5.Конструктивные элементы нижнего бьефа.

Для защиты грунтов основания от размыва потоком сбрасываемым через плотину, устраиваем водобой с гасителями энергии, гибкую рисберму и ковш.

5.1 Водобой Дано:

Гашение энергии в НБ определяется с помощью шашек , расстояние между шашками принимают:

h_ш= (0,8÷1,1)=0.98∙1.47=1,5 м

b_ш = (0,75÷1)=0.98∙1.47=1,5м

Располагаем первый ряд гасителей на расстоянии 0,25

На водобое устраиваем 3 ряда дренажных колодцев d=1 м, первый ряд колодцев рекомендуется располагать на расстоянии не ближе 0,25размещение первого ряда колодцев за гасителями отвечает этому условию, поэтому первый ряд колодцев расположим на 3м, от второго ряда гасителей. Расстояние между последующими рядами колодцев также принимаем равными 3м.

Ширина плиты водобоя по формуле В.Д. Домбровского:

где:

Нагрузки действующие на водобой.

При расчете водобоя будем учитывать следующие нагрузки:

1. от собственного веса плиты во взвешенной воде

2. фильтрационное давление на подошву

3. пульсационную нагрузку на поверхность и подошву плиты

4. гидродинамическую и пульсационную нагрузку на гасители

5. нагрузку от дефицита давления

Собственный вес плиты во взвешенной воде:

,

где

Л.Н. Рассказов, таблица 5.1. [5]

Фильтрационное давление на подошву плиты:

Определяется по треугольной эпюре, высота треугольника равна:

T-превышение уровня ВБ над поверхностью водобоя

Основание треугольника - расстояние от сжатого сечения, до 2го ряда колодцев.

Дефицит давления:

Высота эпюры дефицита давления:

Основание треугольной эпюры дефицита давления при наличии дренажных колодцев- расстояние от сжатого сечения до 2-го ряда дренажных колодцев.

Гидродинамические нагрузки:

Горизонтальная осредненная нагрузка на гасители:

где:

Горизонтальная пульсационная на гасители:

Гидродинамические нагрузки на плиту водобоя:

Вертикальная пульсационная нагрузка:

где:

Горизонтальная осредненная нагрузка на водобой:

где:

Горизонтальная пульсационная нагрузка на водобой:

Расчет плиты водобоя на устойчивость против сдвига, опрокидывания и всплытия.

Под действующими нагрузками плита водобоя может всплыть, опрокинутся в сторону НБ или сдвинуться, поэтому уточним определенную по формуле Домбровского, из условий ее устойчивости против опрокидывания и сдвига по основанию.

Устойчивость плиты против опрокидывания:

где:

по I группе предельных состояний,

1 СНиП 33.01.2003 "Гидротехнические сооружения. Основные положения". [4]

Устойчивость плиты против опрокидывания:

Условие не обеспечивается, следовательно нужно увеличить толщину плиты водобоя.

Отношение :

Принимаем

Условие выполняется.

Устойчивость плиты против сдвига:

где:-сумма сил удерживающих водобой против сдвига

где:

, для суглинка. Приложение И, методических указаний по проектированию "Бетонной водосливной плотины на нескальном основании". [6]

Устойчивость плиты против сдвига:

Устойчивость обеспечивается.

Устойчивость плиты против всплытия:

где:

Условие против всплытия обеспечивается.

Рисунок 8. Эпюры нагрузок действующих на плиту водобоя