Статический расчет ковшового водосброса

Устойчивость ковшового водосброса определяется устойчивостью его отдельных элементов. Опыт эксплуатации показывает, что наиболее уязвимым элементом в оценке его устойчивости является ковш, а именно устойчивость его на всплытие. Коэффициент устойчивости определяется из условия:

(4.25)

Где - сумма всех вертикально действующих (удерживающих) сил; - сумма всех вертикально действующих (опрокидывающих) сил.

К удерживающим силам относят: Р₁ – собственный вес ковша; Р₂ – вес сороудерживающей решетки, служебного оборудования и затвора; Р₃ - удерживающая сила от трения грунта о стенки ковша.

(4.26)

Собственный вес ковша определится:

(4.27)

Где Р_ц и Р_ф – собственно вес полого ковша и фундаментной плиты.

Для выполнения расчета составим расчетную схему:

Рисунок.4.2. Схема ковша к статическому расчету ковшового водосброса.

(4.28)

(4.29)

По формуле:

Вес сороудерживающей решётки и вспомогательного оборудования принимаем 30% от собственного веса ковша:

(4.30)

Сила трения грунта о стенки ковша определяется величиной действующего активного давления влажного грунта:

(4.31)

Где К – коэффициент трения влажного грунта о стенки ковша, выполненные из бетона, К=0,4; l – периметр ковша по наружной стороне, l = 16,4м; Е_а - активное давление грунта:

(4.32)

Где h – мощность грунт за стенками ковша, ; φ – угол внутреннего трения влажного грунта за стенками ковша φ=37^ᵒ; γ_нас – объемная масо грунта за стенками ковша, n – относительная пористость грунта тела плотины, n=0,36.

γ_нас=(1-n)∙(γ_г – γ_в)=(1 -0,36)∙(26,7-10)=10,68 kH/м²;

Из формулы (4.32) получим:

Тогда по формуле (4.31):

К опрокидывающим силам относится действие взвешивающего давления

(4.33)

Где S_осн – площадь основания ковша, S_осн=7,6*6,8=51,68м²; - отметка низа фундаментной плиты ковша.

По формуле коэффициент устойчивости

Полученное значение коэффициента устойчивости больше допустимого , следовательно ковш будет устойчив к всплытию.