Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Марта 2015 в 14:32, реферат
По условиям использования гтс делятся на постоянные и временные. Постоянные сооружения используются при эксплуатации объекта неограниченное время, временные - лишь в период строительства или ремонта (перемычки, ограждающие стенки и дамбы, строительные тоннели и т.д.). Постоянные гтс подразделяются на основные и второстепенные.
При ширине н/б большей, чем ширина водосливной плотины, в н/б возникают пространственные условия движения воды, или растекание потока в плане, или сбойность течения, что вызывает местное увеличение удельного расхода и увеличение размывающей способности потока.
Известно, что высокоскоростной поток самоаэрируется, т.е. насыщается пузырьками воздуха через свободную поверхность, и мы получаем движение не воды, а смеси воздуховодной смеси, которая не подчиняется законам гидравлики.
Иногда для экономии средств не доводят русло н/б до окончательных размеров, а считают, что сам поток это сделает в первое время эксплуатации, но рассчитать окончательные размывы во времени очень сложно.
Высокоскоростной поток при обтекании даже небольших выступов шероховатости может вызвать значительный вакуум на бетонной поверхности, что приведет к кавитации бетонной поверхности и в конечном счете к разрушению иных частей устройств н/б, что затрудняет проектирование гасителей энергии в н/б.
Высокоскоростной поток характеризуется повышенной пульсацией скоростей и давлений, которая может вызывать вибрацию отдельных частей сооружения.
При вибрации может нарушиться прочность некоторых частей сооружений, снизиться прочностные характеристики грунтов и т.д. Все эти перечисленные обстоятельства не могут быть полностью учтены теоретическими расчетами, поэтому приходится идти следующим путем:
а) прибегать к упрощенным моделям и получать приближенные решения соответствующих вопросов;
б) строить модели и подвергать их соответствующей проверке в лаборатории.
Говоря о размывах грунта в н/б, надо иметь в виду:
а) опасные размывы дна н/б за плотиной, которые могут привести к подмыву плотины и ее разрушению;
б) безопасные местные размывы дна за плотиной, когда воронка стабилизируется, и нет опасности разрушения сооружения.
На эти размывы достаточно часто идут при проектировании сооружения н/б.
Основные элементы крепления н/б.
При сооружении таких плотин (на глинистом или песчаном основании) дно русла всегда покрывают креплением на большую или меньшую длину, которое состоит из двух частей:
Крепление должно удовлетворять следующим требованиям:
При проектировании устройств н/б следует различать две задачи:
1. (Гидравлическая) Определение геометрических форм и главнейших размеров крепления, а также величины сил, действующих со стороны потока воды на элементы крепления;
2. (Конструктивная) Разработка конструкции крепления, обеспечивающей устойчивость и прочность креплений. Гасители энергии простейшего типа (водобойные колодцы и стенки) и специальные гасители энергии (пирсы, шашки, зубья, растекатели и т.д.), которые понижают 2-ю сопряженную глубину на 20-30% за счет их реактивного действия с возможностью поднятия дна колодца. Специальные гасители выполняют троякую роль: 1) реактивную, выражающуюся в уменьшении, затопляющей глубины и поднятии поверхности водобоя; 2) диссипативную, выражающуюся в том, что при обтекании гасителей в потоке образуются водоворотные области, способствующие повышению пульсации скоростей, что ведет к увеличению касательных напряжений и уменьшению энергии потока; 3) регулирующую, что приводит к снижению волнения поверхности в н/б, уменьшению сбойности течения, более интенсивному растеканию потока, а следовательно, к уменьшению удельных расходов, поступающих в русло н/б. Тогда размеры водобойного колодца будут равны lк=(0,75–1,00)lпр., а без гасителей lк= (1,00– 1,25)lпр., где lпр.= 2,5(1,9hр–hc), а глубина колодца dк= (1/10–1/12)lк . Плиту водобоя отделяют от тела плотины деформационным швом, чтобы избежать появление трещин в этом месте. Кроме этого дефшвы разрезают водобой вдоль течения (обычно по бычкам), с расстоянием между швами не более 15-20 м. Дренаж, устроенный под водобойной плитой толщиной от 0,9 м до 0,4 м, защищает плиту от избыточного фильтрационного давления, и отвод воды из него может осуществляться через фильтрационные отверстия размером 0,2-0,4 м (засыпанные камнем) или в горизонтальном направлении через водопроницаемую рисберму.
Рисберма
Рисберму устраивают в пределах послепрыжкового участка. По ее длине размывающая способность потока должна уменьшаться за счет снижения придонных скоростей. Конструкция рисбермы по течению потока должна облегчаться и в первом приближении она равна lр= (1,0-2,0)lк или определяться по формуле lр=lкр. – lк, где lкр.= (4–6)H – для глинистых и (6-8)H – для песчаных грунтов.
Т.к. конец рисбермы претерпевает некоторые деформации в связи с вымывом грунта из под рисбермы, поэтому конец рисбермы проектируется гибким и может следовать за деформациями. Можно считать, что рисберма состоит из жесткой, гибкой частей и концевого участка в виде ковша. Толщина жесткой части принимается от 1 до 3 м, а гибкой от 0,5-0,8 м или d=(1/6-1/7)lр.. Плиты делаются квадратными или прямоугольными размерами 2-10-20 м.
Концевой участок.
Стремясь к экономическому решению, длину рисбермы устраивают несколько короче, допуская за ней некоторый размыв, поэтому за ней и устраивают ковш (искусственную яму размыва) глубиной hк=k q/vнер., где k – некий коэффициент, зависящий от длины рисбермы = 1,3. Угол заложения верхового откоса принимается m =4-5, а низового 2,0.
В укороченной рисберме иногда устраивают шпунт на глубину, равную глубине яме размыва, а если глубина ямы размыва небольшая, до 3-5м, устраивается зуб. Для уменьшения скоростей потока рисберма устраивается расширяющаяся с углом расширения tg β= 1/8-1/10, при большем угле растекания потока может произойти отрыв потока от стен рисбермы.
Рис. 14. Схема поперечного сечения плотины на нескальном основании:
1 – понур; 2 – плотина; 3 водобой; 4 – рисберма; 5 – концевое устройство рисбермы; 6 – воронка размыва; 7 – послепрыжковый участок; 8 – затопленный прыжок; 9 – эпюра гидродинамического давления на водобой и рисберму в данный момент времени; 10 эпюра противодавления, действующего на водобойную плиту (со стороны дренажа); D0 – дефицит давления