Сопряжение водосливной плотины с дном НБ (расчёт носка плотины)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный архитектурно-строительный

Университет

Кафедра природоохранного и гидротехнического строительства

Зав. кафедры ПГТС Евдокимов С.В.

 

Курсовая работа

«Высокая бетонная плотина (гравитационная) в составе гидроузла»

Работу выполнил:

студент 5 курса

ФИСПОС, гр. Г-01

Соловьёв А.В.

Проверил: Селивёрстов В.А.

 

 

Самара 2014

Содержание

		Стр.
	Введение
1.	Проектирование и расчет бетонной водосливной плотины
1.1	Гидравлический расчет плотины
1.2	Сопряжение водосливной плотины с дном нижнего бъефа (расчет носка плотины)
1.3	Расчет отброса струи на плотине (дальность отлета струи)
1.4	Расчет местных размывов за водосливной бетонной гравитационной плотиной (расчет ямы размыва)
2.	Расчет и проектирование глухой гравитационной плотины
2.1	Выбор экономичного профиля плотины
2.2	Определение сил, действующих на плотину
2.3	Статический расчет плотины методом сопротивления материалов
2.4	Статический расчет плотины методом теории упругости
2.5	Расчет устойчивости плотины
	Список использованной литературы

Введение

Гравитационные бетонные плотины представляют собой массивные бетонные сооружения, устойчивость которых против сдвига под действием напора воды обеспечивается, в основном, сопротивлениями, размывающими по контакту с основанием.

Масса плотины, объем уложенного в нее материала играют главную роль в сопротивлении ее сдвигу. Гравитационные плотины могут возводиться на скальных основаниях практически любой высоты, как глухие, так и водосливные.

Бетонные гравитационные плотины широко распространены благодаря простоте конструкции, способов их возведения, надежности их при любой высоте, в любых природных условиях, в том числе и суровых зимних.

В данной курсовой работе производится гидравлический расчет водосливной плотины и расчет глухой гравитационной плотины.

В состав проектируемого гидроузла входят- гравитационная бетонная плотина, здание ГЭС, правобережная и левобережная гравитационные глухие плотины.

Глухая плотина служит для создания напора и водохранилища. Водосливная плотина предназначена для пропуска паводковых и катастрофических расходов. В целом назначение гидроузла - комплексное.

 

 

1. Проектирование и расчет бетонной водосливной плотины.

1.1 Гидравлический расчет плотины.

1) Определяется расчетный расход, который пропускается через водосливную плотину в период паводка:

где

- максимальный сбросной расход заданной обеспеченности через гидроузел;

— расход, который пропускается через другие водопропускные сооружения,

2) Определяем ширину водосбросного фронта по формуле

где - удельный расход на гребне водосливной плотины.

Тогда,

 

3) Определяем количество отверстий и ширину отверстий. Ширина пролета зависит от климата района строительства, типа затворов, подъемных средств и принимается согласно [1].

В курсовом проекте ширину отверстий принимаем b =5 м, а число пролетов определим по зависимости

Тогда В≈

4) Уточняем удельный расход на гребне водосливной плотины

5) Из формулы удельных расходов

определяем напор на гребне входного оголовка с учетом скорости подхода и в первом приближении принимаем его равным геометрическому напору:

H≈ =

где m - коэффициент расхода. Для водослива практического профиля, очерченного по координатам Кригера-Офицерова m= 0,45÷0,49, принимаем m=0,45.[3]

- коэффициент подтопления, принимающий значения от 0 до 1,0. Принимаем .

Тогда

6) По вычисленному напору определяем предварительную отметку гребня водосливной плотины: СГВП = СНПУ - Н = 275-6,1 = 268,9 Т.к. СГВП = 268,9 > СУНБтах = Сдна + d2max = 160,0 + 3,0 =163,0, значит предположение, что =1,0, оказалось верным. 7) В дальнейших расчетах отметку гребня плотины уточняем с учетом бокового сжатия и подтопления, определяя напор на гребне плотины из следующей формулы   где m - коэффициент расхода водослива. При устройстве на гребне плотины горизонтальной вставки коэффициент расхода для водосливной плотины с вертикальной напорной гранью будет равен

H≈ = =6,09≈6,1м

m=0,36+0,1∙

где с - ширина гребня от напорной грани до конца прямолинейной вставки. Принимаем с = 5 м, тогда =0,81.

Формула (1.10) действительна в пределах

Где высота водосливного порога со стороны НБ, определяемая по формуле

и .

Тогда

m=0,36+0,1∙ =0,42

Коэффициент бокового сжатия ε для одного пролета можно определить по формуле

ε=1-0,2∙

Здесь - коэффициент формы оголовков быков и устоев, определяется по рис.6 - 10, стр. 64, [3]. Принимаем = 1.

Тогда

ε=1-0,2∙

8) Уточняем напор на гребне плотины с учетом скорости подхода и бокового сжатия:

9) Геометрический напор на гребне плотины будет равен:

где

– коэффициент Кориолиса, равный 1,0÷1,1, принимаем

скорость водного потока при подходе к водосливной плотине, определяемая по зависимости

где

– глубина воды в верхнем бьефе, равная

q – удельный расход на подходе к порогу, который определяется как

L_пл – длина водосливной плотины, определяемая по формуле

n – число пролётов, n=4;

– толщина быка, м, назначается в зависимости от ширины пролётов b и напора на гребне Н по рис.8 [2], принимаем =2м.

Тогда Полученное значение подставляем в формулу (1.17), получаем

Тогда геометрический напор на гребне плотины будет равен

А уточнённая отметка гребня водосливной плотины

 

Сопряжение водосливной плотины с дном НБ (расчёт носка плотины).

Принимаем на водобое поперечное сечение прямоугольной формы.

Глубина в сжатом сечении hj определяется [4] из уравнения

q=

Откуда

где

q – удельный расход потока на водобое, q=23,1м³/с,

φ=0,92÷0,95 – коэффициент скорости, принимаем φ=0,95.

– полная удельная энергия сбрасываемого потока, определяемая относительно поверхности носка

= Н₀ +( ГВП- ПН) = Н₀ +( ГВП -( УНБ_таx + 2))=7,6+(267,4-163+2)=110м

Н₀ - напор на гребне плотины с учетом скорости подхода, м.

Расчет ведем методом приближения. В первом приближении = 0:

Если сжатая глубина во втором и в третьем приближении отличаются друг от друга не более, чем на 0,05, то для дальнейших расчетов принимается величина , полученная в третьем приближении.