 |
Оценка устойчивости прорези
|
|
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
«Государственный университет морского и речного флота
Имени адмирала С.О.МАКАРОВА»
Кафедра водных путей и водных изысканий
Дисциплина "Выправление русел рек"
Курсовой проект на тему:
«Обеспечение судоходных условий на участке реки дноуглублением»
Выполнил: ст. гр. ГТ-33
Иванов И. И.
Проверила: ст. преп. Селезнёва Н.В.
Санкт-Петербург
2017 г.
Содержание
Введение……………………………………………………………………………………… 3
1. Назначение габаритов судового хода…………………………………………................... 3
2. Проектирование прорезей ………………………………...................................................... 3
2.1. Оценка устойчивости прорези ……………………………….......................................... 3
2.1.1. Построение плана течений по способу плоских сечений ……………………………. 3
2.1.2. Расчет гидравлических элементов потока в расчетных струях………………………. 4
2.1.3. Расчет деформаций прорези ……………………………………………………………5
3. Определение объемов дноуглубительных работ ………………………………………… 7
3.1. Составление схем обвехования прорезей……………………………………………… 7
3.2. Определение объемов выемки грунта………………………………………………… 7
4. Определение расчетной производительности землесоса ………………………………… 8
4.1. Построение контрольных графиков по данным натуральных испытаний землесоса…. 8
4.2. Построение рабочей и кавитационной характеристик насоса на воде……………… 9
4.3. Построение характеристик трубопровода на воде……………………………………… 9
4.4. Пересчет характеристик насоса с воды на смесь……………………………………….. 10
|
|
|
4.5. Пересчет с воды на смесь характеристики грунтопровода……………………………. 10
4.6. Определение потерь напора в напорном трубопроводе при работе на воде………….. 10
4.7. Определение потерь напора по длине и суммы местных потерь в
напорном трубопроводе при работе на воде………………………………………………… 11
4.8. Пересчет с воды на смесь потерь напора по длине в напорном трубопроводе………... 11
4.9. Пересчет с воды на смесь суммы местных потерь и геодезического подъема в
напорном трубопроводе……………………………………………………………………… 12
4.10. Пересчет характеристики всасывающего трубопровода с воды на смесь……………. 13
4.11. Определение полных потерь энергии в грунтопроводе при движении смеси……… 13
4.12. Построение характеристики насоса и трубопровода при работе землесоса
на гидросмеси. Построение рабочей линии………………………………………………… 14
4.13. Определение ограничений работы землесоса………………………………………… 14
4.14. Выбор расчетной производительности землесоса по смеси и расчетного
значения относительной плотности смеси………………………………………………… 15
4.15. Определение расчетных значений действительной, расходной
консистенции и консистенции пористого грунта …………………………………………… 15
4.16. Вычисление расчетной производительности землесоса по грунту…………………… 15
5. Составление технологической карты работы землесоса ………………………………… 16
6. Составление баланса времени землесоса …………………………………………………17
7. Выбор многочерпакового снаряда и определение его расчетной производительности 18
8. Составление технологической карты работы многочерпакового снаряда …………… 18
9. Определение количества шаланд ………………………………………………………… 20
10. Определение стоимости извлечения грунта ……………………………………………… 20
10.1. Определение стоимости извлечения несвязного грунта……………………………… 20
|
|
|
10.2. Определение стоимости извлечения связного грунта………………………………… 21
Список литературы …………………………………………………………………………22
Введение
Курсовой проект «Обеспечение судоходных условий на участке реки дноуглублением» включает расчет устойчивости дноуглубительной прорези, определение расчетной производительности землесоса и составление технологических карт землесоса и многочерпакового снаряда.
Назначение габаритов судового хода
Проектирование прорези начинается с определения габаритов судового хода. В зависимости от класса судового хода, приведенного в задании, назначаются ширина и радиус закругления судового хода. Для 2-го класса 
и 
равны, соответственно, 75 и 600 м.
Гарантированная глубина судового хода определяется по формуле
Тг = Тс+ Dh (1)
где Тс - осадка расчетного судна, м;
Dh - навигационный запас под днищем судна, который устанавливается в зависимости от осадки судов и характера грунтов, м.
Тг = 3,0+0,2 = 3,2 (м).
Проектирование прорезей
На план участка наносится проектная (т.е. отвечающая гарантированной глубине) изобата –
3,0 м. Далее проектируется ось судового хода, проходящая по наибольшим глубинам.
Когда ось судового хода нанесена, устанавливаются все места, где гарантированные глубина и ширина хода не выдерживаются. В этих местах проектируются прорези. Ширина прорезей
. (2)
Впр = 1,2·75 = 90 (м)
Отвал грунта для верхней прорези расположен на нижнем побочне.
Отвал грунта для нижней прорези располагается вне рассматриваемого участка ниже по течению.
Положение прорезей, отвалов грунта, ось судового хода показаны на плане участка реки, представленном на листе формата А1.
Оценка устойчивости прорези
Расчет прорези на перекате с несвязным грунтом состоит из двух частей: построения плана течений и расчета деформаций дна. Сначала строится план течений для бытового состояния русла, затем для проектного. Расчет деформаций делается только для проектного состояния. Все расчеты выполняются при рабочем уровне дноуглубительных работ Нраб = 2,1 м, которому отвечает расход воды, определяемый для соответствующего гидрологического поста (Q = 1300 м3/с). Расчет Q сведен в табл.1.
|
|
|
Таблица 1
| № сечения | ωi, м2 | υср, м/с | Qi, м3/с | Q, м3/с |
| 0,75 | ||||
ΣQi=6536≈6500
Глубина разработки прорези Тпр от проектного уровня с учетом переуглубления при траншейной работе землесоса равна 
,
где 
- величина технологического переуглубления.
2.1.1. Построение плана течений по способу плоских сечений
Приближенный способ построения плана течений, предложенный М.А. Великановым, основан на использовании формулы Шези.
Исходная зависимость для определения значений элементарного расхода воды на вертикалях записывается в следующем виде:
, (3)
где 
- постоянная величина для данного поперечного сечения,
I - продольный уклон свободной поверхности;
n - коэффициент шероховатости русла, с/м1/3;
- средняя глубина потока в живом сечении
h - глубина потока на вертикали, м.
Полный расход Q, проходящий через поперечное сечение шириной В:
(4)
Величина k определяется как отношение заданного расхода воды к величине интеграла:
(5)
План течений на перекате строится при рабочем уровне дноуглубления Нраб. Последовательность построения плана течений по способу плоских сечений:
1. На плане участка реки в характерных местах русла намечены 5 расчетных поперечных сечений. Поперечники ориентированы перпендикулярно к среднему направлению течения воды.
2. Далее вычерчены поперечные профили русла во всех сечениях для рабочего уровня воды.
3. Для каждого поперечного сечения на характерных вертикалях вычислены значения h3/2, средние значения (h3/2)ср в отсеках, расположенных между смежными вертикалями, произведения (h3/2)срDb, где Db - ширина отсека (расстояние между смежными вертикалями).
4. Последовательно суммируются значения вычисленных произведений(h3/2)срDbдля всего поперечного сечения шириной В.
5. По формуле (5)вычисляется значение коэффициента k для данного поперечного сечения при известном полном расходе воды Q.
6. Определяются значения ординат интегральной кривой распределения расхода воды по ширине русла путем умножения результатов последовательного суммирования величин (h3/2)срDb на значение коэффициента k. При этом в конце поперечного сечения должен получиться полный расход
|
|
|
воды 
.
По данным вычислений строится интегральная кривая распределения расхода воды в поперечном сечения русла.
7. Конечную ординату интегральной кривой, представляющую собой полный расход Q, делим на равные части для пяти струй Qстр= Q/N; Qстр= 1300/5 = 260 м³/с.
8. Точки раздела ординаты сносим горизонтально на интегральную кривую, а с последней вертикально на линию уровня воды, определяя, таким образом, границы струй с равным расходом Qстр
9. Переносим точки, соответствующие границам струй, на план участка и, проведя через них плавные линии, получаем план течений, который дает возможность установить направление течения и определить значения средних скоростей потока дня каждой расчетной струи. При этом сначала строится план течений для бытового состояния русла. Расчет распределения расхода воды в этом случае выполняется по ширине каждого расчетного поперечника (рис. 1-5).
После этого переходят к построению плана течений для проектного состояния русла, т.е. с учетом прорези и отвала. Для этого заново рассчитывают распределение расхода воды по ширине поперечников, которые пересекают прорезь и отвал.
Планы течений (линии тока) для бытового и проектного состояния русла совмещаются и оформляются на отдельно вычерченном плане переката, на котором показаны только нулевая и проектная изобаты, а также положение дноуглубительной прорези и отвала грунта (рис. 6).
|
|
|
