Водный транспорт леса - (курсовая)

короткие сроки, но не превышая суточную лесопропускную способность участка №1 ( 28. 0 тыс. м3). Предусматриваем по графику лесосплава начать выпуск лесоматериалов из запани 22 мая и завершить за 8 суток трёхсменной работы, то есть к 30 мая. После этого запань снимается и лесоматериалы со склада № 2 идут свободно по первому участку к месту назначения , то есть к устью реки. Таким образом в запани, с учётом восьми суток, сосредоточится лесоматериалов

106. 6+8*4. 2=140. 2 тыс. м3. Суточный выпуск из запани составит 140. 2/8 =17. 5 тыс. м3. Принима-ем 17 тыс. м3в сутки, с учётом гарантированного обеспечения сплава. Тогда по первому участ-ку, с учётом ежедневной сброски со склада №1 расположенного ниже запани-9000м3 в сутки имеем-17+9. 0=26 тыс. м3 < лесопропускной способности участка 1. Таким образом, численность рабочих на перепуск лесоматериалов через передерживающую запань определится. При суточ

ном выпуске 17000 м3 и норме 420 м3на человека в смену, потребуется 17000/420=39 человек в сутки. При трёхсменной работе 13 человек в смену. Суточная потребность рабочих в запани - че- ловек указывается в графике лесосплава с 22 мая по 29 мая включительно.

    3. 3. Разработка совмещённого графика лесосплава.

Вычерчиваются координатные оси. Левее оси ординат откладывают графу дата сплава, ежед-невная потребность рабочих на сброске, проплаве, запани (без учёта плотового сплава). Ниже оси абсцисс схема реки, места расположения складов, впадения притоков, их загрузка, интенсив-ность сброски лесоматериалов. Далее наносят линииТв-возможная продолжительность лесоспла

ва по участкам реки (из задания 1. 4) и “Тр” расчётная продолжительность лесосплава ( по расчё-ту). На участке №1 откладывается ордината вывода плотов (15 суток из гидрографа створа №1).

Проводятся линии движения “головы” и “хвоста” лесосплава на втором и первом участках. Про

должительность проплава “головы” и “хвоста” лесосплава определяют путём деления длины участка на скорость их движения (Vг, Vх). Окончание лесосплава на втором участке не должно быть позже расчётной продолжительности молевого лесосплава на первом участке.

По данным (п. 1. 6) задания на график наносят вертикальную линию продолжительности вы-пуска из притока. Двойной вертикальной линией наносят сроки задержки леса в запани и выпус-ка из неё. График лесосплава (рис. 3. 2) в пояснительной записке следует выполнять на миллимит

    ровой бумаге (желательно формата 297*420 мм).
    4. Расчёт поперечной запани.
    4. 1. Определение длины пыжа.

Исходные гидравлические характеристики расчётного створа реки даны в первом разделе расчётной записки. Для расчёта длины пыжа используются гидравлические характеристики для года средней водности (50% обеспеченности). По графику лесосплава выясняют декаду месяца, в течение которой лесоматериалы поступают в запань по формуле (1. 20):

    Qд=Qрс*кдек,

где Qрс-средний расход воды заданного процента обеспеченности в расчётном створе.

    , (4. 1)

где Qp%-среднегодовой расход воды года заданной обеспеченности в створе водомерного поста

    (табл. 1. 1);

Fрс, F-соответственно площади водосбора реки в створах расчётном и водомерном поста (при

нимаются по графику нарастания площади водосбора, рис. 1. 1); кдек-модульный коэффициент декадного стока по данным водомерного поста /п. 2. 2 задания/.

По расходам Qдек и рис. 1. 4. определяют соответствующие им скорость течения V, среднюю глу бину h, ширину реки в створе запани вз. После этого методом последовательных приближений определяют длину лесохранилища для лет 50% и 90% обеспеченности по водности. Если полу-чится, что длина пыжа будет больше расстояния от устья притока до запани, то следует изменить

технологический процесс лесосплава. Или перенести место расположения запани, изменить ин

тенсивность сброски лесоматериалов или др. Методом последовательных приближений находим длину пыжа.

Длина бревенного пыжа в лесохранилище Lп, образованного поперечной запанью опреде ляется по формуле /3, стр. 98/:

    , (4. 2)
    где Wср-расчётный объём лесоматериалов в запани, м3;
    rот-относительная плотность древесины, rот=0. 7;

h-полнодревесность пыжа, равная отношению объёма брёвен в пыже к его геометриче скому объёму, h=0. 3;

    Таблица 4. 1

Средние гидравлические характеристики реки в створе запани (6 мая-начало заполнения запани, по гидрографу створа запани (рис. 1. 7)Q50%=126 м3/с, Q90%=110 м3/с Процент

    обеспе
    ченности
    стока, Р%
    Значение гидравлических характеристик
    Расход Q, м/с
    (по гидрогра-фу, рис. 1. 7)
    Отметка уров-ня воды Z, м
    (рис. 1. 4)
    Скорость тече-ния V, м/с
    (по рис. 1. 4)
    Ширина реки
    В, м
    (по рис. 1. 4)
    Средняя глу-бина реки hр, м (по рис. 1. 4)
    50
    90
    128
    115
    41. 2
    41. 0
    0. 82
    0. 78
    65
    64
    2. 4
    2. 2

где вз-средняя ширина водохранилища при уровне воды в период формирования пыжа, вз=65 м (табл. 4. 1);

tср-средняя толщина пыжа, зависящая от средней бытовой скорости течения “V”, средней глу бины реки h в зоне лесохранилища, длины пыжа Lп и от коэффициента стеснения ш шири ны реки пыжом

    ;
    в-ширина реки.
    Значение tср определяется по зависимости (3, стр. 98):
    tср= tср0*ц (4. 3)

где tср0-средняя толщина пыжа в зависимости от V и h, при частном значении Lп=700 м и от отно сительно плотности древесины сот=0. 7;

    ц-поправочный коэффициент, зависящий от длины пыжа.
    Таблица 4. 2.
    Значения ц=f(Lп) (3, стр. 98)
    Lп
    100
    300
    500
    700
    1000
    2000
    ц
    1. 2
    1. 1
    1. 04
    1. 0
    0. 96
    0. 92

По таблице 4. 1. при обеспеченности Р-50%, имеем показатели: V=0. 82 м/с; h=2. 4 м. По этим па раметрам. С использованием таблицы 16 (3, стр. 98) находим значение tср0=0. 88 м, при частном значении Lп=700 м. В первом приближении длина пыжа Lп1 при Р-50% определяется: По аналогии ведётся расчёт Lп и для обеспеченности Р-90%.

    Данные расчёта заносятся в таблицу 4. 3.
    Таблица 4. 3.
    Значения длины пыжа при 50% и 90% обеспеченности.
    Обеспеченность
    tср0, м
    Lп1, м
    ц
    tср, м
    Lп, м
    50
    90
    0. 82
    0. 78
    4703. 0
    4906. 0
    0. 92
    0. 92
    0. 77
    0. 77
    4969. 7
    4980. 3

Значение от запани до устья притока 5 км ( по заданию). В расчёте Lп=4. 9 км, что обеспечивает достаточную ёмкость молехранилища.

    4. 2. Выбор типа запани, расчёт сил, действующих на запань.

Расчёт силы давления пыжа на запань следует вести для гидравлических характеристик реки в

створе запани, соответвтвующим максимальному расходу воды 10% обеспеченности. По расчёт-ным результатам расхода водыQ ( формула 1. 7) и данным гидравлических характеристик (рис. 1. 4) в створе запани, имеем основные параметры, которые приведены в табл. 4. 4.

    Таблица 4. 4.
    Гидравлические характеристики в створе запани при Р-10%.
    Обеспеченность
    Р, %
    Расход воды Q,
    м/с
    Скорость тече-ния V, м/с
    Ширина реки вз,
    м
    Глубина реки h, м
    10
    351. 8
    1. 25
    78
    3. 9

При скорости течения V>0. 75 м/спринимаем лежнево-сетчатую запань. Сила давления пыжа на запань определяется по зависимости /3, стр. 100/:

    (4. 4)

где Lр-расчётная длина пыжа. При Lп >8*вз. Принимаем Lр = Lп , при Lп

tп-среднее удельное давление потока на единицу площади пыжа; tв-среднее удельное давление ветра на единицу площади пыжа; b-коэффициент, учитывающий взаимодействие пыжа с берегами, зависящий от отношения

    Lр/вз;

b 1-коэффициент, учитываюший извилистость русла. В курсовой работе принимается b 1=1. tп определяется по формуле и таблице /3, стр. 100где

tп=tп1*jt, (4. 5) где tп1-удельное давление потока на пыж при частном значении потока на пыж при частном значенииLп=700 м /3, стр. 100/;

jt-поправочный коэффициент, зависящий от длины пыжа, имеющий значения: Lп

    100
    300
    500
    700
    1000
    2000
    jt
    1. 75
    1. 30
    1. 05
    1. 0
    0. 80
    2. 57
    tв определяется по формуле:
    , (4. 6)

где -опытный коэффициент, зависящий от скорости ветра Vв, =0. 023; rв-плотность воздуха, rв=1. 3;

    Vв-скорость ветра, Vв=12 м/с.

В курсовой работе: Lп =8*вз=8*78=624 м; tп1=50 Па; jt=1. 05; tп=50*1. 05=52 Па ; tв=0. 023*1. 3*122/2=2. 15 Па; b=0. 38 /3, стр. 98/

    Сила давления пыжа на запань, Рд:
    Рд=
    4. 3. Выбор крепления запани (опор и лежней).

Натяжение лежня запани определяется по зависимости /3, стр. 103/:

    T=k*Pд , (4. 7)

где к-коэффициент, зависящий от стрелы провеса лежня f , принимается по таблице 19 /3, стр. 104/.

Рекомендуется значение f = 0. 3*вз, при этом длина лежня в пределах запани L=1. 23*вз, коэффи циент к=0. 57 .

    В курсовой работе натяжение лежня определяется:
    Т=0. 57*1010. 711=576139 Н

Расчётное натяжение лежня определяется по зависимости /3, стр. 104/:

    Тр=3*Т (4. 8)
    где 3-коэффициент запаса, принимаемый для лежней
    Тр=3*576139=1728417Н

По лежнево-сетчатой запани натяжение верхней ветви лежня Тв определяется /3, стр. 104/:

    , (4. 9)

где tп-поводная толщина пыжа у запани, принимается по таблице 29, tп=f(V, h) (3, стр. 105); tп=2; а-возвышение верхней ветви лежня над водой , в зависимости от конструкции плитки запани,

    рекомендуется а=0. 35 /3, стр. 104/.
    Тв=
    Натяжение нижней ветви лежня Тн:
    Тн=Тр-Тв=1728417-1029695=698722Н
    Для лежней принимают канаты диаметром от 30 до 60 мм.
    Число канатов определяют по зависимости /3, стр. 104/:
    , (4. 10)
    где R-разрывное усилие каната.

Расчётное натяжение в подвесках Тр. пд определяют по эмпирической зависимости /3, стр. 104/:

    Тр. пд=0. 21*Руд*, (4. 11)

где Руд-удельное натяжение лежня, приходящееся на 1 м его длины в пределах речной части:

    , (4. 12)
    где Lр. ч. =1. 23*вз=1. 23*48=96м
    Руд= на погонный метр;

-расстояние между подвесками. Принимается не менее 0. 5 длины сплавляемых лесома

    териалов; =4. 5/2=2. 25 м
    тогда Тр. пд=0. 21*18004*2. 25=8507 Н
    Выбор канатов:
    -верхняя ветвь лежня имеет расчётное натяжение
    Тр. в. =1029. 7 кН
    -нижняя ветвь имеет: Тр. н. =698. 7 кН

Принимается лежень: верхней ветви-канат стальной, двойной свивки, d = 35. 5 мм ; -типа ТК, конструкции 6*30*(6+12+12)+1 о. с. , ГОСТ 3085-69, маркировочная группа проволо

    ки 1962мПа, масса 1000 м – 6270. 0 кг;

-размерное усилие 1138 кН >1029=Тр. в. , что удовлетворяет существующим параметрам. Нижняя ветвь-канат стальной d = 30 мм, двойной свивки, типа ТК конструкции 6*30*(6+12+12) +1 о. с. , ГОСТ 3085-69, маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1962мПа . Разрывное усилие 804 кН > Тр. н. =698. 7 кН , масса 1000 м – 6270 кг .

    Длина лежня определяется по формуле:
    Lл=1. 23*вз+100+20, (4. 13)

где 100 и 20 –расстояние от уреза воды до опор и концов закрепления на анкере.

    Lл=1. 23*78+100+20=216 м
    Рис. 4. 1. Схема к расчёту лежня

1-анкерная опора; 2-лежень3-плитка запани; f-стрела прогиба; вз-ширина реки в створе запа ни в период формирования пыжа.

Канат для подвесок, при Тр. пд=7. 0 кН. Принимаем канат стальной d=18 (меньше не допускается для запаней), двойной свивки, типа ЛК-Р конструкции 6*19*(1+6+6+6)+1о. с. , ГОСТ-2688-80, маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1600мПа, масса 1000 м-844. 0 кг, разрывное усилие 169 кН >7. 0 кН .

    Длина подвесок определяется по формуле /3, стр. 105/:
    , (4. 14)
    Количество подвесок:
    ,

Наплавные элементы и береговые опоры. Принимаем две береговые анкерные опоры, так как

Берег незатопляемый, в качестве опоры принимаем анкерно-стенчатую.

    Рис. 4. 2. Схема к расчёту анкерно-стенчатой опоры.

Высота опорной стенки (hс) определяется по зависимости /3, стр. 114/:

    =, (4. 13)
    где m-коэффициент запаса устойчивости, m=1. 75;

Рг-нагрузка на опору, определяется как значение натяжения лежня, Т=576139 Н; rг-плотность грунта, кг/м3, rг=1900;

    lп-коэффициент пассивного отпора грунта /3, стр. 113/:
    , (4. 16)
    j-угол внутереннего трения грунта, j=400,
    -длина стенки (анкера), =6 м;
    вг-ширина траншеи, вг=1. 2 м
    =
    Диаметр стоек определяется по формуле /3, стр. 114/:
    , (4. 17)
    где -допускаемое натяжение древесины, =102*105 Н/м2

Размеры анкера. Анкер рассчитывают как балку, лежащую на двух опорах и нагруженную

    сосредоточенной нагрузкой Рг. л. , с расчётным пролётом .
    Рис. 4. 3. Расчётная схема анкера.
    Момент сопротивления анкера W0 определяется:
    , (4. 18)
    , (4. 19)
    где Рг. а. -нагрузка на анкер.
    Рг. а. =1. 75. Тлеж=1. 75*576139=1008243 Н;
    -расчётный пролёт балки (анкера), /3, стр. 114/:
    где -длина анкера, =6 м;
    вп-ширина призмы, вп=6 м;
    =3 м;
    ;
    При круглом сечении анкера, момент сопротивления W:
    W=0. 1*d3
    При квадратном сечении анкера:
    0. 07=0. 01*d3;
    Параметры анкера при квадратном сечении:
    0. 07=;

Наплавные сооружения запани-плитки. Принимаются двухрядные запанные плитки размерами 4. 5*6. 5м.

    Количество плиток nпл определяется:
    где 80-ширина реки в створе запани;

1. 23-удлинение лежня в русловой части за счёт стрелы прогиба “f” 4. 5-ширина запанной плитки.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6