Budownictwo wodne:

Q_SNW = 4,94 [m³⋅s^-1] Q_m3% = 93,71 [m³⋅s^-1]

V_SNW = 0,898 [m⋅s^-1] V_m3% = 2,15 [m⋅s^-1]

h_SNW = 0,95 [m] h_m3% = 5,20 [m]

Obliczenie wysokości prędkości:

gdzie: k - wysokość prędkości

α = 1,0

g - przyspieszenie ziemskie = 9,81 [m⋅s^-2]

Dane wg. schematu obliczeniowego:

h = 0,35 [m]

P = NPP - rz. dna = 4,75 [m]

a = Q_m - rz. kor. prog. =0,36 [m]

P = h = 0,50 [m] dla prog. ruchomego

a = 4,61 [m] dla prog. ruchomego

Obliczenie światła jazu:

q - wydatek jednostkowy

1. dla jazu stałego

μ₁ = 0,83

μ₂ = 0,67

2. dla jazu ruchomego

μ₁ = 0,83

μ₂ = 0,62

Obliczenie współczynnika dławienia bocznego:

b_u= 4,47 [m]

d_f = 1,0 [m] - szerokość filara

Sprawdzenie warunków:

I warunek: B_rz > n ⋅ (b_u + b_f)

12 > 2 ⋅ (4,47 + 1,0)

12 > 10,94 [m] ← warunek spełniony

II warunek:
H₀ = 4,61 + 0,35 + 0,233 = 5,193 [m]

h_z = a = 4,61 [m]

0,88 ≤ 0,90 ← warunek spełniony

Jeżeli spełnione są dwa warunki, to liczymy ze wzoru:

Jeżeli nie jest spełniony choć jeden z warunków, wówczas liczymy ze wzoru:

gdzie: B_rz - szerokość rzeki (12,0 [m] z tematu)

n - ilość sekcji przelewowych

d_f - szerokość filara (przyjmowana 0,8 ÷ 1,2 [m])

ξ_p - współczynnik odpływu przyczółka

ξ_f - współczynnik odpływu filara

ξ_p = 0,5 - „Jazy zasady projektowania”, cz I Prof. T. Bednarczyk.

ξ_f = 0,618

Obliczenie pierwszej i drugiej głębokości sprzężonej:

Rys. 1

e = 0,13

T=4,19

e/T = 0,03106 → ε' = 0,612

h₁ = ε' ⋅ e = 0,612 ⋅ 0,13 = 0,079 [m]

h_s = 0,95 [m]

h₂ = 1,51 [m]

h₂ > h_s → odskok niezatopiony

d_n = (1,1 ÷ 1,2) ⋅ (h₂ - h_s)

d_n = 1,1 ⋅ 0,56 =0.62≈ 0,65 [m]

Rys. 2

T_OL = d_n + T'

T' = 4,25 [m]

T_OL = 0,65 + 4,25 = 4,90 [m]

ϕ = 0,95

α = 1,0

g = 9,81[m⋅s^-2]

h₁ = ?

q_n =0,968 [m³⋅s^-1⋅m^-1]

założono h₁ = 0,105 [m]

T_OL = T_OP

δ ∉ <1,0 ÷ 1,05> → warunek niespełniony

Dalszy ciąg obliczeń:

h_s = 0,95 [m]

h₂ = 1,30 [m] h₂ > h_s → odskok niezatopiony

d_n = (1,1 ÷ 1,2) ⋅ (h₂ - h_s)

d_n = 1,1 ⋅ (1,30 -0,95) ≈ 0,38 [m]

T_OL = d_n + T'

T' = 4,25 [m]

T_OL = 0,38 + 4,25 = 4,63 [m]

założono h₁ = 0,109 [m]

T_OL ≅ T_OP

δ ∈ <1,0 ÷ 1,05> → warunek spełniony

Obliczenie długości niecki wypadowej:

Rys. 3

L_c = L₁ + L_nsr = 4,09 + 5,58 = 9,67≈9,70 [m]

Obliczenie długości drogi filtracji pod budowlą:

Rys. 4

1. Metoda Bligh'a:

L_rz ≥ L_bezp

L_rz = L_0-1 + L_1-2 + L_2-3 + L_3-4 + L_4-5 +L_5-6= 3,50 + 2,80 + 3,00 + 9,67 + 2,00 + 2,70 = 24,27 [m]

L_bezp = C_B ⋅ H =6,0 ⋅ 3,80 = 22,80 [m] C_B = 6,0 dla ily, gliny miękoplastyczne

23,67 ≥ 22,80 → Warunek spełniony.

2. Metoda Lena:

L_rz ≥ L_bezp

L_rz = L_pionowe + (L_poziome)/3 = 11,00+(12,67)/3= 15,22 [m]

L_bezp = C_L ⋅ H = 3,0 ⋅ 3,80 = 11,40 [m] C_L = 3,0 dla ily, gliny miękoplastyczne

15,22 ≥ 11,40 → Warunek spełniony.

Oba warunki zostały spełnione. Zaprojektowano dwie ścianki szczelne.

Obliczenie wymiarów belek zamknięcia remontowego:

Rys. 5

Dane wyjściowe:

Głębokość wnęk remontowych w_r = 0,35 [m]

Wysokość belki zamknięcia remontowego h_b = 0,2 [m]

q = F ⋅ γ_w

δ_dop = 80 ÷ 110 [KG⋅cm^-2]

Poszukujemy szerokości belki:

q = F ⋅ γ_w = 0,93 ⋅ 10 = 9,3 [kN] γ_w = 10 [kN]

g ≥ 0,115 [m]

Szerokość belki zamknięcia remontowego wynosi g = 0,115 [m] = 11,5 [cm].

Przyjęte g = 12 [cm]

Obliczenie ciężarów:

• Obliczenie ciężaru zasuw:

Powierzchnia zasuwy: F = (b_uε + 2 ⋅ w) ⋅ h_z = (5,15 + 2 ⋅ 0,35) ⋅ 4,25 = 24,86 [m²]

1. Wg Schotlitsch:

2. Wg Brerziński:

3. Wg Jefimowicz:

• Obliczenie ciężaru urządzenia wyciągowego:

G_w = 0,7 ⋅ G_z = 13,02 ⋅0,7 = 9,11 [T] = 91,1 [kN]

• Obliczenie ciężaru kładki:

q_k - ciężar 1 mb kładki wynosi 0,1 [t/m³]

L_k - długość kładki wynosi 12,8 [m]

G_k = q_k ⋅ L_k = 0,1 ⋅ 12,8 = 1,28 [T/m³] = 12,8 [kN]

• Obliczenie ciężaru doku:

G_D = V_D ⋅ γ_b γ _b = 24 [kN/m³]

V_D = 248,03 [m³]

G_D = 288, ⋅ 24 = 7066,80 [kN]

• Obliczenie ciężaru filara:

G_f = V_f ⋅ γ_b

V_f=21,74[m³] γ _b = 24 [kN/m³]

G_f = 21,74 ⋅ 24 = 521,76 [kN]

• Ciężar wody na stanowisku górnym:

W_g = V_wg ⋅ γ_w γ _w = 10 [kN/m³]

W_g = 182,40 ⋅ 10 = 1824,0 [kN]

• Ciężar wody na stanowisku dolnym:

W_d = V_wd ⋅ γ_w γ _w = 10 [kN/m³]

W_d = 109,44 ⋅ 10 = 1094,40 [kN]

• Parcie wody od strony wody górnej:

H₁ = 2361,60 [kN]

• Parcie wody od strony wody dolnej:

H₂ = 339,50 [kN]

• Parcie filtracyjne:

P_f = P ⋅ Z ⋅ γ_w = 29,51 ⋅ 12,8⋅ 10 = 3777,28 [kN]

gdzie: P - pole wykresu parcia

Z - szerokość doku

• Wypór hydrostatyczny:

P_g = P ⋅ Z ⋅ γ_w = 13,00 ⋅ 12,8 ⋅ 10 = 1664,00 [kN]

gdzie: P - pole wykresu parcia

Z - szerokość doku

Obliczenie współczynnika bezpieczeństwa na przesunięcie:

(dla IV klasy budowli)

gdzie: f - współczynnik tarcia dla gliny piaszczystej 0,43

G - wypadkowa wszystkich ciężarów 10741,06 [kN]

V - suma sił wypierających (P_f + P_g) 5441,28 [kN]

W_x - różnica parcia poziomego wody górnej i dolnej (H₁ - H₂) 2022,10 [kN]

n_p = 1,12 > 1,05 ← warunek spełniony.

---