Навигация
3.1.4 Гребень плотины
Гребень плотины (см. рисунок 3) используется для проезда автомобильного транспорта.
Рисунок 3 – Элементы профиля гребня плотины:
А – ширина проезжей части; Б – ширина обочины;
В – ширина гребня плотины.
Для IV категории автомобильной дороги предусмотрены следующие размеры: А = 6 м, Б = 2 м, В = 10 м.
Отметка гребня плотины рассчитывается по следующей формуле:
ÑГП = ÑУВБ + d , м (3)
Расчет отметки гребня плотины ведется для двух случаев:
¾ для основного случая: ÑГП1 = ÑНПУ + d1;
¾ для особого случая: ÑГП2 = ÑФПУ + d2.
Необходимо было определить отметку ФПУ:
ÑФПУ = ÑНПУ + Нф, м, (4)
где Hф = 0,75 м – для принятого типа водосбросного сооружения.
Таким образом:
ÑФПУ = 218,1 + 0,75 = 218,75 м.
Для расчёта гребня плотины принимаем отметку ФПУ равной 218,75 м. Возвышение гребня над расчетным уровнем воды верхнего бьефа d определяется по формуле:
d = hн + Dh + a, м, (5)
где hн – высота наката ветровой волны на откос плотины, м;
Dh – высота ветрового нагона волны, м; определяется по формуле:
, м, (6)
где Кв – коэффициент зависящий от скорости ветра; так как скорость ветра не превышает 20 м/с, то Кв = 2,1×10-6;
W – расчётная скорость ветра, м/с;
D – длина разгона ветровой волны, м;
Н – условная расчетная глубина воды в водохранилище.
a - угол между продольной осью водоема и направлением господствующих ветров, принимается равным 0°.
а – конструктивный запас высоты, принимается равным 0,5 м.
Расчёт выполнялся для двух случаев: основного и особого.
Основной случай:
W1 = W4% = 20,5 м/с;
Н1 = ÑНПУ – ÑДна =
=218,1 – 208,0 = 10,1 м;
D1 = 3400 м;
.
Особый случай:
W2 = W50% = 12,6 м/с;
Н2 = ÑФПУ – ÑДна =
= 218,85 –208,00 = 10,85 м.
D2 = 3800 м.
Высота наката волны на откос плотины определялась по формуле:
hн = h1% × KD× KНП × КС × Кb× КНГ × КН, м, (7)
где h1% – высота волны 1% вероятности превышения, м;
KD и KНП – коэффициенты зависящие от типа и относительной шероховатости верхового откоса, крепления откоса; KD = 1, KНП = 0,9 ;
КС – коэффициент, зависящий от скорости ветра и заложения откоса; КС = =1,3;
Кb - коэффициент, зависящий от угла подхода фронта волны к плотине; Кb = 1, т.к. b = 0;
КН – коэффициент вероятности превышения по накату; для 1% вероятности превышения КН = 1;
КНГ – коэффициент, зависящий от заложения верхового откоса и параметров ветровой волны; принимается по графику.
Для определения параметров ветровой волны вычисляются безразмерные комплексы:
и 
, (8)
где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м2/с;
t – продолжительность действия ветра, равная 21600 с;
W – скорость ветра, м/с;
D – длина разгона волны, м.
Для вычисления h1% необходимо выполнить следующие операции:
Основной случай:
;
.
Особый случай:
;
.
Далее по графику для каждого из найденных комплексов определялись значения относительных параметров:
и 
, (9)
где t – средний период волны, с-1;
– средняя высота волны, м.
Основной случай:
Для a1 : 
, 
;
Для b1: 
, 
.
Особый случай:
Для a2: 
, 
;
Для b2: 
, 
.
Из найденных двух пар значений параметров за расчётные принимаются наименьшие. Таким образом, по графику:
Основной случай:
Особый случай:
Далее определялась средняя высота волны и средний период волны t:
Основной случай:
с-1;
м.
Особый случай:
с-1;
м.
Средняя длина волны l:
, м (10)
Основной случай:
Особый случай:
Высота 1% вероятности превышения будет равна:
, (11)
где Ki – коэффициент, устанавливаемый по графику при 1% вероятности превышения в зависимости от значения безразмерного комплекса b.
Основной случай:
Ki = 2,1
м
Особый случай:
Ki = 2,1
м
По формуле (7):
Основной случай:
м;
Особый случай:
м;
По формуле (5):
Основной случай:
d1 = 0,03+2,41+0,5 = 2,94 м;
Особый случай:
d2 = 0,01+1,34+1 = 2,35 м;
По формуле (3):
Основной случай:
ÑГП1 = 218,1+ 2,94 = 221,04 м;
Особый случай:
ÑГП2 = 218,85 + 2,35 = 221,2 м.
Так как отметка гребня плотины при расчёте на особый случай получилась больше, чем при расчёте на основной случай, то в качестве расчетной отметки гребня плотины принимается:
ÑГП2 = 221,2 м; высота плотины при расчетной отметке гребня плотины равна: Hпл = ÑГП2 – ÑДна = 221,2 – 108,0 = 13,2 м.
0 комментариев