III Проект лесосплавной плотины

 

3.1. Исходные данные.

а) 385.33 м³/с            2.    а) 18.1 м

б) 91.2 м³/с                б) 16.7 м

в) 20.45 м³/с              в) 16.1 м

456.06 м³/с

3. 18.2 м                                16.3 м

4. Грунт суглинок

5. Заданные сроки строительства с 1.08 по 31.03

 

Тип кривой

 

 

Рис. 9. Кривые расходов воды в створе плотины Q=f(Z)

 

Рис. 10 Участок под плотину-план №

 

3.2. Выбор створа плотины.

 

Плотина размещается на участке наибольшего сближения крутых берегов долины с тем, чтобы иметь наименьшую длину дамб сопрягающих плотину с берегами. Непосредственно ниже створа плотины нужно иметь сравнительно прямолинейный участок реки с тем, чтобы не создавать условий для размыва берега и образования заторов леса в нижнем бьефе плотины.

Водопропускная часть плотины (водосброс) располагается перпендикулярно динамической оси потока и в наиболее пониженной части русла, чтобы обеспечить наилучшие условия для пропуска высоких вод.

Створ плотины №1 будут размещен на участке под плотину – план №4 рис.10.

3.3. Выбор типа и конструкции плотины.

Тип флютбета - свайный, т.к. напор на пороге плотины до 4.0 м, а грунт позволяет забивку свай.

Тип устоев – ряжевые.

Конструкция постоянных промежуточных опор – контрфорсные, шириной 0,4 – 0,7 м.

Конструкция ряжей – из бревен сплошной рубки.

Тип затворов – обыкновенные плоские щиты.

Тип моста – служебный.

3.4. Гидравлический расчет ширины отверстия плотины.

Водосливное отверстие плотины       класса капитальности рассчитывается на пропуск максимального расхода 5%-ной обеспеченности и проверяется на пропуск максимального расхода 1%-ной обеспеченности. Кроме того, по эксплуатационным условиям отверстие плотины рассчитывается на пропуск зарегулированного расхода при минимальном напоре на пороге сооружения, т.е. при отметке уровня мертвого объема. Поскольку пропуск максимальных расходов происходит при полностью снятых щитах, отверстие лесосплавных плотин в гидравлическом отношении могут рассматриваться как водослив с широким порогом.

Расчет ширина отверстия лесосплавной плотины проводится в следующей последовательности.

3.4.1. Установим отметку порога водосливного отверстия по условиям лесосплава через створ плотины.

 

 

- минимальная сплавная глубина для соответствующего вида лесосплава;

 

-минимальный зарегулированный уровень воды в период лесосплава.

 

16.1 – 0.7= 15.4 м

Если через створ плотины производится только молевой лесосплав, как в данном случае, то  принимается для последнего расчетного периода.

Вычислив , находим напор на пороге плотины:

 

=18.2 – 15.4=2.8 м

3.4.2. Определим сжатую ширину отверстия из условия пропуска максимального расхода 5%-ной обеспеченности.

а) составим расчетную схему пропуска воды через створ плотины.

Так как = 18.2 выше , то принимаем следующую схему.

 

 

Рис.11. Расчетная схема к определению ширины отверстия плотины.

 

 

б) установим тип водослива с широким порогом по условию:

 (водослив не затопленный)

2.7 м

 - напор на водосливе

2.8 м; 2.7<0.8×2.8; 2.7>2.24

 

условие не выполняется, следовательно, водослив затопленный.

 

в) определим сжатую ширину водосливного отверстия плотины в случае затопленного водослива:

 

   

 

- максимальный расход воды 5%-ной обеспеченности;     =385.33 м³/с

m – коэффициент расхода (0,36¸0,38); m=0,38

- полный напор на водосливе, который принимаем равным статическому напору Н; =2.8 м

- коэффициент затопления, принимается в зависимости от степени затопления.

 

0.96 находим 0.59

 

 

3.4.3. Так же определим сжатую ширину отверстия  из условия пропуска зарегулированного расхода при наинизшем уровне верхнего бьефа, т.е. при , используя следующую схему. (рис.12).

 

 

Рис. 12. Расчетная схема к определению ширины отверстия плотины.

 

В качестве расчетного расхода здесь берем в случае сезонного регулирования стока зарегулированный расход  для последнего расчетного периода.

 

20.45 м³/с

 

16.3-16.1=0.2 м

 

3.4.4. Выбираем расчетную сжатую ширину отверстия наибольшую из двух, т.е. 83 м

3.4.5. Определяем полную ширину отверстия  с учетом сжатия струн устоями и постоянными опорами. Находим ее по приближенной формуле:

 

 

e = 0,85¸0,95 – коэффициент бокового сжатия.

 

83/0.95=87 м

 

3.5. Лесопропускные устройства плотины и разбивка ее отверстия на пролеты.

 

3.5.1. Определяем ширину лесопропускного устройства.

Число бревен, которые должны одновременно входить в отверстие лесопропускного устройства:

 

 

- заданная пропускная способность лесопропускного устройства плотины,

 - скорость подачи бревен в лесопропускное устройство, м/с 0,5¸1,0 м/с =0,5 м/с

d – средний диаметр бревен, м d=0,7 м

k - поправочный коэффициент на неравномерность впуска;       к=0,6

 

 

Принимаем штуку.

 

Ширина лесопропускного устройства в свету.

 

м

 

0,1 м – зазор по ширине между соседними бревнами и между бревнами и стенками лесопропускного устройства.

 

 

Так как получилось, что <1,5 м, то, учитывая трудность подачи бревен в узкие отверстия и возможность их заклинивания, принимаем =1,5 м.

3.5.2. Устанавливаем тип лесопропускного устройства. Простейшим и наиболее удобным в эксплуатации типом является лесопропускное отверстие (ЛПО), с порогом на уровне порога плотины. Этот вид лесопропускного устройства применим, если

 

 

- расход воды через полностью открытое лесопропускное отверстие при отметке НПУ в верхнем бьефе.

- минимальный зарегулированный расход воды или минимальный расход попуска;

 

 = 20,45 м³/с

 

В этих условиях водослив всегда оказывается незатопленным и, следовательно,:

 

 

- сжатая ширина лесопропускного устройства;

 

 

 

условие выполняется, следовательно, устанавливаем лесопропускное отверстие шириной =1,5 м

3.5.3. Намечаем разбивку отверстия плотины между устоями на более мелкие пролеты путем устройства постоянных промежуточных опор – контрфорсов.

а) При установке постоянных промежуточных опор пролеты назначаются между контрфорсами .

б) Ширина отверстия между промежуточными сторонами в свету, с учетом толщины стен ряжевых опор и средней толщины контрфорсов, составляет: .

в) В результате разбивки отверстия плотины на пролеты для водосливного фронта плотины должно быть выдержанно условие:

 

 

с допустимым отклонением от +10 до –5 %

 

 

 

 

Отклонение составляет – 1,88%, что допустимо.

 

3.5.4. Вычерчиваем схему разбивки отверстия плотины на пролеты (рис.13)

 

 

Рис.13. Разбивка отверстия плотины на пролета контрфорсами.

 

3.5.5. Принятое отверстие плотины проверяем на пропуск максимального расхода воды 1%-ной обеспеченности - . Возвышение уровня верхнего бьефа над порогом плотины определяется по формуле:

 

 

В эту формулу подставляем фактическую величину

 

 

Поскольку, не зная величину  нельзя определить, будет ли в этом случае водослив затоплен или нет, расчет ведется подбором.

Принимаем  и определяем , а затем находим отношение .

 

18,3 - 15,4=2,9 м

 

Если < 0,8 - расчет выполнен правильно. Если же > 0,8 – водослив затоплен и нужно задаваться .

 

 

- условие не выполняется.

 

Отметка подпорного уровня высоких вод 1%-ной обеспеченности: