книги / Примеры расчета элементов речных водозаборных сооружений

качестве рыбозащитного сооружения фильтрующие кассеты с загрузкой из керамзита.

8. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА РЕЧНОГО ВОДОЗАБОРНОГО

СООРУЖЕНИИ БЕРЕГОВОГО ТИПА

Речные водозаборы берегового типа состоят из водопри­ емника незатопленного вида, расположенного в непосредст­ венной близости от берега (берегового колодца) и НС 1-го подъема. Такая схема технически проще и обеспечивает большую надежность забора воды из реки, чем схема с зато­

решетки 4 и внутри колодца - фильтрующая сетка 5, разде­ ляющая приемную часть водозабора на аванкамеру 6 и камеру всасывания 7. Из камеры всасывания вода забирается насо­ сами 8 НС 1-го подъема 9 и подается водоводами 10 на ОС или непосредственно в сеть потребителя (рис. 20)

Расчет элементов речных водозаборных сооружений бере­

доприемные окна, фильтрующие сетки, диаметры труб внутри берегового колодца, плановые размеры колодца, характерные отметки уровней воды в камерах и элементов берегового ко­

Дополнительно проверяется его устойчивость на сдвиг и опрокидывания в реку. Эти две дополнительные проверки

5.10 и 5.11 и показаны на рис.20.

Вес стенок и перегородок берегового колодца, выполнен­ ных из ж/б (см. п.5.11): (Зс = З5,5бх103 кН. Сила ас прохо­ дит через центр тяжести площади горизонтального сечения стен и перегородок берегового колодца Г=97,75 м2. Он рас­ положен на оси симметрии (диаметральное сечение колодца

81

по направлению к створу реки) на расстояние от центра круга, величина которого зависит от несимметричности рас­ положения внутренних перегородок относительно диаметраль­ ного сечения колодца по направлению уреза воды в реке.

Определим расстояния от последнего диаметрального се­ чения до центров внутренних перегородок (см. рис.2 0 )

-перегородка между водозабором и НС-1 (Рх=0,8x21=16,8

м 2)

ц =11,0 -(8,5 + 0,5-0,8) = 2,1 м,

-перегородка между секциями водоприемной части

(Р2 = 0,4 .8,5 = 3,4 м2)

82

Рис. 20 Силы, действующие на колодец берегового водозабора.

а2 = 11,0-0,5 -8,5= 6,75м,

^перегородки между аванкамерами и камерами всасыва­

ния

(Кз = 0,4(2,82 + 2 ,44).2 = 4,21 к2)

83

а з - 11,0 - 8,5 + 0,7 + 2,6 + 0,5 0,4 = 6,0 м,

-пилястры перегородки между водозаборами и НС-1

(Р« = 0,4 -0,7 .4 = 1,12 м2)

а4 = 11,0-8,5+ 0,50,7 = 2,85м.

Значение эксцентриситета ес силы зс вычисляется по фор­ муле

сР 97,75

Ординаты эпюры давления грунта и воды на боковую на­ ружную поверхность берегового колодца следующие:

61=1800 9,81(141,5-133,35) •1в2(45°-у)=29,52 кПа)

Ь9= 2000-9,81•(133,35-126,05+6 )•1&2(45°~ 2 >=43,0+5,93-5Д.К кПа,

Ь3 = 1000 -9,81 -(133,35-130,0)= 32,37 кПа,

84

Т1= 0,5 -29,52 -103 (141,5-133,35)-24 = 2,9-103 кН,

С1=~(141,5-133,35)+(133,35-126,05)+Дд к 9,98+<5дк м ,

-силы давления мокрого грунта берега

Р 2 = 29,52 •103 •(133,35-126,05+-5д к ) •24 =

= (5,14+0,7 •5 д к ) •103 кН,

С2 = 0,5 (133,35-126,05+5д.к) = 3,62 + 0,5-5д.к м,

Р,.=0,5 • (43,(Н5,95-5 )-103 - (133,35-126,05+5 ) • 24=

С3= | (133,35 -126,05 + 5Д.К) =2,42 + 0,33 <5Д.К м,

-сила давления воды со стороны реки

Р4 = 0,5 -32,37 -103 (133,35-130,0) -24= 1,28 -103 кН,

С4 = | (133,35-130,0)+ (130,0-126,05)+ 5Д к= 5,05+$д к м,

-силы давления грунта со стороны реки

Р5=32,37-103 -(130,0-126,05+5дк)-24= (3,07+0,78-Йдк)-103 кН,

85

С5= 0,5 (130,0-26,05+«5дк)=1,97+0,5<5ДК м,

Р6 =0,5 • (23,42+5,93 • <5д к ) • 103 • (130,0-126,05+5д к ) • 24 =

= (0,07 • 5Л>Д К +0,56 • 5д к +1,11) • 103 кН,

С6= ^ (130,0-126,05 +5Д К) = 1,32 + 0,33-<5ДК м.

При заданных значениях толщин стенки колодца и его пе­ регородок задача сводится к определению толщины дна ко­

лодца 8 АК / при которой будет обеспечена его устойчивость

на сдвиг и опрокидывание в реку.

8.1. Проверка берегового колодца на сдвиг в реку

Коэффициент устойчивости берегового колодца на сдвиг в реку может быть вычислен так:

„_ г Сс + Од-Ра

2 4

м

где ^ - коэффициент трения бетонного днища колодца о грунт; для супеси (см. с.50 [15]; прил. 4) ± = 0,35.

Подставим соответствующие значения сил, получим ре­ зультирующую горизонтальную силу:

86

8.2 Проверка берегового колодца на опрокидывание в

реку

Коэффициент берегового колодца на опрокидывание в реку может быть вычислен по выражению

_0с-12+05 (12-е)

К,опр 6

X П Ъ + Ъ -12

1 - 1

Подставив соответствующие значения каждой силы и ее плеча относительно точки опрокидывания, получим:

-момент силы тяжести берегового колодца

Сс • 12+Од • (12-с) = 35,56 • 103 • 12+9,76• 103 • (12-0,887) <5дк =

= (380,97 + 127,8-5 )Ю 3 кН/м,

-результирующий момент горизонтальных сил давления грунта и воды

6

Е Р^=2,9•(9,98-<5дкЖ5,14+0,7•5^)-(3,62+0,5• 5дк>+

(0,О7-<5д К+1.03ч5д.!С^З,71>(2,42-Ю)33-5д к)-1^8{5,О5+^лк)-

-{3,Ш4О,7&<5д.к>(1,97-Ю^д.кК0,а7^к-Ю^6<5д.к+1,11><

х(1,32чО,ЗЗч5лк)1С?=

=(-0,069• <5дК+0,191-5дК+6,19•5д [+42#) • .103 кМк

Условие устойчивости берегового колодца на опрокидыва­ ние в реку запишется так:

________________380,97+ 127,8ч5дК_____________ _ а 2

-0,(Ш$К+0,191-5дК+6,19<5дК+42,45+(24,12+3335д К)-12

откуда получаем

5д.к-2>775д.к+ 873,86-5д.к- 210,36 > О,

Решение неравенства методом подбора дает результат

87

<5д.к > 0,25 м

Окончательно принимаем днище берегового колодца толщи­

толщину стенок и перегородок или следует предусмотреть такую технологию строительства колодца, чтобы при низких уровнях воды в реке не мог оказаться абсолютно пустым*

88

Библиографический список рекомендуемой литературы

1- Абрамов Н.Н. Водоснабжение. М.: Стройиздат, 1982.

440с.

2.Белая А.Е. Технология водоснабжения. Киев: Наукова думка, 1985. 264с.

3.Белан А. Е ., Хоружий П .Д . Проектирование и расчет устройств водоснабжения. Киев: Будивельник, 1981. 208 с.

4.Водозаборные сооружения для водоснабжения из по­

лическим расчетам систем водоснабжения и канализации. Л: Стройиздат, 1986. 440 с.

9.Проектирование водозаборов с рыбозащитными устрой­

ствами: Метод. Указания /А.М.Курганов и др. Л.: ЛИСИ, 17 с.

10.Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружения. М. : Стройиздат, 1988. 397 с.

11.СНиП 02.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1998. 128 с.

12.Справочник проектировщика. Водоснабжение населен­ ных мест и промышленных предприятий /под ред. И.А. Наза­ рова. М . : Стройиздат, 1977. 288с.

13.Справочник монтажника. Монтаж систем внешнего во­ доснабжения и канализации /под ред. А.К. Перешивкина. М. : Стройиздат, 1978. 574 с.

14.Справочник монтажника. Оборудование водопроводноканализационных сооружений /под ред. А.С. Москвитина. М. : Стройиздат, 1978. 430 с.

15.Старинский В.П., Михайлик Л.Г. Водозаборные и очи­ стные сооружения коммунальных водопроводов. Минск: Высш.

школа, 1989. 269 с.

16. Тугай А.М. Водоснабжение. Водозаборные сооружения. Киев: Вища школа, 1984. 199 с.

89

17.Федоров Н.Ф., Волков Л.Е. Гидравлический расчет

19.Типовой проект 901-1-38.86. Затопленный водоприем­ ник бетонный. Альбом 1. М. 1986.

20.Типовой проект 901-1-63.86. Затопленный водоприем­ ник бетонный. Альбом 1. М. 1986.

21.Типовой проект 901-1-68.86. Затопленный водоприем­ ник деревянный ряжевый. Альбом 1. М. 1986.

22.Справочное пособие к СНиП. Проектирование сооруже­

ний для забора поверхностных вод. М. : Стройиздат, 1990.

256с.

23.Курганов А.М. Водозаборные сооружения систем ком­ мунального водоснабжения: Учебное пособие / Изд-во "АСВ"; СПбГАСУ.-М.-СПб., 1998. - 246 с.

90