Определение высоты тела плотины, отметки гребня плотины
Конструирование тела плотины
Фильтрация в теле плотины с экраном на водонепроницаемом основании
Окончательное проектное решение
Расчёт водопропускной части водослива
Окончательное проектное решение
Расчет пропускной способности
Пространственный гидравлический прыжок за водосливной плотиной
Окончательное проектное решение
Навигация
Окончательное проектное решение
Проектирование комплексного гидроузла
54210
знаков
13
таблиц
1
изображение
3.6 Окончательное проектное решение
При проектировании тела бетонной плотины были определены следующие её параметры: высота плотины 
, ширина каждого из четырёх пролётов водосливной грани 
, толщина быков 
.
Водосливная грань плотины сопрягается с нижним бьефом с помощью водобойного колодца, глубина которого 
и длина 
. За водобойным колодцем устанавливаем рисберму, после которой вода попадает в канал, соединяющий её с рекой.
Бетонная плотина смыкается с телом грунтовой плотины при помощи подпорных стенок. Для обеспечения устойчивости стенок на сдвиг устраиваем фундаментную подушку в сторону берега. Конструируем подпорные стенки из железобетона.
4. Конструирование плоского затвора
Из всего многообразия видов поверхностных затворов выбираем плоские затворы, которые представляют собой плоскую ригельную конструкцию, поступательно перемещающуюся в пазах на скользящих или колесных опорах и передающую давление воды на быки. Воду пропускают с одной стороны от подвижной конструкции – из – под затвора. Плоскими затворами перекрывают отверстия пролетом до 30 – 40 м при напоре до 12 –15 м.
4.1 Описание конструкций затвора
У небольших плоских затворов, устанавливаемых на сетевых сооружениях и в составе затворов мостовых и с поворотными фермами, пролетные строения выполняют по типовым проектам из стального 6‑мм листа с подкреплением уголками и полосами и из шпунтованных досок на шпонках. Специальных уплотнений и опорно-ходовых частей эти затворы не имеют. У крупных затворов пролетные строения содержат более или менее явно выраженные элементы: ригели, обшивку, балочную клетку, диафрагмы, опорно-концевые стойки, подъемно – весовые фермы.
Ригели работают как статически определимые двухопорные балки. Высота их определяется: 1) допустимым относительным прогибом в пролете (1/1000 для затворов с верхним горизонтальным уплотнением, 1/600 для прочих основных затворов, 1/500 для аварийных, 1/400 для ремонтных затворов); 2) допустимыми нормальными напряжениями от изгиба в поясах ригелей посередине пролета; 3) допустимыми касательными напряжениями от перерезывающих сил в стенках ригелей у опор. У большепролетных поверхностных затворов высота ригелей лимитируется чаще всего первым условием и составляет 1/7 – 1/9 пролета. У опор она может быть уменьшена на 40 – 60% с ориентацией на третье условие.
Ригели конструируют по общим правилам проектирования металлических конструкций. В последнее время предпочитают сплошноступенчатые ригели и ригели из прокатных профилей. Они технологичнее, обеспечивают высокую живучесть при случайных повреждениях, большую устойчивость и выносливость конструкции, их легче очищать и защищать от коррозии. Ригели – фермы применяют лишь для поверхностных затворов очень большого пролета (более 20 м). В сплошноступенчатых конструкциях обязательно устройство отверстий в стенках для стока воды.
Основное правило расположения ригелей по высоте – их равнонагруженность. В связи с этим у поверхностных затворов (имеющих обычно два ригеля) их располагают в нижней части на равном расстоянии от точки приложения равнодействующей сил давления воды. У низконапорных глубинных затворов неравномерность расстановки ригелей менее заметна. У средне- и высоконапорных глубинных затворов ригели расставляют равномерно. Расстояние между их растянутыми поясами принимают не менее 450 – 500 мм из условия возможности ведения сварки, очистки и окраски.
Обшивку поверхностных затворов выполняют из листовой стали толщиной 8 – 20 мм, глубинных – 10 – 60 мм. При шаге ригелей более 50 – 60 мм толщин обшивки ее подкрепляют балочной клеткой из стоек и обрешетин, передающих нагрузку на ригели и обеспечивающих устойчивость обшивки. Обычно необходимость в таком подкреплении возникает у поверхностных затворов. Стойки могут быть разрезными на ригелях или неразрезными.
4.2 Расчетно-графическая схема
Высота перекрываемого отверстия 
м, тогда высота затвора принимается с учетом сухого запаса 
м, 
м, а ширина перекрываемого отверстия ℓ = 3,0 м. Расчетный пролет затвора определяется как L= ℓ + (0,2…0,25) = 3,0+ 0,2 = 3,2 м.
Принимаем двухригельный колесный металлический затвор как наиболее экономичный и широко распространенный из-за простоты конструкции, точности передачи давления воды на опорно-ходовые части и легкости изготовления. В двухригельных затворах ригели располагаем на равных расстояниях от направления равнодействующей гидростатического давления. При соблюдении этого условия ригели получаются одинакового сечения.
Расчет ригелей ведём на равномерно распределённую нагрузку на 1 м длины при учете силы гидростатического давления воды и силы собственного веса ригеля по формуле:
, т
где Н – напор воды, Н = 1 м;
– удельный вес воды принимаем равной 1т;
q1 – равномерно распределенная нагрузка на 1 м длины.
Для ригелей используем прокатные профили двутаврового сечения. Принимаем предварительно двутавр №12. По таблице сортамента прокатных профилей определяем параметры двутавра: площадь поперечного сечения 
; вес 1 п. м 
; момент сопротивления 
; момент инерции 
; толщина стенки 
.
Собственный вес 1 п. м ригеля 
.
Отсюда можно определить суммарную нагрузку:
.
Максимальный изгибающий момент:
,
где 
- расчётный пролёт затвора.
Высоту ригеля определим по формуле:
,
где
т/м2 – расчетное напряжение для стали.
Получаем высоту ригеля:
,
что соответствует предварительно принятой высоте ригеля из двутавра №12.
Далее подобранное сечение ригеля проверяем на прогиб. Прогиб ригеля определяем по формуле:
,
где 
- сопротивление прогибу. 
.
.
Рассчитаем относительный прогиб 
:
.
Полученная величина не должна превышать нормативного значения:
.
Условие выполнено, т. к. рассчитанное значение не превышает нормативное.
Таким образом, окончательно можно принять прокатный профиль двутаврового сечения №12.
4.3 Окончательное проектное решение
На основании проведённых выше расчётов окончательно проектируем колёсный металлический затвор.
Ригели выполнены из прокатных профилей двутаврового сечения. Поперечные и опорные балки также запроектированы из проката двутаврового сечения, но на два порядка меньше профиля ригелей.
Нижняя и верхняя обвязки выполнены из швеллера, поперечные и продольные связи – из уголка, на порядок меньше швеллера.
Кроме этого, поверх каркаса затвора выполнена обшивка из металлических листов толщиной 6 мм.
В результате расчётов были вычислены размеры затвора:
, 
.
Графическим способом определили положение ригелей в затворе (рис.).
Заключение
В данном проекте был последовательно решен комплекс вопросов по обоснованию необходимости, экономической и технической возможности сооружений. Разработано несколько вариантов конструкций и компоновок сооружений с последующей детальной разработкой.
При помощи справочно-методической литературы произведен расчет высоты гребня грунтовой плотины, устойчивости откоса грунтовой плотины, устойчивости бетонной плотины. Также выбран башенный водосброс для заданного рельефа и произведены соответствующие расчеты. Исходя из относительной дешевизны и простоты конструкции были выбраны плоские двухригельные затворы, произведены требуемые расчеты.
Список используемой литературы
1. Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям. В.С. Лапшенков, М. Агропромиздат.: 1989 г.
2. Гидротехнические сооружения. Под ред. Н.П. Розанова, М. Стройиздат.: 1978 г.
3. Справочник по гидравлическим расчетам. П.Г. Киселев, М. – Л.: Госэнергоиздат.: 1961 г.
4. Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. – М.: Энергия, 1968.-343 с.
5. Волков И.М., Кононенко П.Ф., Федичкин И.К. Гидротехнические сооружения. – М.: Колос, 1968. – 465 с.
Похожие работы
... , чрезвычайные ситуации на которых могут привести к большим человеческим жертвам и значительному материальному ущербу. 2. Для расчета последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС, проведена оценка состояния сооружений и рассмотрено местоположение данного объекта. Показано, что некоторые сооружения Павловского гидроузла находятся в изношенном состоянии, ...
... была минимальна. Ось плотины располагается перпендикулярно направлению горизонталей местности и направлению движения воды в реке. 3. ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА 3.1 Тип и конструкция плотины 3.1.1 Тип плотины По назначению плотины бывают 3 видов: ¾ водоподъемные; ¾ водохранилищные; ¾ комбинированные. По способу перекрытия плотины делятся на 2 основные группы: ¾ ...
... 164,54 — Таким образом, для дальнейшего проектирования с учетом округления принимаем ▼Гр=165м 6.2 Построение диспетчерского графика водохранилища многолетнего регулирования После того как запроектирована водохозяйственная система, определены ее основные технико-экономические показатели, основной задачей становится определение режима её функционирования в течение пускового периода ...
... содержания территорий населенных мест; 7) Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения; 8) Санитарными правилами по охране атмосферного воздуха населенных мест (Минздрав СССР, 1989 г.). 3. Проектирование водоохранной зоны р. Уфы – источника водоснабжения г. Уфы Проектирование водоохранных зон осуществляется на основе Методических указаний по ...
0 комментариев