автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Разработка облегченных русловых сооружений для малых рек

ИОВОЧЕРМССКИЙ ИНШШЮ-МЕШОРАТИЮЫЙ ИНСТИТУТ ................

на правгх рукоа^си

ШАИША Татьяна Лз

тровка

s

РАЗРАБОТКА ОБЛЕГЧЕННЫХ РУСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

да малых рис

Специальность 05,23.07 - "Гидротехническое и келиорати»но': строительство"

а в т о р s î î р л''т диссертшрш на сопскегае уодиоЯ стетн:;

п

нкудодата гехкичеаксх ту::

новочеркасск

-19 9ч

Работа рьтподиена в Ккном научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации (ШШИГиМ)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Б.И.СЕРГЕЕВ

Официальные оппонент: члин-корресповденг дкадемии технологических наук докгор тех- о шчееких наук, профессор Б.И.Пстракос

кандидат технических наук, доцент В,А.Белов

Ведущее предирпятке-Донское бассейновое водохозяйственное

объединение (ДВШ).

Защита состоится "SB " июня 1994 г. в 10 час. на заседании специализированного совета К 120.76.02 в Новочеркасском швг.&нсрко-ч<ен«оратив1ЮМ институте мл. Кортуноса, зал Ученого совета (а.236).

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке НИШ. !WK\n büc принять участие и зацк-ге г. И81р«»ь Ваь отзыв но лдрееу: 346409, Новочеркасск, ул.Пуиккнекая, III, KVL'.'H, Учены:': совет.

Автореферат разослан "26" ?/ая_1904 г. Í,1 _

Ученый секретарь слецкалипйроьашого совета, гандццат те.енлчееккх наук,

доцент В.к. Хрдпковскаг!

I '

Актуальность работы. В последние годы остра стоит проблема возрождения малых рек, которых только на территории России яясчитняается более 126 тысяч.

Бессистемное строительство быстрораокьгааемых сооружении п 5ассеГ:не водного источника, п том число и на балочно!-' сети, ¡амос:!? значительный ;дерб народное/ хозяйству. Дал его предотвращения необходимо создание комплекса мероприятий хю улучшению экологической обстановки в бассейне .малой реет путем испольгюна-шя усовераекетвованпнх облегчекних конструкций гцдрояехиетгю-;их сооружении, предназначенных для регулирования поздулного, ¡одного и наносного режимов.

В настоящее время в условиях возрастающего дефицита строительных катсриалоэ/шергоносятрлойв роста"Ехгсто;игостд,Соль:и,ую :ерспэктнву ш/езт мгдустриядьнне конструкции гидротехнических •ооручздаР из недорогих мсстнж. строительикх я полт.-.ернпх ;атериалоз, п том иис;;е;'з отходов промышленности,,

Широкое прикенэчгио таких конструкций сдергивается по при-пне недостаточности научного и княенерн'о-техиологичэекого беспечення.

Необходимость создания единой методики статических и гвд-авлнческих расчетоЕ, !;ор?.:атишю~те;скичеексй докулентацни, ехнологии изготовления и етроительстга руслоных плотин с не-ольаозадоеи колхкерких материалов, потребовало здаолиенкя пец.чалькьк исследований, которые стали продолжением работ по емаз.с 52.02.08.04 "Разработать и внедрить облегченнее гидро-ехническне сооружения из прорезиненннх тканей и полимерных атериолов", 0.04.01.03.03 "Разработать и внедрить облегченные одосброснь'з, педлорно-регулируючие» зодопропускнко сооружения, онструкции флю'хбетоп и сопрягахщих устоеи и методы их расчета'',

"Разработать и внедрить конструкции, сооруг.енля, к;с элементы и тиловае схемы для участков в бассейнах малых рок с учетом экологических требований",

Целью работы является разработка и усовершенствование кок

струзецян, «технологии возведения я эксплуатации облегченных тггед. шх соеркеикй ^ ыагшс рек.

Оспоринс- задачи исследований:

-разработать усовершенствованные технические ре:::е:гл>. й^лС!

чешнх'ру слога: соору;.;еши; с учето!.: шяютнгпк недостатког,;

- провести лабораторные исследования усовериенстпоршшьк 'конструкции облегченных плотин;

- основании опнтньк данных и аналитических нсеяедссаниГ разработать методику гидравлического я статического расчета;

- рассмотреть попроси технолог^:;, изготовления, оргадала-ц;г>. работ по строительству, эксплуатации, а также монтадно-де-хонгяк>ш работами .вопросы ремонта облегченных плотин;

- осуществить реализацию работы в производство, обобщить 1 •юдротоблгь нормативно-техническую документацию по применении облегченных русловых плотин. > .

¡»етогикя поогедеьия исследования предусматривает- выполнение детального .анализа суцестпущях конструкций, технологи» ;г< устройства, опита проектирования, строительства и эксплуатации облегченных плотин. Результаты теоретических исследосаниГ; по ссстархенньг.; программам на Г!ЭЕ>! "Электроника /;3-в5" проверяли^ т, лабораторных и натурных условиях; гидравлические к статические исследования проводились по известии:.-: методика* с использованием гидравлического к грунтовкх лотков, коордшаткяков, датчиков деформаций:, вибраций, скоростей* обработка реяультг,-тов проводилась современными кетодаки катеиати с<?ской етатлетлк

Научная новизна заключается в следующем:

- разработаны усовер'лснствовоышеконструкции облегченных русловых плотки для регулирования стока малые рек, новизна которых за^сцсна 10 авторскими свидетельствами;

- получены результаты исследований формообразования мягких оболочек, работающих с грунтом; •

- уточнены пропускная способность и коэффициенты расходов разработанных конструкций в диапазонах измензния их основное параметров: ' Н(1 = 0,05*0,30; Ха//,« Уа/1 = 0,5-Л;

1,5-5,1 .

-.получены эмпирические зависимости по определения второй сопряженной глу5м>ш и коэффициенты скорости з К/пшем бьефе рус лонж плотин при ,Н/и от 0,3 до 0,4;

~ изучен? пропускная способность русловой плотаим с водо-дотускныгд устройством и получены графики эксплуатационных_ характеристик: дяя трву розработанше ттло в т{0Н',.*?ру:(1тии:

- предложена методика расчета осноън.м парялйтроп руслочзР плотины прикошггелыю :с персональной ?Г».! "Эгетгроника - ДЗ--8?.", вклсиагдал спредечеиие параметров рантовой ферм дли трапецеидального русла:

- разработан1-! технологические схсун изготонгеняя ч организации работ по строительству к эксплуатации исследовании-типов конструкции.

Поактическая и,с 1 п-:одть результатов теоретических: и окепер;;-шитальшх исслсдоюдаиП заключаете ч п с л еду и: см:

- нац'урикки исследованиями подтверждена правильность методики статического п гидравлического расчета облегчениях' 'русловых плотик;

- ре.-ульхадн зксяер'.и.'.енгалыых исследовании ;.лиользованк i практик- яроешюэвшия, стооитёльства и эк.;пдудаацаи облегчен нъл русмовш плоит юдохозяпстБенкгми органигац/.яш;

- в результате проведенных исследовании разработан;.' "Руководство по пр;шеиению иеыбоанно-ьантоеьк (ридровантоБьгс) плоти; "Рекомендация но проектированию;, строительству и эксплуатации облегчавших шюхии с додошцусиньвш устройствами", "Инструкция по выбору створа мембоящю-вантовнх плотин тина Il.ï.I-Д-ЗО/?. СГ£-Щ Д-20/2), "Инструкция по применению нодоподпорньх иембрагек -вакяовых пдотин с рзгулирующиг/л устройствами".

Реализация результатов исследований. Результаты исследовг ний н рокоыевдацш; диссертационной работы акедоеда в практику водохозяйственного проектирования и стпоительтва п условиях Татарской (1976 г.) и Якутской АССР (1981 г.). Курской (1978--Х982 ¡'Л1,) к Ростовской (1982-1989 г.г„) областях, Ставропольской крае (1982-1986 гг.)» Воронежской и Тамбовской областях (1587-1991 гг.) с фактически;.! экономически»! эффектом более 1,2 млн.рублей (в ценах 1991 г.).

Результаты работы были переданы В/О "Со:озводлроект" в соответствии с которыми и Еыпуцеш типовые альбомы: "Типовые проектные решения по облегченны).; рус лови, г плотинам" и "Мягкие водосливные плотины для малых водотоков".

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены t обсуждены и одобрены на ХХХУ1-ХХХХП научно-технических кон-¿ерзнциях 1№И, йкНШЦШа л Йкгипроводхоза (1975-1993 rrj. Республиканской конференции по теории мягких оболочек и их применению о народном хозяйстве (Краснодар I979 г. )s. Всесоюзно;-' конференции "Применение облегчегаак конструкций гидротехнический сооружений в водохозяйственном строительстве" (Краснодар Ï98Û г» ), Республиканской научио-техничзской конференции "Повышение эффективности использования мелиорированных земель"

(Ровно, 1984 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Рациональное использование и охрана водных pecypcoEi мальгс рек" {Таллин, 1965 г.), ¡Всесоюзной конференции "Современные проблемы планирования и управления водохозяйственными система!.!«" (Новочеркасск, 1990 г.1992 г.) на областной выставке "В за-дит.у Донской природы" (Ростов-на-Дону, 1994 г.), на заседании кафедры гидротехнических сооружений НИМИ (1994 р.).

За разработку, выполнение исследований и внедрение в производство облегченных русловых плотин диссертант удостоен диплома лауреата ПТТМ-76, сгребрянной и двух бронзовых медалей В/ЩХ СССР (197Э, 1985, 1991 гг.) и поощрительных премий за участие п международных пысташсах и ятычелсах (Болгария, 1980; Кипр, Нигерия, 1982," Москва, 1989).

Публикация. По теме диссертации опубликовано 59 научных работ, в том вдело 13 авторских свидетельств.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глаз, выводов, рекомендаций и предложений. Она изложена- на 170 страницах, включая III страниц машинописного текста, 45 рисунков, 35 фотографий, 16 таблиц, список1 использованной литературы из 154 наименований. Диссертация имеет 3 приложения, где приведена техническая документация, акты ведомственных испытаний, внедрения и заключения по эксплуатации облегченных русловых плотин.

ОСНОВНОЕ СОДЕКНАШЕ РАБ01Ы

Во г .ведении обоснована актуальность темы: диссертации, сформулированы цель, научная новизна и практическая ценность диссертационной работы.

В первой главе дан обзор и выполнен анализ: существуюцих работ по теме исследований, конструктивных' репений сооружений, выполненных с применением полимерных материалов, а также пос-

тавденк задачи диссертационной работы и намечены пути их решений с учетом современных требований к новым разработкам.

Вопросами исследования различных конструкций низконапорных русловых, сооружений занимались Гришин M.U. .Розанов Н.Ц. .Беляшев-скпй К.Н. .Лашленков в.СЦПравдшец Ю.П. Г Рассказов Л.Н.и многие другие.

Развитие конструкции в различных отраслях народного хозяйства с несущими элементами из мягких оболочек и методов их рлс-чета связаны с работами Алексеева С.А., Григорьева A.C., Друэь Б.Й., Ермолова В.В., Киселева В.А., Иагуяа Б.Э., Петракова Б.И., Усюкина В.И., Хуберяна K.M., Отго £> (Германия), Поповой И, (Болгария) и др.

Существенным вклад в разработку и исследования мягких конструкций водохозяйственного строительства внесли: Розанов H.H., Киселев В.А., Кузнецов Е.С., Хуберян K.M.» Воробьев А.Г., Мо-жевитинов A.J1., Сергеев Б.И., Степанов Ü.M., Волосухин В.А., ЗагБорнпцкий О.Г. и др.

Обобщенные зависимости мягких гидротехнических конструкций разработаны в I97I-I973 гг. Сергеевым Б.И. и Волосухинкм В.А., ::к:! лее рассмотрены особенности решения трех основных задач теории мягких оболочек для водохозяйственных конструкций. Разработкой прикладных методик расчета для различных типов мягких гидротехнических конструкций занимались: Волосухин В.А., Боцда-

4

ренко В.Л., Петров И.А., Катарин В.И., Лийв X., Кроанев A.B., Федоров В.Ы., Свистунов Ю.А. и др.

Экспериментальными исследованиями мембранных плотин занимались: Сергеев Б.И., Бовдаренко В.Л., Катарин В.И., Несвит В.П., Нрошнев A.B., Циника.!!.К., Щедрин В.Н. к др.

Вопросами фильтрации под гибкими флютбетазди занимались Сергеев Б.И., Косичзнко В.Li., 1Итоколов Г.А., Петров И.А., Бурдинс-кий В.Н. и др.

За рубежом исследования и расчета мягких гидротехнически* конструкций рассмотрены в работах: <5. Otto, Н. Бурга, X. Анвара,

Н. Гаррисона и др,

Широкие работы по изготовлению и установке мягких плотин проводят японские фирмы. Ими установлено в саранах Азии. Европы, Африки и Америки более IOCO плотин наполняемого типа.

За последние 20_лет Ь нашей стране установлено около ?00 .''ягк.чх плотин наготовленных Уфимским и Курским заводами оззчкс--технических изделий, Накоплении» опыт изготовления, привязки, проектирования, строительства и_ эксплуатации мягких низконапор-!-пгс плотин с незамкнутой оболочкой выявил неоСкодикость в совер-:::ествовании кокструкцай «¿смбранннх плотин и ревели*» вопросов автоматизации их управления, уточнение методик гидравлического, статического и ^яяугрэционккх расчетов, разре&>гкч яопоосоп пс организации строительства, эчсииуа'гации, а так-:' ..юнтж-чи-деяок-гглйлк к ремонтные работ. '

:ia ocjiooainui знаеияжта иного бит: поставлен". иен"' задя-■ п: диссертационной работы.

Во агорой главе лрмгр-дены усокйря5Нсгво^<[,»п.^ .j разгаСтч.ч-;_«> кснструкци'/, результаты предварительных •«•.*n-\»,c>mv'ur óim-ч^йлхх иоделе-í, гтзуч.н-и чргнципн формоиСр.хзовиния, tv описями1-•л классификация.

Лаборатория исследования проводнлией на к'е'.тпгомасутао'лг-: • Л:?,; 1:5) моде„'!як 9 гидравлических 'ширина ч ; Г,0-м. пчкна 0,0 Г! .-. í'.íyú М. COOTJWCTRCHIfO, 9WCC?Í> uTO'Wr- - Г, 4 ". " i,'; >■:) и грунтовых (0, G с I, Ох □, П и I:cl,3 яоткя>' гларо-

г( •••|!H,:.¿ckoíí лаборатории ÍV'.¡ l'l.lí'rí.a,

'"»трайоткп методики пропеденчя опытов, настроил нлмеритель-.npavip: присполобдПияй прппучнчнсь ;íл ?.:ои.>лях гибких

лодпо;-'V малом грунтовом тате.

ь

В предварительных исследованиях моделей облегченных плотин из полимерных материалов использовались большой и малый гидравлические лотки, датчики вибраций, скоростей, пьезометры, ипит-ценмасштабы, координатники. -

При проведении исследований по формообразованию грунтом.;-полненных и грунтоармированных конструкций для определения растяжимости оболочки использовались датчики деформаций - тензоре-зиеторные преобразователи перемещений с консольным чувствительным элементом и те нз оме три че с ким мостом ЦГМ.-5, укомплектованным электронной вычислительной машиной Пйскра-108Д".

На основании проведенных экспериментов определены зоны максимальных напряжений, которые зависят от нагрузки и способа заполнения оболочки грунтом, технологические особенности их изготовления, отработаны способы монтажа, узлы крепления вант и водонепроницаемых оболочек, выявлены конструкции для дальнейших исследований в лабораторных и натурных условиях, предложен ряд технических реяешй, новизну которых подтверждают авторские свидетельства на изобретения: "Водовыпускное устройство" (а.с. 643583), "Плотина" (а.с. № 905356), "Устройство для регулирования уровня" (а.с. $ П56017), "Плотина" (а.с. № 1209750), "Водосливная плотина Кшариных" (а.с. I5 1706009), "Гаситель энергии потока воды" (а.с. К» 1093751), "Водосливное водосбросное сооружение" (а.с. № 1130657), "Способ возведения грунтоармированних сооружений и устройство для его осуществления" (а.с. № П00361), "Способ возведения оснований в котлованах ниже уровня грунтовых вод (а.с. Г* 1209771) и др.

Широкое внедрение в практику гидромелиоративного строительства облегченных- русловых плотин типа ПШ-Д потребовало дополнительных исследований по увеличению в целом надежности работы сооружения (рис.1, а).

k0iict?jk&i3hhi pïrssih graei'^miiiix p/cjioaix ïuîotiîii

L

j.-r.roMî3peîîaî^-x^icîk:xii Çœnrôa;3-3airroBaa iôepi.a;4--BaHTa-noy<1op;

C-io^onano/.nne;xii ûajicii; 6-Bo^oBunycKnoe ycTpoiicfBO;7-3aTBop;

;..-pory^Hpyj?i:;:o ïp/(î:ciî;9-BOBonoj[nopiiaiî cTema.

piic.i

IL

Вторая конструкция плотины предназначена для автоматического регулирования уровней воды в. бьефах. Незамкнутая оболочка прекреплена к трубчатому элементу, который имеет водопропускные отверстия со стороны верхнего и нижнего бъефов и монтируется нп традиционном флютбете (рис.1, б).

Третья конструкция (рисЛ, в) отличается от первых тем, _ что .мягкая оболочка прикреплена к гребню водоподпорной стенки, установленной на традиционном флютбете,которач способна созвать годпор до 4 м. Еодоподпорная стенка может ш.:еть водопропускные отверстия, расчитанные на пропуск меженные расходов при ироект-иых уровнях воды в бьефах. Такие конструкции можно применять не только в естественных, но и в искусственных водотоках.

В третьей главе представлены результата и гетолкка гкдраь .лическнх исследований рассматриваемых конструкций облегченных русловых плотин.

Гидравлические исследования проводились в зеркально;: лотке (1,2x1,0x1,?. м).

Регулирование расходов осуществлялось при пеь'сц'л о&дбик-.ск на напорных трубопроводах и водослиеноГ: воронкой. Удельные расходы устанавливались ступенями по C,QI-i.:3/c ст 0,С2 до 0,14 г3/

'етодика измерений - стандартная.

Основными эксплуатакмсншми характеристика!/;: облегченных русловых плотин являются: уровни воды верхнего Нц и нижнего бьефов Нк-ё. , капор на гребке оболочки , высота плотины

К , пропускная способность Q , условия закрепления

На, Уа, «а ■

Рассматривалась плоская задача, отношение непоса к и:пгпне

, 1 г,

водослива на превышало -г- 6 , числа Рейчольиса сост-зл^лн

о э

Rfi = ICC0C4I40C0. ¡..одели оболечек выполнялись с учете;.: а.с. !"■ 9Со356,'что исключало фильтра сх.о водь по торга;:.

В гидравлических процессах основные условия динашческого подобия определялись по критерию Фруда.

За независимую переменную,на которую на влияпт ни рлзметк оболочки,ни ее íopj.Q поперечного очертания, принималась г.рпгач;-

екая глубина - параметр .характеризующая ггооходя:п ¡I

f

через плотину удельный расход в линейной размерности (¿-1,0,.1,1).

При изучении влияния гидравлических характеристик на c'w.y

оболочки, было проведено 32 серил огштов с изменением перижтса

оболочки L , условий закрепления { f?„ • tJ Xa, ^ • вцссты

> * j i

водоподпорной стенки,площади перфорации вояовкпускного устройства.

По полученным опнтши данным и »используя гасгепряведекнузи форгдулу.

g. -ускоренно свободного падения; Н -напор на гребне,и;

опшркчсскам путем молодом наименьших квадратои определен» ко^Ь-

где ^ - удельный расход;

№ ~коэ.;Азциснт расхода; ~ ширина лотка;

фицкента расхода дия плоит ШМ-Д в пределах üa -Хд/t = ¿*Г> ;УаМ L'.Stó .

f.5+5,i

fa tfmwtfepuoc зяочокио напора на греЗно оболочки.тилято с v,!; . нис ого к периметру оболочки Н,: L .

ftwfvCWW

для значений Мот 0,V¿-Lxo 0,15 Л

определяете* по ша;дгуде

m ?

•0.0361 L + £.51 H

Корреляшгонное огн.жзнкс R - C,S9tí;,CI. Дл;. ;j'iüueHi;:. H от 0,îoL до 0,3CL ■ сор; ;:

M

m -

0,05*2 LT£2ЗН

".¿слyiciü 1л..гз:рпцеские ззззеп:. ¿ст:: п:.- о::рол„ jcí:¿:-_- ¿jt-;;.

глрбкны ¡.ио^пиий.чт егогест;; i. :::::

ядотиь П'»1.-Л при H/U 0,3 ДО

3 результат«: проведенных ^Коразлмчесг»:;. ..ес.-.ег.з;.,-•:•.;'.; uoiítt окнемыо 9ьел:;уата1л:снные характеристики "еелегр'езил трех г'.пюв кзкетррми:;; (эпс.л,3).11ркво,пятся результаты экскерянзаталь » них исслёдонанпу. .структуры потока в н;:;::гс7.: бьфо. за о&тегчеы-лгг;

соору-г-е»юи.л <: Бодовд-пускшал- уотроИстьага:.

Четвертая гл;;:ь;:- лэев^ея". гипрг.с.;: етгтн-юеггг;' глечет-иг-нтгао:. фзр:.и нпззезагер::;;; р,-елхз:;: г-т.'.'тл.г.: A íew,pi;G.I,a}.

.сследоьзн;;?. обратно;! зедет:, зе^лх-'х^елег- £. гкззли;-;::' ü¡> ;зелъьпх риемдоь поток;' и-.- ¡и-прккеч1 и. ,:.>: з •:/::

;:oi¡c?pyi:i.íi¡;, лр;: ¿нкскрсв^н::;;;-. игр:. х-трг.:; ехрхзлилил is.r ■ .'.. ¡.:е;-:0рзннок ивс/теи: ( Ча., Xa.U, Ra. ) ¿/.сс> :тг-г.^:..-::'^

в рлоотах Сергеев; В.,'., Золгех:;:;1;., З.А. , ..

Отля«сктельг:г.ь ^есбеннесть ?:л.':'>:л пл.т;:'; х ;-47с ;:з:.'екекиз зг,- из::;.'.. ¡ . о j.jp. i.

ньпркдеиксго ссстг.г.г.уд» msv> ov-.n- nev.c, e^ar.'.u. с; ер:з ;¡ с i ет-рпчеек;».;;: раз; epoi

vemm ьксшуатацшшх xápakííkíotkk пложи ж;.:~д

ИМ

____ Г Ер =11, ?м X, =10, Сп ( В., =-12, & : ,Х,Д-12, Он

X ¿¡-лл* 1,5 -т-^.С

Н*'£(м)

Ï.0 - 4. S

\ö, /Y1 > G •

с'ЛС

НОМОГРАММА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ХАРАКГЕРИСТИКИ РУСЛОВОЙ ПЛОТИНЫ НА ВОДОЖЩПОРНОЙ СТЬпКЕ

SDL Rt.- Ï2SL

-^j & : tisi Hps ML,

f7> / iJHfj/iitj/rír/j/rJr / s//Уг/j» J; J

1 Нк = 0.0Л-к2.Ькг0.0531.. 3. hH : C.¡>?2 L. 4.ÍV. 0.054L. s.h<îo.ioit..fi. hftiû.aïL. }.hK=o.H4L.

PÜC.3

15 . ■

Опыт строительства и эксплуатации мягких неубранных плотин выявил необходимость наличия участка прилегания (см.ркс.1,а)

с ьелыо позшеккя устойчивости рао'оты плотины. Отличие

принятого ' подхода заключается в том, что в чсхолнж»

данные к расчету принимаются параметры закрепления Хо., ^о., ^о. , Ид = О и периметр оболочки - I,

''аторигл мембраны и зантовой ферш принимается иед^формиру«;-:-.!!■: ( £ —со ) и невеск.нм ( 0,-** О ). При определении напряжен-ко-де^ормировонного состояния кекбраны использованы обобщенные зависимости ЬГК разработанные Сергеевым В.И. и Волосухиным В.А. оо переменну» величину принимаются уровни воды в верхнем и ¡пикнем С'ье:[е - ( Н^ , Н .• Напрг. .еннэ-деформированное состояние '.'собраны и вантозой ферьы определяется итерационным путем с использованием ПЭЗ!.; "Электроника ДЗ-бо". В первом приближении назначается высота оболочки Н в пределах от 0,261, до 0,^01, . Расчетным путем определяется геометрические параувтрд оболочки, в том числе Цр . После оценки разности увеличивают- (у:.епыаот) высоту оболочки на величину (0,С2.. .0,3)1» . Процесс продолжает до тех пор пока расчетный периметр ( 1»р ) не совпадает с заденгам ( I» ) с точностью до I %. После завершения расчета на печать выдается гксота оболочки - Н, усилие в оболочке Т , длина участка прилегания Хлр. , геометрические параметры оболочки „

Отличительная особенность разработанной методики расчета винтовой $ерш заключается в том, что она ориентирована на тра-пепеи.т-гльное сечение русла, то есть на переменную нагрузку по гиркне водотока. Прикладная программа расчета на ПЭ31.1 "Элект-р:н;:;:а ¿,3-СУ позволяет выдать на печать геометрические пара-

мэтры г9нт:л-:оГ. г|ер:-ы и суммарную потребность з заготовке вант- - ъ

оттяге-:-: (рас .4).

le

PúCHSDSib .1ЛРАУ_ЛРй

¿/jifu.iOíi лусодй глояш на р.л*тш в хиа&зскэл селаст/.

i;, : ,0 м; ;!d.6.-2,ü m; Т=6 4рк11,

m

i,о; а =20;

Л- i г Ci ! Сг ! ûi ! Ra.-di 1 T

W j,.:!! 'J 0,00 1,30 0,¿¿

т . Vo 0,50 » Г. * • -- , / о

J i,o: ^ , i

о 0,79 с,ы 1,63

4 0,97 ü, c>3

и I, Ib 0,54 2,60 2,- г

ь 1,44 0,o G ;>,:o e-,90 3 ¡'s

i,7b 0,ob 3.74 5/Я

о 2,07 0,60 4; 34 5,20 4 47

9 :Ü m • 0,62 Ü,t4 щ 0,74 •

и 3,24 0,39 6 21

12 3,66 0,60 >S,b2 6,31 G, lb

13 4 ,Go 0,61 7,44 6,3b

14 4 ,Ь2 0,6?,- 6 ,0r. 10, CO с, Ob

15 ' 4 ,°б 0, 62 0 ,cs с; 62

II. Í 41 0,63 9 ¿2 LÍ ,c0

J? b,tb . 0, f 3 9,0b 6 60

IG С ,33 0,C3 10,00 13,ei

19 6,7a ¿1,22 i ,73

20 7,19 ü, Go xi ,bü 10,36

гдостояние г.'.с.т.гу анкер;«.:!-:;: опорами

?асстзл-ке от аякеркоГ о:к>р:: до п.";

сттягки по ван?е-гю;-/-ору

.л'.еота зач'гы-иодЧ.ря

ica.iv.s в sarre-nur^oTíü

сиеста "ерегово" 3.:-Kcp:¡..3 ело¡.'т:

Длина вакты-педбора

Оужаспая глина заготовок г,:;г

вант-оттяжек

к с Г.

ci.

'А

S К, XQi

• к;1 г;

Ркс .4

В пятой главе рассмотрены вопросы проектирования технологии строительства эксплуатации и технико-экономические показатели облегченных русловых плотин.

Облегченные русловые плотины относятся к 1У классу капитальности, согласно п.1.3 ШиП 2.06.01-86, являются сезгнно-действующими.

В работе освещены вопросы изготовления закладных частей плотин, основные требования к- контажно-демонтакньш работай, составлены инструкции и. типовые проекты по их применению.

Облегченные русловые плотины прошли 'всестороннее исследование и апробации в различных производственных условиях. Проведены ведомственные испытания в Ростовской к Воронежской областях. Они показали работоспособность сооружений и подтвердили правильность полученных экспериментальных исследований.

Ко основе лабораторных и производственных условий работы сооружений получены новые.технические решения, составлены типовые проекты: ''Типовые проектные решения по облегченны:: русловый плотина?.:" и Тлгхие водосливные плотины для катах ц-.-д,. У'.сс'в", "Лнструкипя по выбору створа чегбрэкно-ваптовон плотины типе П:.Т.-Л-30/2 (ГО.?.:-Д-2С/2)И, "У:нструнция по яри&енениэ хеибрмшо--вентовых плотик с регулир\точи:' устройство!,:", •

л

Для нескольких конструкций облегченных русловых плоти:: выполнены техннко-очсномгческио расчета. Зконо?.ячеек 1; эффект от их ир:-,!.х'нения з различных регионах страна „оставил более I шн. рублей (в иенах 1991 г.).

Длз: каадогс ?ипа конструкций ссстевлсш технологически» кар-'тн Г!ро::евсцства робот • (рис.5). .•

: :< условии шшшешто* прокзводстод г,аклалнкх часто»! плотин , : д-ю решить ряд и-лшейппг проблем ¡зс.дохазяйственного строительства , вкл-эчрл и олслего-оконег'нческпг.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ С)Ж ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ао ЫНЫБРАШО-аАШШЙ ПЛОТИНЕ таиА"Д"

Выбор моста строительства

Проектировали

Подготовка створа под основание соо-

ру&еник

Подготовка котлована под береговые; «икершз опори

Установка береговых анкерных опор

•С) А

I__--—

р*—

Подготовительное ■¡заботы

оакгл необходимого типоразмера полоти

4 плотины

Заказ для заве , дов-изготовите лей

/ Заказ закладныз

/

/

металдочастей

Стройтельно-монта;хнце

работа

Изготовление заклад кых частей для вант

вой систеш Разметка вантовой , сеткк

коятаи сантозой сетки к полотнища плотины

/Установках-1^ плотпшТк^С; Проверочные

работы

Ыонтаа \ Ч^У полотнища плотини к гибкого флютбету

Крепление ванты-подбор к береговым

гшкерным опорой

[ Наполнение водохранилища

Рис. 5

хг

В результате интенсивного пспольэозанив водных ресурсов ..;;■-чтельна игусгШлис* годовое к ьнуиригоцовои распределение стол-ь-елих рек,' ьиоги« лз к'.« •/елсот, зарасте/гг травой, нреврс^то з ручьи « в итоге терлзг хозяйственное значение.

сегодня » интересах развития народного хозяйства, К1 т»-рое использует и будет использовать продуктивность г-злнх и них рек ьо все возраставших размерах, необходимо представить их и виде технически совершенных гидромелиоративных систем, к -гениве которых лежит ьечно аивуцзя река с ее возобновляемыми ресурса-.-,;. Это готребует создания индустриальных конструкций гидротехнических сооружении с применением полимерных и местных строительных

I

г-атериалов.

ОБП^а ВЫВОД!

I. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации низконапорных русловых плотик из высокопрочных полимерных материалов подтвердил перспективность применения облегченных русловых плотин на гибко;-' -.¡лзтбете применительно к малым и средни;.: река:,:. Выкзленм- оснояше направления совершенствования кягких конст-р.укскй с незамкнутый полоткацек:

- разработка элементов способствующих автоматизации управления мембранной плотиной;

- разработка элементов, способствующих применения облегченных плотин для с/.рскога диапазоне грунтов;- усовершенствование методоз расчета и конструктивных

вариантов вантовой сперма применительно к прямоугольному, треугольному, элипсозидному формам сечения водотока;

- разработка конструкций и методов расчета облегченных плотин на водоподпорной стенке.

2 " го

Разработаны усовершенствованные конструкции низкснапорных русловых сооружений для малых рек из полимерных материалов,десять

из которых защищено авторскими свидетельствами на изобретение .

2- В лабораторных условиях подтверждена работоспособность грунтонаполняеыых и грунтоарыированных конструкций,три из которые защищено авторскими свидетельствами на изобретение.

3. Получены эмпирические зависимости: 0

для коэффициента расхода

Н

т

-0.03611.+2.^3 Н

действительные в следующем диапазоне факторов Нот 0.05 Ь до 0.15 и , Хе. от 2 и до # I. У а. от $.51 до е от 6,5 и до I* }

Н

0.052

при Нот 0.15 Ь до 0.301. : Ко. от 2£дс 5 £ ^ ото,5>и дог ? Яо. ' от 0,5- до 5,1 и

Получены эмпирические зависимости по определению второй сопряженной глубины и коэффициенты скорости в нижнем бъефе русловых плотин при И ¡и от 0.3 доД(4.

4. По результатам гидравлического эксперимента разработаны графики для определения эксплуатационных характеристик облегченных русловых сооружении трех типов,.

5. Разработана методика численного расчета мягкой русловой низкокшюрноГ: плотины на гибком флютбете, применительно

к ПЭШ "Электроника ДЗ-85", -отличащался участком прилегания ( 3® ) при фиксированных; параметрах закрепления { Ха, Уз.,

5 4 = 0 ) и принятом параметре ( 1« ) мембраны, позволяющая определить форму поверхности мембраны и усилие в полотки-

лотшшр при пзкенекии расхода л водотоке.

Разработана срограюа расчета вантовой '|ергк, для трапецеидального русла водотока.

о. РазраСатанн технологические ехеш про::; гл'детзе раСст для -грех типоз облегченных руслоеых плотин.

Облегченные русловое плотини рекомендуются к применению при:

- ширине по дну 2,0.. .16,0 I/;

- заложении откосов до £:3;

- удельно!,-: расходе 0,6... 1,0 м**/с;'

- ширине водотока 20,..30

о. Ос- результата!' исследоьакиЕ составльно исрг/а?икнкх документа, рекоахкраом и инструкции по выбору атвора ллстик, проектирсза;:;:^. строительству, Зксалуавасяи, г и>тхгно-де:/.с.чта-,кпь:г раио?а:.:; они такяе зошли з состав двух 'лдъььл альос*-:оз 9. Результаты разработок зиздренч ь проио&с.дстос, з тс:/ чкеле з учете!.: б авторских свидетельств, прсвбд'нь :~атур:-::.!>: исследования ¡1 зедоуственше аепытан.-ш, п:дтнерд,.аиие праз.-ла-нссть лабораторных наследований,

10. Проведены технико-оксаскическке расчеты и сос-.'бглень. таблиц; для предварительного шбора типа конструкций.

Годовой эконоэдчееккй э^екг от одной облегченно!; руслзз:.. ,1Лот"ЛЫ составил около 30 тме.руб. (в ш1ах 1931 г.), в зазиз.;-::пст:: от ширину перекрагаекогс пролета, соз,йС£ле\: -о гедпора

Г:

лснструкт^^ого решения.

ОС. УКШ ШЛ0И:,-Д &ШРЩ.Д: ОПУЕКПСВАНЗ 5 РАБОТАХ:

I. 1С?1&ри::а Т.П. Гррлтаарч'ирсьапнне -огструк:::!!. и '.'•'.¡-.^ат^.л'^, а" ' лттх стро./Д£рйш*е: •»:? облегчению.'. ко>?стру:сг!^

v:\Ul з ;■;-: ;р гг^хп: чоен строительстве. - 1:с-ар::лес1:: ¿к-.. .ПР.С;. 19:;;, с. ?а-63 (Тр.. ШНО/гздротсх;.;: -алнар.'.

2 к.с. Г 763512> СССР, ВК. 202 Б 7/06. Т«ю«г-л!'./ВЛ:. Ю^а-рш,, Т.П. Кашрина, В.Ь. Несвит, И.Т. ^акд; ...; ¿¿¿¡ЛЖИ;, .V 2757922/29-16. Заявлено 26.04.79; Бмл. !.'■ ¿4.

0. к,с. 643о63 СССР, ККИ В02с 6/06. Зодовнпускнсе устройство /Г.П, Кахарина, В .Л. Кашарнг, Б. Я. Сергеев, А.Л. Кроазг.-з^ КШ Л гкдротехн. и келиор. - 2409620/29-10. Заявлено 00.03,77; Опубл. 19?9. В:ол. !," 3.

•1. Сергеев В.и., Касарина Т.П. Грунтополикерше бервгоукрепи-•седыше соорукения датской $ирш. - Гидротехника л :;елйора-аия, 1031, Я 7, с■

Т.П. Еашарика. Гидравлические ¡¡сследованил русловых плот;-:;.' с Бодсвыпускныкя устройствами и прю:енсш:сы синтетических материалов. В сб.: Новые конструкции и гидравлика гидротехнических сооружений. - Новочеркасск: ШНлТ; гкдаотсхн. и гзлиор., 1931, с.^-Ы

6, йшзарика Т.П. Лсслздсванке облегченных русловых плотин.

В со. - Ри.сротехшчесйие сосру%сг.;т ;„елиоъ-атн;л;ух спето;.: с использование!.", >'атеучтгическ'/.х хотодсв и 0331 б управлении ього>.сзк7.ственшь,"л систеха?../.. - НоБсчеркг-со:, 1902,

7. Ка.сдрлна Т.П. Лгсйздоеание работы грунтонагашшо!!»: кс::сг— рукгай.//Исследование новых конструкций гидротехничесгах сооружений и вопросы эксплуатации гидрепелиоратиг-ннх сис-теу. - Ьовочар;;асс;с, 1983, с.

6. А.с. № 110361 СССР Ш В 02В 3/06. Способ возьедепия грун-тоарьпфзванних соорун;еш.Г, и устройство для его осуществления,/Т.П. Катарина, II.Т. Данбара, В.ь. Каиаркн; Поьочзрк. инженер.мелкор.инст-т. - № Зо49.;20/29~1о. Залплехо 23.12.62 (закрыто).

гз

3. Каюарина Т.П. Исследование работы грунтонаполняемпу конструкций // Исследование новых конструкций гидротехнических сооружений и вопроси эксплуатации гидромелиоративных систем. - Новочеркасск, 1933, с.73-74.

10. A.c. 1Ь II0036I СССР, ККИ Е 02 В 3/06. Способ возведения грунтоармированных сооружений и устройств для его осуществления J Т.П.Каиарша, В.И.Нашаркк, Н.Т.Дандара; -Новочеркасский пнкснер.-мелиор.ин-т.- Р 3549528/29-15,-Зоязлено 23.12.62 (Закрыто),

П. A.c. V; 1084350 СССР, МХИ Е 02 В 7/02. Устройство для крепления эластичных полотни'ц / В,А.Ковалев, О,Д.Носенко,

З.Н.Щедрин, Т.П.Коиарина; Юж.НИИ гидротех.и нелиор.- !," 3482930. Опубл. 07.04.&4. Бэл. № 13.

12.Каггр:шл Т.П.. Плотики из полимерных материалов на малых реках,- Гидротехника и мелиорация,- 1984, с.34-37 ( в соавторстве).

13. A.c. 1130657 СССР, Ш Е 02 В 8/06.- Водосливное водосбросное сооружение / Т.11.Ка;марпна, Н.-Т.Дандора, В.И.Кзнартг;

&х.НШ гидротсх. и мелиор,- Jp 3476130/29-15.~Заявл.26.07.82. Опубл. 23.I2.&1. Бэл. К- 47.

14. Kanapmia Т.П. Опыт применения гадроЕП'нтовых плотин //

Гидротехнические сооружения оросителыюх систбм'и эксплуатация.- Новочеркасск; Юн.НИИ гидрэтех. и мелиор-.у1964.

15.1С?ларкна Т.П. Натурные исследования работы мзкбргипе-вантовых плотин // Гидротехнические сооружения оросительных систем и эксплуатация,- Новочеркасск, Сл.№21 гидро'тех. и мелиор.,- IG84, с.60-69 (соавтор В.И.Юзп'зрин).

16. ICancpiiua Т.П. Исследование р.одссливнка-пизконапорны/. русловых плотин с применение;-? полимертгх материалов и местного груша / Тез .докл. Республ. науч.-техн. конференции "Посн--

зение объективности использования мелиорируемы^. земель" .Рсгно, часть Ш,1984.

Ypm Опарина Т.П. Использование мягких оболочек'при регулировании стока малых рек // Гидротехн.соору». и влпросы экспл. оросит.систем,- Новочеркасск,I9G6.

18. Руководство по применению кембранно-вантоььк плотин.-Новочеркасск, 1985, с.90 (соавтор В.И.Кадгарин B.Ii.HecBUTj,

19. Рекомендации по проектированию и эксплуатации облегчении*. плотин с водовыпускными устройствами.-Новочеркасск, Вк.НИИ к/лротехн. ь мелиор., 1985, с.90 (соавтор В.И. Каыарин).

20. A.c. 1209771 СССР Ш01 Е02Д 17/00. Способ возведения оснований н котлованах ниже уровня грунтовьк вод /Н Л'.Данаара, 1'.s..l%aaapwim, Д.АЛопсречннП, В.В.Горбунев, В.И.Каверин; о

- 3ÖC0567/2Ü-03. Зал плен о 05.01.84. Опубл.07.02.Об.Бол.Ь.

21. Катарина Т.Н. К расчету на ЭШ незамкнутой оболочки ~л?; мягких плотин. В сб.: Гидротехнические сооружения и вопросы зксичуатацим оросительных систем. - Новочеркасск: КМШИ гидро-:ехн. и мслиор., 1907, O.II7--I2I.

22. Инструкция по ныбору створа мембранко-вантовых плотин г::пе LÄi-Ä-30/2 (!Ш-Д-2р/2). - Новочеркасск, Юж.ПИИ гидротехн. ;: кеяиор., 1565.. IÖ с. (соавтор Каыарин Б.И.}.

23. A.c. 1708009 СССР Щ| Е02В 7/02. Водосливная \ ¡логина К&горлзк /Т.П. Катарина, В.И.Каиарнн, йк.НИП гидротехн. и мелпор.

- Г '1с93-492/29-15. Заявлено 07.03.69 (закрыго).

?.--±. TiuiOBof. альбом'. Уягкие водосиивше шютикк дяк иаяых годотокоь. - ;.i: Соазяодпроекг, IS92, 120 с. (в соавторстве).

25.. Казаркна Г.Ii. Onirr применения мягких плотин па малых рока::. /Тезисы кск-фзронцик /Совермениыо проблемы планирования >: управления водохозяйстзегеши системами. Новочеркасск. 1990, с.40.

-1здп::сано ь печать lö.oo.b-ir. Тдроа ЮСгкз. ¿ахаз :,: 7ъ__

ТдпэграГ-Ш äZZi г.аозочоркасск Ростовской обл.путинская