростей и давления от величин, соответствующих концу гидравлического прыжка, до величин, соответствующих бытовым условиям.

 Скачать реферат