- •Содержание
- •Введение
- •1. Исходные данные
- •1.1. Общие замечания к исходным данным
- •2. Гидравлический расчет водопропускных сооружений
- •2.1. Подводящий канал
- •2.1.1. Определение нормальной глубины
- •2.1.2. Определение критической глубины
- •2.1.3. Определение критического уклона.
- •2.1.4. Расчёт канала гидравлически наивыгоднейшего профиля (поперечного сечения)
- •2.1.5 Определение скорости течения в канале
- •2.2. Быстроток
- •2.2.1. Определение критической глубины
- •2.2.2. Определение критического уклона
- •2.2.3. Определение нормальной глубины
- •2.2.4. Расчёт кривой свободной поверхности на быстротоке
- •2.2.5. Построение кривой свободной поверхности на водоскате быстротока.
- •2.3. Отводящий канал
- •2.3.1. Определение гидравлических характеристик потока
- •2.3.2. Расчёт гидравлического прыжка
- •2.3.3. Расчёт водобойного колодца
- •3. Укрепление русел
- •4. Экология дорожных водопроводящих сооружений
- •Литература
2.3.3. Расчёт водобойного колодца
Гашение энергии в водобойном колодце осуществляется затоплением гидравлического прыжка, образующимся в колодце при входе потока с быстротока.
Рис 2.12 Расчетная схема водобойного колодца
Расчёт гасителя энергии за быстротоком сводится к определению глубины и длины водобойного колодца. Глубина колодца определяется методом подбора.
В первом приближении глубина колодца d определяется по формуле:
где ― коэффициент запаса (1,05 – 1,1);
― выше определенная глубина, сопряжённая с глубиной при энергии ;
― нормальная глубина в канале за быстротоком, она не зависит от глубины колодца и остаётся постоянной во втором и третьем приближении ( ).
Во втором приближении глубина водобойного колодца определяется с учётом глубины
Здесь ; определяется с учётом глубины колодца , по предыдущей методике при энергии
Так как и отличаются более чем на 5%, определяю глубину в третьем приближении:
где определяется также с учётом , т. е. при энергии:
Так как и отличаются более чем на 5%, определяю глубину в четвёртом приближении:
где определяется также с учётом , т. е. при энергии:
Так как и отличаются менее чем на 5% то принимаем глубину колодца равной .
Длина водобойного колодца определяется суммой дальности отлёта струи длины подпёртого прыжка :
Существует разные рекомендации по определению этих длин. Воспользуюсь следующим:
где ― длина гидравлического совершенного перышка, определяется по рекомендациям Н. Н. Павловского:
3. Укрепление русел
При изменении уклонов, на входном и выходном участков быстротока, на входной части перепада скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую скорость по грунту. В этих условиях требуется устройство укрепления русел. Размеры и тип крепления назначаются на основании гидравлических расчетов исходя из условия свободного растекания потока на плоском дне. Исходными данными для определения размеров укрепления служат глубина и скорость потока на данных участках, характер грунтов, слагающих русло, а также уклон русла.
Существует три типа крепления русел:
сборными бетонными и железобетонными плитами;
монолитным бетоном;
мощением или наброской камней.
Размер укрепляемого участка русла принимают с учетом типа укрепления. Границы укрепляемого участка назначают на основании эпюры растекания потока. Тип укрепления русел выбирают на основании технико-экономических показателей.
Наряду с традиционными типами укрепления выходных русел может быть использована дешевая, легкая и технологически мягкая конструкция, позволяющая на 20-40% уменьшить глубину размыва по сравнению с типовым бетонным укреплением и представляющая собой полотнище синтетического материала, уложенное на предварительно спланированный грунт.