Бетонная водосбросная плотина

- Выбор оптимального режима сопряжения бьефов и назначения отметок заложения водобоя и рисбермы типов и размеров гасителей энергии, участков

Бетонная водосбросная плотина

Курсовой проект

Разное

Другие курсовые по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией
1

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра: «Гидротехническое и энергетическое строительство»


Курсовой проект

По дисциплине «Гидротехнические сооружения»

на тему: «Бетонная водосбросная плотина»

    Компоновка сооружений гидроузла

В состав гидроузла входят:

1. Бетонная гравитационная двухъярусная плотина. Отметка гребня плотины 197, напор на гребне плотины 6 м, ширина водосливного отверстия 7 м. Количество донных отверстий-5, ширина отверстия 7 м, высота 2 м.

За плотиной устраивается водобойный колодец 1,4 м. Водобой выполняется в виде массивной бетонной плиты толщиной 2,8 м, длиной 33,5 м, в которой для снятия фильтрационного давления устраиваются дренажные разгрузочные колодцы через 6м, размером 1×1м. За водобоем устраивается рисберма длиной 28 м, которая выполняется из монолитных бетонных плит размером 5×4×0,4м. За рисбермой для гашения оставшейся энергии устраивается ковш глубиной 4,15 м. Ковш на 2 м загружается камнем. Для увеличения устойчивости плотины и удлинения пути фильтрации под сооружением устраивается анкерный понур длиной 17,25 м и толщиной сечения 1,4 м.

2. Земляная плотина. Отметка гребня плотины 207,8, ширина гребня 8 м, заложение верхового откоса 1:3, заложение низового откоса 1:2,5.

    Гидравлические расчеты

Гидравлические расчеты водосбросных сооружений плотин и их нижних бьефов выполняются с целью решения следующих основных задач:

- Определение ширины водосливного фронта, отметки гребня водослива и профиля водосливной поверхности.

- Назначение очертания быков, конструкций и очертаний береговых открылков, отметок понура и конструкций крепления дна в верхнем бьефе.

- Выбор оптимального режима сопряжения бьефов и назначения отметок заложения водобоя и рисбермы типов и размеров гасителей энергии, участков крепления дна, берегов, длины и очертаний в плане береговых бетонных сопрягающих устоев и открылков в нижнем бьефе.

При выполнении гидравлических расчетов плотин рассматривают основной и поверочный случаи.

Основной расчетный случай соответствует пропуску расчетного паводкового расхода воды всем водопропускным фронтом сооружения при нормальном подпорном уровне (НПУ) в верхнем бьефе.

Поверочные расчеты проводятся для случая пропуска расчетного максимального (катастрофического) расхода воды при форсированном уровне верхнего бьефа.

Ширина водосливного фронта плотины В определяется принятой величиной удельного расхода воды в HБ. По данным практики эксплуатации удельный расход для плотин средних напоров песчаных оснований принимаем 25 м3/с на 1 пагонный метр.

водосброс плотина фильтрация строительный

2.1 Расчет пропускной способности поверхностных водосбросов

Водосливная часть плотины ограничивается береговыми устоями и разбивается быками на отдельные водосбросные отверстия, перекрываемые затворами.

(2.1);

Двухъярусная водосбросная плотина представляет собой комбинацию поверхностного водосброса и глубинного водосброса. Первоначально рассчитываем водосливной фронт только поверхностных отверстий.

B= ;

где Qр.п. – расчётный паводковый расход;

q – удельный расход воды в НБ

В соответствии с найденным значением В принимается количество водосливных отверстий n и их ширина b (В=nb).

Ширина водосливного отверстия, перекрываемого затвором, принимается b=8 м, а их количество n=5.

- коэффициент подтопления водослива; = 1,0;

- коэффициент бокового сжатия; = 1,0;

- коэффициент расхода водослива; =0,46;

g- ускорение силы тяжести, принимаемое равным 9,81 ,

В первом приближении принимается =Н.

, отсюда

Принимаем Н = 6 м.

Проверим водопропускную способность поверхностных водопропускных отверстий с принятыми размерами. Расход находится по формуле (2.1), где Но – напор на водосливе с учётом скорости подхода;

; (2.2)

-скорость подхода, равная средней скорости в ВБ в сечении, отстоящем от напорной грани водослива на расстоянии (3...5)H.

= ;(2.3)

=203-187,5=15,5;

Вс= =40+(5-1)3=52 м;

n – количество отверстий;

d = 2d0+2n=2·1+2·0,5=3 м

где d – толщина бычка,

m-ширина паза рабочих затворов

;

b-ширина водосливного пролета; b=8 м

n – глубина паза рабочих затворов;

n=m/2 =0,5 м;

d0-толщина суженного перешейка быка; d0=1 м

Vo = ;

м.

Коэффициент подтопления , т.к. плотина не подтоплена.

Коэффициент бокового сжатия определяется по формуле:

(2.4);

Где - коэффициент, зависящий от очертания быков и устоев, принимаем плавное очертание, таким образом .

b – ширина водосливного отверстия;

P – высота водослива; м.

d – толщина бычка.

;

Определим коэффициент расхода водослива по зависимости А.В. Березинского:

; (2.5)

где с – расстояние от начала криволинейного начала оголовка до начала водосливной поверхности;

м;

;

Расход, пропускаемый поверхностными отверстиями равен:

на 14% что больше допустимого.

Во втором приближении принимается b=7 и n=5.

, отсюда

Принимаем Н = 6 м.

Проверим водопропускную способность поверхностных водопропускных отверстий с принятыми размерами. Расход находится по формуле (2.1), где Но – напор на водосливе с учётом скорости подхода;

Вс= =35+(5-1)3=47 м;

n – количество отверстий;

Vo = ;

м.

Коэффициент подтопления , т.к. плотина не подтоплена.

Коэффициент бокового сжатия определяется по формуле:

;

Определим коэффициент расхода водослива по зависимости А.В. Березинского:

;

Расход, пропускаемый поверхностными отверстиями равен:

на 4,9%.

Глубинные водосбросы оборудуются:

-рабочими затворами для перекрытия отверстий в эксплуатационный и строительный периоды;

-ремонтными затворами для отключения водовода от верхнего или нижнего бьефа как в строительный, так и в эксплуатационный период;

-сороудерживающими решетками для предохранения водосбросов от попадания в них топляков и крупных предметов;

-подъемными механизмами для затворов и решеток.

Принимаем прямоугольные отверстия с шириной b = 7м и высотой h = 2 м.

Расход глубинных водосбросов определяется по формуле:

; (2.6)

- площадь выходного отверстия;

.

Нд – действующий напор, определяемый по формуле:

м.

g – ускорение свободного падения,

-коэффициент расхода глубинных водосбросов

= ; (2.7)

- суммарный коэффициент сопротивления местных потерь и по длине.

+

- сопротивление на вход; принимаем , т.к. вход прямоугольный.

- коэффициент сопротивления в пазах;

bn/b<0,1 0,5/7=0,05 поэтому ;

- коэффициент потерь по длине, определяемый по формуле:

, (2.8)

где R – гидравлический радиус; м,

где - смоченный периметр,

с – коэффициент Шези, м0.5/c,

n – коэффициент шероховатости бетона, приняли n = 0,012.

Для определения l, т.е. длины глубинных водосбросов, необходимо определить ширину подошвы плотины.

,

где м.

Отсюда предварительно принимают м.

;

- коэффициент сороудерживающей решетки;

s=0,01- толщина стержня решетки;

bn=0,1- величина просвета между стержнями;

α=90о- угол наклона решетки к горизонту;

β=1.79- коэффициент, зависящий от формы стержня;

=1.79(0,01/0,1)4/3·1=0,083

,

Расход, пропускаемый одним глубинным отверстием равен:

Необходимое количество отверстий:

шт.

Принимаем 4 отверстий из условия использования одинаковых ремонтных затворов для поверхностных и донных отверстий.

Т.к. в пропуске катастрофического расхода участвуют и поверхностные, и донные отверстия, то расход, проходящий через плотину равен:

,

который должен быть больше или равен Qкат

-форсированный напор

;

> Qкат=1680 м3

Таким образом принятые размеры водосливных отверстий, как поверхностных и глубинных, удовлетворяют всем условиям по пропуску расхода.

2.2 Расчет сопряжения бьефов

Рациональное решение комплекса вопросов о создании благоприятных гидравлических условий на участках сопряжения бьефов и перехода потока в естественное состояние является одной из важнейших задач проектирования любого водосбросного сооружения.

Условия работы конструкций крепления НБ, глубины размыва дна в НБ зависят в значите

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>