- •6.2.2 Определение отметки гребня плотины и гребня быка
- •6.2.3 Определение ширины водосливного фронта
- •6.2.4 Определение отметки гребня водослива
- •6.2.5 Проверка на пропуск поверочного расхода
- •6.3 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе
- •6.4 Расчет параметров водобоя и принятых гасителей
- •6.5 Конструирование бетонной плотины
- •6.5.1 Определение ширины подошвы плотины
- •6.6 Конструирование отдельных элементов подземного контура
- •6.6.1 Понур
- •6.7.2 Ковш
- •6.8 Расчет фильтрации под плотиной методом удлиненной контурной линии
- •6.9 Статические расчёты плотины
- •6.9.1 Вес сооружения
- •6.9.2 Сила гидростатического давления воды
- •6.9.3 Давление грунта
- •6.9.4 Волновое воздействие
- •6.9.5 Пригрузы на плотину
- •6.9.6 Расчёт прочности плотины
- •6.10 Критерии прочности плотины
- •6.11 Расчёт устойчивости плотины
- •6.12 Расчет длины здания гэс
6 Компоновка и сооружения гидроузла
6.1 Состав и компоновка гидроузла
В состав сооружения входят:
– водосбросная бетонная плотина гравитационного типа;
– здание ГЭС руслового типа;
– правобережная грунтовая плотина;
– центральная бетонная плотина.
6.2 Проектирование бетонной водосливной плотины
6.2.1 Определение класса гидротехнического сооружения
Класс основных гидротехнических сооружений в зависимости от их высоты и типа грунтов оснований [7, прил.Б, табл. Б.1], присвоен : II.
Класс основных гидротехнических сооружений в зависимости от их социально–экономической ответственности и условий эксплуатации [7, прил.Б, табл. Б.2]. По объёму водохранилища, присвоен: I. По установленной мощности: II.
В конечном счёте присваивается наивысший класс всему сооружению, в нашем случае это первый класс.
6.2.2 Определение отметки гребня плотины и гребня быка
За отметку гребня плотины принимается большая из двух, вычисленных по формулам:
,
|
(6.1) |
,
|
(6.2) |
где – превышение гребня плотины над расчетным уровнем в верхнем бьефе:
,
|
(6.3) |
где – высота наката волн на откос расчетной обеспеченностью 1%;
– высота ветрового нагона;
а – конструктивный запас, а = 0,8 м.
При определении ветрового нагона и высоты наката волн следует принимать обеспеченности скорости ветра при основном сочетании нагрузок (при НПУ) для сооружений I, II классов –2%, III,IV классов –4%. При особом сочетании нагрузок и воздействий (при ФПУ): I, II классов–20%, III– 30%, IV – 50%.
Элементы ветровых волн и высота ветрового нагона определяются согласно [7]. Высота ветрового нагона определяется по формуле:
где – коэффициент, принимаемый в зависимости от расчетной скорости ветра, ;
V– расчетная скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды, м/с;
– длина разгона волны, м;
– угол между продольной осью водохранилища и направлением господствующих ветров, ;
– условная расчетная глубина воды в водохранилище.
Условная расчетная глубина при НПУ:
Высота ветрового нагона при НПУ по формуле (6.4):
Условная расчетная глубина при ФПУ по формуле (6.5):
|
|
Высота ветрового нагона при ФПУ по формуле (6.4):
Определим высоту волны 1% обеспеченности для основного и поверочного случаев.
Вычислим безразмерные комплексы:
|
(6.6) |
|
(6.7) |
где t – период развития волн на водохранилище, t = 6 ч.
–для основного случая по формулам (6.6)–(6.7):
–для поверочного случая:
Далее по графику [7] по верхней огибающей кривой (для глубоководной зоны с глубиной ) и значениям и определяются параметры и .
Используя меньшие полученные значения, вычислим средний период волны и среднюю высоту волны .
–для основного случая:
|
(6.8) |
|
(6.9) |
Следовательно:
|
(6.10) |
|
(6.11) |
–для поверочного случая по формулам (6.8)–(6.11):
|
|
|
|
Следовательно:
|
|
|
|
–Вычислим среднюю длину волны для основного случая:
|
(6.12) |
–Вычислим среднюю длину волны для поверочного случая по формуле (6.12):
|
|
Проверяем условие:
|
(6.13) |
, т.е. условие глубоководности выполняется.
Определим высоту волны 1% обеспеченности:
|
(6.14) |
где – коэффициент, определяемый по графику [7] в зависимости от значения (6.13):
–для основного случая при по формуле (6.14):
|
|
–для поверочного случая по формуле (6.14):
|
|
Высоту наката волн на откос 1% обеспеченности для фронтально подходящих волн при глубине перед сооружением , определим по формуле:
|
(6.15) |
|
|
где и – коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаемые по [7, табл.6];
– коэффициент, принимаемый по [7, табл.7];
– коэффициент, принимаемый по графикам [7, рис. 10] в зависимости от пологости волны , на глубокой воде.
–для основного случая:
–для поверочного случая:
для основного случая по формуле (6.15):
для поверочного случая по формуле (6.15):
для основного случая по формуле (6.3):
для поверочного случая по формуле (6.3):
для основного случая по формуле (6.1):
|
|
для поверочного случая по формуле (6.2):
|
|
Таким образом за отметку гребня плотины принимаем
За отметку гребня быка бетонной водосливной плотины принимаю большую из двух:
. |
(6.16) |
|
(6.17) |
где – отметка гребня водослива;
– напор на гребне водослива, значения которого будет рассчитано в следующих пунктах.