В Закладки

Главная
Официальная
Новости
Курсовые работы
Дипломные проекты
Лекции и конспекты
Рефераты
Софт
Ссылки
Справочник Студента
Гостевая

Почта


Поиск по сайту:

          


















Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет
Инженерно-строительный факультет

Кафедра гидротехнических сооружений
Водосливная плотина


курсовой проект
Выполнил: студент группы 5011/1
Гиpги&^дов А.А.
Принял: Кузьмин С.А.
Санкт-Петербург
1999 г.

Содержание.
1. Начальные данные и предварительные расчеты. 3
1.1. Начальные данные. 3
1.2. Предварительные расчеты. 3
1.2.1. Расчет максимальных расходов и дополнение начальных данных. 3
1.3. Выбор створа, компоновка гидроузла и очередности работ. 4
1.3.1. Выбор створа. 4
1.3.2. Компоновка гидроузла. 4
2. Предварительный расчет водобойной плиты. 5
3. Назначение габаритов здания ГЭС. 6
3.1. Определение отметок расчистки. 6
4. Пропуск строительных расходов второй очереди. 6
4.1. Определение отметки временного порога. 7
4.2. Определение отметки максимума на временном пороге. 7
5. Уточнение величин. 8
5.1. Уточнение толщины водобоя. 8
5.2. Статический расчет плотины на устойчивость. 8
5.3. Расчет временного порога на пропуск строительных расходов. 8
5.3.1. Расчет для расхода при перекрытии русла. 9
5.3.2. Проверка на пропуск максимальных строительных расходов. 9
1. Начальные данные и предварительные расчеты.
1.1. Начальные данные.
В данном проекте рассматривается гидроузел на реке Кама. Для данной реки в русле характерны аллювиальные отложения – разнозернистые пески, а также подстилающие коренные породы – супесь. Отметка залегания коренных пород 90 м, из чего следует, что мощность аллювия – 5 м.

Комплекс рассматриваемых сооружений включает в себя земляную и водосливную плотины, здание ГЭС и судоходный канал. Основной класс возводимых сооружений - II.

1.2. Предварительные расчеты.

1.2.1. Расчет максимальных расходов и дополнение начальных данных.

В таблице 1.1. представлена таблица из задания для построения кривой связи. (Пустые ячейки заполняются после построения кривой связи /таблица 1.2./.)

Таблица 1.1.

Расход, м3/с Уровень, м А) Основной расход с вероятностью 0,1% (Qосн) 4000

Б) Поверочный расход с вероятностью 0,01% (Qпов) 4600 105.4 В) Расход при ледоходе 2700

Г) Строительный расход в период половодья при снеготаянии 3000 103.6

Д) Строительный расход в период дождевых паводков 1600

Е) Строительный расход при перекрытии русла 600 101.5 Ж) Нулевой расход 0 95

На рисунке 1.1. представлена кривая связи. Из рисунка 1.1. находим уровни, отвечающие расходам случаев а), в), д). В таблице 1.2. представлена дополненная таблица связи расходов и уровней воды в реке.

Таблица 1.2.

Расход, м3/с Уровень, м a) Основной расход с вероятностью 0,1% (Qосн) 4000 104.7

б) Поверочный расход с вероятностью 0,01% (Qпов) 4600 105.4

в) Расход при ледоходе 2700 103.4

г) Строительный расход в период половодья при снеготаянии 3000 103.6

д) Строительный расход в период дождевых паводков 1600 102.8

е) Строительный расход при перекрытии русла 600 101.5

Ж) Нулевой расход 0 95

1.3. Выбор створа, компоновка гидроузла и очередности работ.

1.3.1. Выбор створа.

Створ гидроузла выбран в створе водомерного поста (ВП). Это обусловлено тем, что на 100 метров выше по течению расположен естественный полуостров, который можно использовать как перемычку первой очереди.

1.3.2. Компоновка гидроузла.

Гидроузел состоит из: ? Земляной плотины с отметкой гребня м. Максимальная высота плотины – 21.5 м. Земляная плотина – однородная, выполнена из мелкозернистого песка. Верховой откос назначаем из условий устойчивости 1:3.2, а низовой – 1:2.4. Со стороны нижнего бьефа устраивается комбинированный дренажный банкет с обратными фильтрами. От воздействия волн в верхнем бьефе (ВБ) предусмотрены плиты до отметки м. Ниже данной отметки верховой откос не закреплен. Низовой откос закреплен посевами трав от возможных воздействий осадкой. ? Гидростанция полным пропускным расходом 420 м3/сек. Станция ГЭС включает 6 аппаратов с пропускной способностью 70 м3/сек каждый. ? Бетонная водосливная плотина и шлюз расположены на правом берегу. Для обеспечения пропуска строительных и эксплуатационных расходов без подмывов берегов выполняются расчистки.

На первом этапе строительства возводится перемычка первой очереди, которая отгораживает котлован на правой стороне реки. После осушения котлована и подготовки основания, возводятся бетонные сооружения: водосливная плотина и здание ГЭС. В этот период строительный расход пропускается суженую часть русла (левую протоку). Скорость течения воды в русле при прохождении максимального строительного расхода, равного 3000 м3/с не будет превышать 3.3 м/с.

2. Предварительный расчет водобойной плиты.

На рисунке 2.1. представлена расчетная схема водобоя. Для расчета плиты составим таблицу 2.1., в которой и покажем весь расчет (расчет расчетного удельного расхода приведен ниже таблицы):

Таблица 2.1.

Наименование величин
Значение
Примечания
НПУ=114м
УНБ=104.7 м
Z=НПУ-УНБ

На рисунке 2.2. представлен планшет в масштабе . Поперечный разрез реки выведен на рисунок 2.3. отдельно с масштабами и горизонтальным и вертикальным соответственно. Для определения средней скорости в русле при основном расходе м3/с необходимо провести уровень воды в реке м и найти площадь под ним. Аппроксимируя треугольником получаем м2.

Следовательно:
м/с,
где - осредненная скорость в русле при основном расходе.
Максимальная скорость в русле назначается из условия, что на глубине
м скорость больше, чем на поверхности на 20-30%, отсюда:
м/с. Бытовой удельный расход определяется по формуле:
м2/с, где - максимальная глубина в русле, равный 10 м, при основном расходе. Из многоразовых расчетов известно, что экономически наивыгоднейший расход , поэтому для расчета принимается:
м2/с.

3. Назначение габаритов здания ГЭС.
Размеры здания ГЭС назначаются в зависимости от диаметра рабочего колеса и типа турбины, которые, в свою очередь, определяются и :


Принимается турбина ПЛ 510-ВБ с диаметром рабочего колеса см. 3.1. Определение отметок расчистки.

где - допустимая скорость на входе, при условии чистки решеток без остановки агрегатов.
2в-НБ ?B.
Незатопленные отметки.
4. Пропуск строительных расходов второй очереди.

После возведения сооружений первой очереди (временный порог, здание ГЭС, монтажная площадка) приступают к перекрытию русла перемычками второй очереди. При этом расходы пропускают через недостроенную плотину, которую используют в качестве временного порога.

Расчет проводится в два этапа:
? Расчет отметки временного порога при перекрытии русла;
? Определение отметки максимума на временном пороге.

4.1. Определение отметки временного порога.
Временный порог рассчитывается по схеме водослива с широким порогом. На рисунке 4.1. представлена расчетная схема. При этом м соответствует м3/с.
где - суммарный пролет всех водосливных отверстий плотины. ? что водослив подтоплен.

4.2. Определение отметки максимума на временном пороге.
Расчет проводится при условии пропуска строительного расхода в период
5. Уточнение величин.
5.1. Уточнение толщины водобоя.
Отметка водобоя определяется из условия сопряжения бьефов затопленным прыжком. Коэффициент затопления принимается .

Расчетная схема представлена на рисунке 5.1. Для данной схемы можно записать уравнение равновесия моментов относительно точки :
Сравнивая полученную толщину плиты водобоя с толщиной, полученной в пункте 2. принимаем окончательно м.
5.2. Статический расчет плотины на устойчивость.
Расчет приведен в приложении B.
5.3. Расчет временного порога на пропуск строительных расходов.

Расчет производится на основе формулы пропуска расходов через водослив с широким порогом в предположении, что водослив не подтоплен:
где - расход через водослив;
- коэффициент сжатия, зависящий от формы бычка ( );
- коэффициент расхода ( для водослива с широким порогом);
- ускорение свободного падения;
- напор на водосливе с учетом скорости подхода.
Из формулы (5.1.):
5.3.1. Расчет для расхода при перекрытии русла.
Используя формулу (5.2.) получается:
При этом отметка на водосливе будет равна:
При этом глубина подтопления водослива определяется как превышение отметки нижнего бьефа над отметкой временного порога, т.е.:
Отметка воды на водосливе в первом приближении определяется как критическая:
Из рисунка 5.1. видно, что , а также по правилу, когда - водослив не подтоплен, следует, что водослив не подтоплен. Следовательно, водослив, построенный до временного порога, пропустит расход при перекрытии русла.

5.3.2. Проверка на пропуск максимальных строительных расходов.

Проверка осуществляется аналогично расчету, следовательно получается:
При этом отметка на водосливе будет равна:
При этом глубина подтопления водослива определяется как превышение отметки нижнего бьефа над отметкой временного порога, т.е.:
Отметка воды на водосливе в первом приближении определяется как критическая:
Из рисунка 5.2. видно, что , а также по правилу, когда - водослив не подтоплен, следует, что водослив не подтоплен. Из выше изложенной проверки следует, что водослив, достроенный до отметки временного порога, пропускает все расходы в течение всего строительного периода.