3.2 Уточненный расчет шлюза-регулятора

1.Принимается действительная ширина водосливного фронта:

Вд = bот nот

(((27)

В_д= 16 м

2.Определяется затопляемость водослива, для этого в формулу (18) подставляетсяВ_д:

Проверяется условие:

h_П= 3,3 м >h_K= 1,582 м – водослив подтопленный.

3.Определяется величинаН₀из формулы (20), гдеВ=В_д. Предварительно вычисляется коэффициент бокового сжатияεпо формуле Френсиса [3, рис.3]:

ε = 1 – 0,1 n0 ζ (Н0/ Вд)

(((28)

где n₀ = 2n_от– число боковых сжатий;

ζ = 0,7

ε =1 – 0,1⋅4⋅0,7⋅(3,51075/16)=0,938562

εm= 0,94⋅0,376 = 0,35344

далее по [3, табл.6] определяется

4.Находится геометрический напор на водосливе:

(((29)

= 3,4873 м где v– скорость подхода воды к шлюзу-регулятору

(((30)

м/с

v= 1,288 м/с > 1 м/с, поэтому учитывается скоростной напор.

5.Проверяется высота затвора на шлюзе-регуляторе

H_з= 4,0 м >H= 3,39 м – перелива воды через затвор не будет.

6.Назначается длина порога шлюза-регулятора:

ГП –гребень плотины (порог шлюза-регулятора);

ДК – дно канала; У – отметка устоя и бычков

Рисунок 6.2 Назначение длины порога шлюза-регулятора

Конструктивно принимается:

δ₁= 2H= 6,7872 м;

δ₂=H= 3,3939 м;

δ₃= 2H= 6,7872м;

δ= 5H= 16,9695 м

7.Вычисляются отметки сооружения:

Гребень плотины:ГП =НПУ -Н= 21,61 м

Дно канала:ДК =ГП -Р_Н= 20,81 м

Устои (быки):У =ГП +Н_у= 26,41м

Н_у = 1,2Н_з= 4,8м.

На этом уточненная стадия расчёта завершена.

4 Гидравлический расчет водосливной плотины

Водосливная плотина состоит из ряда водосливных отверстий, перекрываемых плоскими затворами. В плотине предусмотрены промежуточные быки и береговые устои. С помощью береговых устоев плотина сопрягается с соседними сооружениями гидроузла. Плотина предусматривается по типу безвакуумного водослива. Цель расчёта заключается в определении габаритных размеров плотины и высотных отметок её элементов.

Рисунок 7 Схема водосливной плотины

Дано:

Q_max= 2800 м³/с ;

НПУ = 25,0 м ;

ДР = 0,0;

СВУНБ = 5,0 м;

а/Р_В= 0,90;

α_В = 55⁰;

α_Н = 45⁰

Расчёт выполняется методом последовательных приближений и проводится в две стадии, ввиду ответственности плотины как напорного сооружения.

4.1 Предварительный расчет водосливной плотины

1) Определяется расчётный расход на водосливе

QB=Qmax–Qп, м3/с

(31)

Q_B= 2300 м³/с

2) Находится общая ширина водосливного фронта

В = QB /qВ, м

(32)

В = 115 м

3) Определяется напор на гребне водослива

QB= σПεm B H0 2/3

(33)

где σ_П– коэффициент подтопления, σ_П= 1;

ε – коэффициент бокового сжатия, ε = 1;

m– коэффициент расхода, принимаетсяm= 0,49;

На данной стадии расчета полагаем, что скорость подхода воды к плотине меньше 1 м/с, поэтому величиной скоростного напора (αv²/2g) пренебрегаем и из ф.H₀=H+ (αv²/2g) следует, чтоH₀=H= 4,3968 м

4) Подбирается высота затвора по ф.21

Н_З=H+ 0,5

Принимается стандартное значение по [3, табл.7]

Н_З= 5 м

5) Назначается ширина водосливного пролёта

bзат= (2…3)HЗ, м

(34)

Принимается стандартный размер по [3, табл.7]

b_зат= 10 м

6) Число отверстий определяется по ф.23

n_отв= 12

Определяется действующая величина ширины водосливного фронта

ВД=bзатnотв, м

(35)

В_Д= 120 м

7) Находится толщина промежуточных быков по ф. 24

d_Б= 1,5 м

8) Определяется количество быков по ф.25

n_Б= 11

На этом предварительная стадия расчётов заканчивается.