Закладання укосів греблі

4.1. Закладання укосів греблі

Коефіцієнт закладання укосів з урахуванням фізико-механічних характеристик грунтів греблі і її основи, висоти греблі, умов виконання робіт та експлуатації діючих сил і таке інше. Для попереднього визначення коефіцієнтів закладання укосів греблі використовуємо таблицю 4.1 метод.вказівок, в якій приведено коефіцієнти закладання укосів в залежності від прийнятої висоти греблі. Згідно з таблицею 4.1 для висоти греблі 11,97м закладання верхового укосу приймаємо m₁ = m_h = 2,5, низового – m₂ = m_t = 2,25.

4.2. Гребінь греблі

Ширина гребеню греблі визначається в залежності від умов виконання робіт і експлуатації. Приймаємо що гребінь греблі буде використовуватись для проїзду транспорту, ширина його вибирається в залежності від категорії дороги, яка буде проходити по гребню.

В курсовому проекті по гребеню греблі проектується дорога ІІІ категорії, основні розміри якої надані в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1. Розміри елементів дороги

Елементи дороги	Розмір, м
Ширина проїзної частини	7
Ширина земляного полотна	12
Ширина обочини	2,5

Для забезпечення стоку атмосферних опадів гребінь греблі виконується двосхилим з поперечним похилом в обидві сторони від осі 0.02. Вздовж проїзної частини по обочинах з інтервалом 2 м встановлюються надовби висотою 0,8м.

Конструкція гребеня греблі знаходиться за залежністю:

в_гр = в_п.ч.+ 2в_обк = 7,0 + 2*2,5 = 12,0м.

4.3. Визначення відмітки гребеню

Відмітку гребеню греблі (↓Г_рГ) необхідно визначити із умов розміщення його над розрахунковим рівнем води.

Перевищення гребню греблі  визначається для двох випадків стояння рівнів води у верхньому б’єфі:

1) при нормальному підпірному рівні НПР (рис.4.2,а)

2) при форсованому підпірному рівні ФПР (рис.4.2,б)

Відмітка ФПР може бути визначена тільки після розрахунків водоскиду. Для цього потрібно знати висоту шару форсування . Цю висоту можна прийняти в залежності від максимальної скидної витрати  .

↓ФПР= ↓НПР+ Нф

Так як максимальна скидна витрата Q_max= 19,8м³/с, то Нф=0,6 тоді за формулою:

↓ФПР = 266,45+ 0,6= 267,05м

Перевищення гребня h_s в обох випадках визначається за залежністю:

 ,

де - висота накату вітрових хвиль забезпеченістю 1%;

- вітровий нагін води у верхньому б’єфі;

- запас підвищення гребня греблі, м.

Перелічені вище параметри залежать від значень швидкості вітру

_4%=16 м/с, _50%= 7,3 м/с і довжини розгону вітрової хвилі  = 4600м.

а)

 

_w4%=16 м/с V_w50%=7,3м/с

L₁=4,6 км L₂=L₁+0,1L=5,06 км

в)

 

Рис.4.2. Розрахункові схеми для визначення відмітки гребня і параметри хвиль

 

Перший розрахунковий випадок:

Дано:↓НПР = 266,45м; V_w4% = 16м/с; L₁=4600м;

t=21600c; d₁ = 9,97м; m_h = ctg φ = 3

Визначаємо безрозмірні значення:

; ;

По кривій графіка (рис.4.6. метод.вказівок 041-51) знаходимо відповідні значення:

; ;

Порівнюємо значення і вибираємо менше:

;

Середня довжина хвилі:

Знаходимо висоту хвилі 1% забезпеченості. При значенні  по графіку(рис.4.9. метод.вказівок 041-51) знаходимо значення k_1% =2,1, а потім за формулою:

h_1% = k_1%   = 2,05 0,41 = 0,84м.

Так як h_1% <1м, то приймаємо кам’яне кріплення.

Висота накату на укіс хвилі забезпеченістю 1% по накату визначається за залежністю:

При цьому = 0,7; = 0,8. При максимальній швидкості вітру м/с і m_h = 3, то k_sp=1,1

Визначаємо пологість хвиль за відношенням . З графіка (рис.4.8 мет.вк.) при значенній пологості , знаходимо m=3, що =1,8;

За формулою визначаємо h_run1%:

h_run1%=0,8 0,7 1,1 1,8 0,84 = 0,93м.

Висота вітрового нагону води:

=

де =

Для розрахунку в спрощеному варіанті, приймаємо, що кут =0, тоді напрямок вітру співпадає з віссю греблі.

Запас а приймаємо як більше із двох значень:

0,5м і 0,1  h_1% = 0,1 0,84 = 0,084м:

а =0,5м

Перевищення греблі по першому розрахунковому випадку:

 

=0,93 + 0,005 + 0,50 = 1,435м

Відмітка ↓Г_рГ по першому розрахунковому випадку:

↓Г_рГ = ↓НПР + = 164,85 + 1,435 = 166,28м.

 

Другий розрахунковий випадок:

Дано: ↓ФПР = 165,45м; V_w50% = 5,1м/с; L₂= 1,1L₁ = 2420м;

t=21600c; d₂ = 18,55м; m_t = 2,40

Визначаємо безрозмірні значення:

 

По кривій графіка (рис.4.6 метод.вказівок) знаходимо відповідні значення:

; ;

Порівнюємо значення і вибираємо менше:

;

Середня довжина хвилі:

.

Висоту хвилі 1% забезпеченості знаходимо по графіку значення k_1% = 2,1,

і потім за формулою h_1% = k_1% знаходимо:

h_1% = 2,1 0,11= 0,29м

= 0,8; = 0,7(взято для кам’яного кріплення укосу).

Значення коефіцієнта k_spвизначаємо за таблицею k_sp= 0,8.

Знаходимо відношення . З графіка знаходимо, що k_run=2.

За формулою визначаємо D h_run1%:

h_run1%=1 0,9 1,1 2 0,242=0,47м.

За формулою визначаємо D h_set :

Dh_set= 

 

Запас а приймаємо рівним 0,5 м.

Визначаємо перевищення гребеня греблі по другому розрахунковому випадку:

= 0,47+ 0,0242 + 0,5 = 0,99м.

↓Г_рГ = ↓ФПР + = 165,45 + 0,99 = 166,44м.

Порівнюємо відмітки ↓Г_рГ₁ і ↓Г_рГ₂ і беремо більшу з них, тобто:

↓Г_рГ = 166,44м.

Висота греблі: h_гр = d + h_s= 18,55 + 0,99 = 19,95м.

Визначаємо будівельну висоту D h_буд :

Δ h_буд =

Повна будівельна висота греблі складає:

(↓ГрГ-↓дна) += 19,54 + 0,019= 19.55м.

Відмітка гребеня греблі :

↓Г_рГ = ↓Г_рГ +D h_буд = 166,44 + 19,55 = 185,99м.

Приймаємо ↓Г_рГ = 166,44м.