Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ОТКРЫТЫЕ БЕРЕГОВЫЕ ВЕЕРНЫЕ ВОДОСБРОСЫ

Впервые этот тип водосброса был предложен мексиканским инженером Р. Васкес Гарсия и реализован на гидроузле Лазаро Карденас. Затем он получил широкое распространение во многих государствах Латинской Америки. Конструкция открытого берегового веерного водосброса показана на рисунке 4.1. Она имеет следующие особенности: водосливной порог головной части представляет в сечении водослив практического профиля, изогнутый в плане в виде трехрадиусной симметричной арки; ниже порога устроен пространственный водобойный колодец с горизонтальным дном, ограниченный с низовой стороны прямолинейным порогом, который подтапливается при пропуске расчетных расходов; после водобоя поток вступает на быстроток, состоящий из двух частей - переходной с конфузорно-сходящимися криволинейными в плане боковыми стенками и призматической с параллельными стенками; уклон дна переходного участка по условиям сохранения на нем благоприятного гидравлического режима не должен превышать 0,06, а на остальной части быстротока не ограничивается; на концевом участке водосброса устраивают либо трамплин, либо водобойный колодец; подходной участок к водосбросу выполняют в виде подводящего канала, сопрягающегося с трехрадиусным водосливным порогом направляющими стенками специально подобранных плановых очерта-ний. Их назначение - наилучшая организация подвода потока нормально к гребню криволинейного водослива.

С. Уйоа Ортис по данным, полученным на модели водосброса гидроузла Мокусари, разработал таблицу основных геометрических параметров таких водосбросов, которой пользовались специалисты многих стран Латинской Америки на предварительном этапе проектирования. Однако опыт показал, что если плановые размеры, определяемые по этим таблицам, являются ориентировочными, то вертикальные размеры водосброса и потока в нем находить по ним вообще нельзя.

По мере совершенствования методов расчетов веерных водосбросов становились и более разнообразными их конструкции. Опыт проектирования и строительства достаточно большого числа водосбросов в различных странах позволил уточнить конструктивные особенности, присущие именно веерным (мексиканским) водосбросам. Этих особенностей три: наличие горизонтальной водобойной плиты-колодца за криволинейным в плане арочным водосливным порогом, имеющим сечение водослива практического профиля; подтопление этого порога при пропуске расчетных расходов; наличие конфузорного переходного участка между контрольным сечением водобойного колодца (сечения, где расположена водобойная стенка) и сечением, с которого начинается быстроток с параллельными стенками.

Рекомендации для проектирования тела водосливного порога головной части по координатам В. Кригера не совсем правомочны, так как они разработаны для фронтальных водосливов. Необходимы были собственные координаты профиля тела этого водослива, полученные на основе специально поставленных исследований. Для построения профиля тела водосливного порога веерных водосбросов такими оказались единичные координаты или зависимости, полученные для осевого сечения центральной наиболее выпуклой части трехрадиусной плановой арки. Самая приемлемая для начала осей координат - точка наивысшего подъема нижней поверхности струи, переливающейся через водослив с тонкой стенкой, изогнутый в плане по очертаниям трехрадиусной арки водосливного порога. Для нахождения координат местоположения этой точки предложены следующие уравнения (рис. 4.2):

Учитывая, что проекцию нижней поверхности струи можно представить двумя математическими кривыми различных классов, методику нахождения координат профиля подразделили на две задачи: восходящая ветвь, нисходящая ветвь. Для первой предложили метод графического построения.

При расчетном обосновании веерных водосбросов весьма важно правильно оценить гидравлические условия сопряжения бьефов за водосливным порогом (рис. 4.4). С помощью уравнения Д. Бернулли, составленного для двух вертикальных сечений относительно горизонтальной плоскости сравнения, можно получить выражение

Уравнение (4.6) решается вместе с уравнением (4.4) методом итерации. Для ускорения расчетов эти действия можно осуществить с помощью ЭВМ.

Экспериментальные и натуральные данные применительно к условиям на водосбросах гидроузлов Кубы приведены на рисунке 4.4, г.

Второй метод нахождения требуемой отметки водобойной плиты с помощью графиков позволяет определить не только требуемое значение рь но и соответствующее ему значение глубины в контрольном сечении, которую целесообразно знать для выполнения последующих расчетов быстротока.

Чтобы не допускать косых волн на переходном участке и добиваться его устойчивой работы, на всей длине этого участка (от контрольного сечения до быстротока постоянной ширины) устраивают ребра усиленной шероховатости. Их шаг рекомендуется принимать 2,38 Н0, а высоту 0,119 Н0. В отдельных случаях можно пойти на другое конструктивное решение - делать лишь разрезной порог в контрольном сечении.

Особенности проектирования и строительства гидротехнических сооружений в условиях жаркого климата/Н. П. Розанов, И. С. Румянцев, С. Н. Корюкин и др.; Под ред. Н. П. Розанова. - М.: Колос, 1993. - 303 с.

Экспертиза

на главную