Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений

1[2]. При [pic] выбираем сечение W=2843 cм3

[pic] [pic]

[pic]

3.7.2. Расчет свайного флютбета на сдвиг.

Сдвигающей силой является гидростатическое давление воды при

закрытой плотине и наивысшем уровне верхнего бьефа, т.е. при [pic].

Устойчивость против сдвига создается за счет круглых свай и шпунтов,

забитых в грунт основания и работающих на горизонтальную нагрузку.

Задача расчета - проверка принятой при конструировании схемы забивки

свай, их сечений и глубины забивки.

Расчет ведется на ширину отсека флютбета [pic] равной расстоянию

между соседними продольными рядами свай, т.е. на один продольный ряд свай в

пролете плотины.

[pic]

Рис.18. Схема к расчету свайного флютбета на сдвиг.

[pic] принимаем [pic]

Расчетная сдвигающая сила при [pic]

[pic]

В пределах расчетной схемы имеется 7 свай площадью F, м2 каждая и

шпунтовые ряды толщиной [pic] и [pic], м, нагрузка приходящаяся на одну

сваю [pic]или на каждый из шпунтовых рядов определяется по формулам:

[pic]

Площадь сваи определяется по формуле:

[pic]

Рис.19

Прочность грунта обеспечена при соблюдении следующих условий:

[pic]

h - глубина забивки свай, м.

d - диаметр сваи, м

а - возвышение оси насадки над дном котлована. (а=0,5 м)

m - коэффициент зависящий от характера грунта.

[pic]

[pic] - удельный вес грунта, кН/м3

[pic] - угол внутреннего трения грунта, град

При насыщении основания водой объемный вес грунта принимается во

взвешенном состоянии.

[pic]

[pic] 0,26<1,7

[pic] 2,5<2,8

[pic] 1,66<1,7

Глубину забивки свай принимаем 4 м, понурного шпунта 2 м,

королевского шпунта - 2,5 м.

Максимальный изгибающий момент для сваи или шпунта в тм:

[pic]

Прочность сваи или шпунта проверим по зависимости:

[pic] [pic] [pic]

[pic] - моменты сопротивления сваи и расчетные секции шпунта, см3

[pic]

[pic]- расчетное сопротивление при изгибе, кг/см3

[pic]1000 т/м3 [pic]

[pic] [pic]

Таким образом условия выполняются.

3.7.3. Расчет ряжевого устоя на сдвиг.

Ряжевые устои рассчитываются на сдвиг в сторону отверстия плотины под

действием распора грунта береговой засыпки. Плоскость сдвига - верх насадок

при свайном флютбете.:

Расчет ведется на секцию устоя, расположенного в самой узкой части

между открылками. Ширина расчетной секции, а принимается равной продольному

размеру ящика устоя, то есть расстоянию в осях его поперечных стенок.

Высота устоя:

[pic]

[pic] - отметка верха устоя, м

[pic]- отметка основания устоя, м

[pic] [pic]

[pic]

Рис.20 Расчетная схема ряжевого устоя и его основания.

Ширина ряжевого устоя в узкой его части берется в пределах

В=(0,6(1,0); а=1,5 м

В=0,6(4,8=2,88 м принимаем В=4 м.

Объем расчетной секции ряжа:

[pic] [pic]

Объем деревянного каркаса ряжа:

[pic] [pic]

Объем загрузки:

[pic] [pic]

Вес деревянного каркаса ряжа и вес загрузки при водопроницаемых

водобое и загрузке:

[pic] [pic] [pic]

Сдвигающая сила - распор грунта засыпки со стороны берега или

земляной дамбы:

**********************************************************************

[pic]

[pic]- высота устоя от плоскости сдвига, м.

а - ширина расчетной секции устоя, м.

[pic], [pic] - удельный вес и угол внутреннего трения грунта засыпки

за устоем.

[pic]

Сила сопротивления сдвигу берутся из двух компонентов:

а) силы трения деревянного каркаса расчетной секции устоя по насадкам

или по ряжу флютбета:

[pic]

[pic]-действующий вес ряжа расчетного отсека.

i - коэффициент передачи веса нагрузки на каркас.

[pic]- коэффициент трения ряжа по насадкам или по ряжу флютбета с

учетом врубок; [pic]

б) силы трения остальной части засыпки расчетного отсека по грунту

основания:

[pic]

[pic]- коэффициент трения засыпки ряжа по грунту основания; [pic]

Устойчивость ряжевого устоя обеспечивается если выполняется условие:

[pic]

условие выполняется.

7.4. Расчет свайного основания ряжевого устоя.

Задача расчета - подбор глубины забивки свай, поддерживающих устой.

Опрокидывающий момент относительно оси А-А (рис. 20)

[pic]

Удерживающий момент:

[pic]

Расстояние от лицевой стенки ряжа до пересечения равнодействующей

вертикальных и горизонтальных сил R с основание ряжа:

[pic]

Эксцентриситет равнодействующей:

[pic]

Нагрузка на новую сваю в расчетной секции при одинаковом диаметре и

глубине забивки всех свай:

[pic]

n - число свай в расчетной секции устоя; n=3

х - расстояние от центра тяжести свайного основания до

соответствующей сваи;

Отсчитывается в сторону отверстия плотины со знаком «+», в сторону

берега «-».

[pic] [pic] [pic]

[pic]

Глубина забивки свай h и их диаметр d подбираются так, чтобы

выполнялось условие:

[pic]

[pic] - допускаемая нагрузка на сваю;

[pic], т

[pic]- допускаемое давление на грунт; 45т/м3

k - коэффициент зависящий от рода грунта; k=0,25

[pic]- удельный вес грунта; [pic]=1,9

h - глубина забивки свай; h=4м

F - площадь поперечного сечения сваи; [pic]

d - диаметр сваи; d=0,2 м

U - периметр сваи; [pic]

( - удельное сопротивление трения грунта 45т/м3

[pic]

[pic] условие выполняется.

7.5. Расчет стоечного контрфорса.

Стоечные контрфорсы могут использоваться постоянные промежуточные

опоры в пролете плотины.

При расчете контрфорса учитываются следующие силы:

1) Гидростатическое давление воды P0 на контрфорсе и на щиты,

непосредственно на него опирающиеся.

2) Горизонтальная сила, передаваемая на контрфорс верхними опорными

балками, на которые в смежных с рассчитываемым контрфорсом

пролетах опираются промежуточные стойки.

Гидростатическое давление воды (т)

[pic]

В=

[pic]- удельный вес воды;

Н - расчетный напор на пороге плотины

[pic]- расстояние между осями контрфорса и промежуточных стоек, м.

[pic]

Расстояние в свету [pic]

[pic]- ширина контрфорса; 0,5 м

L - ширина выбранной промежуточной стойки. L =0,25 м

[pic]

Другая действующая на контрфорс горизонтальная сила:

[pic]

[pic] - число промежуточных стоек в смежных с расчетным контрфорсом

пролетах; n=3

[pic] - верхняя опорная реакция промежуточной стойки;

[pic]

Контрфорс рассматривается как ферма, и поэтому все действующие силы

считаются приложенными в узлах (рис.21)

С учетом этого, сила [pic] раскладывается на две составляющие. При

треугольной форме эпюры нагрузка [pic]:

[pic]

Рис. 21. Расчетная схема контрфорса с одиночными подкосами.

[pic]

Вертикальные составляющие [pic], действующие по осям первой и второй

стоек контрфорса и растягивающие эти стойки:

[pic]

[pic] - углы наклона к горизонту первого и второго подкосов

контрфорса.

Стойки контрфорса проверяют на расстоянии усилиями [pic]: [pic]

F - площадь поперечного сечения стойки.

[pic]

Силы, действующие в подкосах контрфорса:

[pic]

Подкосы контрфорса проверяют на сжатие усилиями [pic] и на продольный

изгиб, с учетом которого действительное напряжение определяется по формуле:

[pic]

[pic] - расчетные усилия в подкосе, кг

F - площадь поперечного сечения подкоса;

W - момент сопротивления сечения подкоса, см3

М - изгибающий момент

Е - наибольший эксцентриситет силы S относительно оси подкоса, м

[pic]

7.6. Расчет нижних упорных брусьев.

Нижние упорные брусья воспринимают через поперечный распределительный

брус горизонтальное давление от нижних концов промежуточных стоек и

передают его через прямые зубья на продольные брусья.

Необходимая площадь смятия:

[pic]

[pic] - сила, равная нижней реакции промежуточной стойки.

[pic] - коэффициент смятия поперек волокон на части длины. [pic]

[pic]

Высота упорного бруса по конструктивным соображениям берется в

пределах: [pic]; ширина его [pic]

Примем [pic], [pic]

[pic]

В конструкции примем 1 брус, т.к. [pic]

Длина зуба [pic] находится по допускаемому напряжению на скалывании

вдоль волокон:

[pic]

[pic]- допускаемое напряжение на скалывании вдоль волокон

Принимаем [pic]

Приняв число зубьев n=2 и назначив высоту зуба [pic] проверяем

напряжение на смятие зуба вдоль волокон:

[pic]

[pic] - коэффициент смятия 100 кг/см2

[pic]

условия выполняется.

7.7. Расчет щитов и выбор подъемников.

В качестве затворов низконапорных деревянных плотин используем

скользящие щиты. (рис.22)

[pic]

Рис. 22. Схема к расчету длины щита

Длина щита:

[pic]

В - расстояние в осях промежуточных стоек;

Е - зазор между щитами и стойкой 0,01-0,02 м

[pic]

Расчетная длина щита между условными точками опоры:

[pic]

Расчет прочности производится для нижней доски нижнего щита, ширину

доски принимаем [pic].

Напор над центром этой доски:

[pic]

Давление на один метр доски (Т/м)

[pic]

Максимальный изгибающий момент ([pic])

[pic]

Необходимый момент сопротивления:

[pic]

Толщина щита:

[pic]

Принимаем толщину щита ( =

Высота щитов назначается так, чтобы усилие для подъема каждого из них

было примерно одинаковым. Высоту нижнего щита назначают: [pic]

[pic]

Рис. 23. Схема к расчету высоты щитов.

Назначаем [pic]

Гидростатическое давление на нижний щит (Т) при расчетном напоре Н

(м).

[pic]

Необходимое усилие для подъема щита - подъемные усилия.

[pic]

G - вес щита с поковками, т

F - коэффициент трения между щитами и стойкой с учетом возможности

загрязнения поверхности (дерево по стали- )

[pic]

G =

T =

При подъеме щитов воротом усилие (Т); приложенное к его рукоятке.

(Рис. 24)

[pic]

r - радиус вала ворота; 0,1 - 0,15 м; r = 0,1 м

с - длина рукоятки от оси вала; 0,5-0,75 м

n - число рукояток (1 или 2)

( - КПД ворота; 0,8

[pic]

Рис.24. Схема к расчету ворота.

N =

Т.к. в расчете получилось , то ставятся двое рабочих.

7.8. Расчет верхней упорной балки и служебного моста.

При проектировании верхнего строения плотины выбираем схему, когда

верхняя упорная балка служит для подпирания верхних концов промежуточных

стоек и работает только на горизонтальную нагрузку; служебный мост имеет

самостоятельные прогоны. (Рис.25)

[pic]

Рис. 25. Расчетная схема верхнего строения плотины.

1- верхняя упорная балка.

2- Прогон

3- Промежуточная стойка.

Верхняя упорная балка опирается на лицевые стены устоев, в нашем же

случае на верхнюю насадку контрфорса. Таким образом, расчетный пролет

верхней упорной балки [pic] равен расстоянию в осях контрфорсов. Расчетная

схема верхней упорной балки изображена на Рис.26.

[pic]

Рис.26. Расчетная схема верхней упорной балки.

Находим максимальный изгибающий момент:

[pic]

По максимальному изгибающему моменту устанавливаем необходимый момент

сопротивления.

[pic]

Число бревен, составляющих опорную балку находим из условия:

[pic]

[pic] - число бревен в упорной балке.

[pic] - момент сопротивления одного бревна.

Для составления верхних упорных балок используем бревна [pic], примем

d = 0,28 м.

[pic]=

Число бревен возьмем [pic]

Условие выполняется.

Верхняя упорная балка будет иметь вид: Рис.27.

[pic]

Рис.27. Составление верхней упорной балки.

Расчет служебного моста, схема которого приведена на рис.28 ведем в

следующей последовательности:

[pic]

Рис.28 Схема служебного моста.

Доску полового настила рассчитываем на изгиб, как балку на двух

опорах, на которую действует нагрузка от разрешенной массы [pic]. На доску

шириной [pic] на расстоянии между поперечинами [pic] удельная нагрузка

(т/м)

[pic] т/м2

Максимальный изгибающий момент:

[pic]

Момент сопротивления:

[pic]

Толщина доски настила:

[pic]

Конструктивно принимаем [pic]

Поперечину рассчитываем как балку на двух опорах с пролетом [pic].Ее

равномерно распределенная нагрузка, передаваемая от настила.

[pic] т/м

[pic]

Находим максимальный изгибающий момент:

[pic]

Момент сопротивления:

[pic]

По конструкционным соображениям поперечины из бревен должны иметь

диаметр не менее 16 см. (d = 16 см)

Прогон служебного моста рассчитывается как балка на двух опорах с тем

же пролетом [pic], что и верхняя упорная балка.

[pic]

Сосредоточенная нагрузка на прогон от одной поперечины при

двухпрогонном мосте:

[pic]

Приходящаяся на один прогон сосредоточенная нагрузка от подъемного

усилия Т и веса подъемника [pic] приложена в данном случае посередине

пролета (Рис.29)

[pic]

для расчетной схемы на рис 29 строим эпюру изгибающихся моментов и

определяем [pic].

[pic]

Рис. 29. Расчетная схема прогона служебного моста.

Максимальный изгибающий момент:

[pic]

Момент сопротивления:

[pic]

Прогоны делаем из бревен [pic] принимаем d=28 см.

[pic]

Количество бревен n=1, остальные прогоны конструктивно принимаем

таких же размеров

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе была получена гидрологическая характеристика

лесосплавного пути в объеме, необходимом для проектирования мелиоративных

мероприятий. Были рассмотрены возможные варианты улучшения реки

регулированием ее стока., был выработан вариант сезонного регулирования

стока. Была запроектирована плотина,. Которая в целом характеризуется как

деревянная ряжевая плотина сквозной рубки на свайном основании с

контрфорсами, отверстиями, перекрываемыми обыкновенными плоскими щитами по

съемным стойкам со служебным мостом.

Запроектированная плотина обеспечивает создание водохранилища, что

позволяет продлить сроки лесосплава.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.В.Савельев «Мелиорация лесосплавных путей и гидротехнические

сооружения», М.:Лесная промышленность., 1982.

2. М.М.Овчинников «Мелиорация лесосплавных путей и гидротехнические

сооружения». Методические указания. С-Петербург., ЛТА - 1996

3. П.Ф.Войтко «Мелиорация лесосплавных путей и гидротехнические

сооружения». Методические указания к выполнению курсового

проектирования, Йошкар-Ола, МарПИ, 1994

4. Савельев, Овчинников «Мелиорация лесосплавных путей и

гидротехнические сооружения».Методические указания к курсовому

проектированию., Л.: ЛТА, 1974.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение....................................................................

.............................................................

1. Гидрологическая характеристика лесосплавного

пути................................................

1. Определение режима расходов воды в расчетном маловодном году.

......................

2. Построение интегральной кривой стока в расчетных створах.

.................................

3. Расчет максимальных расходов воды в створах проектируемых

сооружений.........

4. Построение кривой расхода в лимитирующем створе.

..............................................

2. Выбор и обоснование схемы регулирования стока реки.

............................................

1. Определение сроков лесосплава на естественных уровнях и расчет

необходимого его продления.

.........................................................................

........................................

2. Выбор варианта схемы регулирования стока.

.............................................................

3. Водохозяйственный расчет по принятому варианту схемы регулирования

стока...

3. Проект лесосплавной

плотины...................................................................

.....................

1. Исходные

данные...................................................................

.........................................

2. Выбор створа

плотины..................................................................

..................................

3. Выбор типа и конструкции

плотины..................................................................

...........

4. Гидравлический расчет ширины отверстия

плотины..................................................

5. Лесопропускные устройства плотины и разбивка ее отверстия на

пролеты.............

6. Расчет подземного контура плотины и боковой

фильтрации.....................................

7. Статические расчеты основных элементов

плотины...................................................

Заключение..................................................................

...........................................................

Литература..................................................................

............................................................

Содержание..................................................................

..........................................................

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений