double arrow

ВВЕДЕНИЕ

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ ЛЕСА

Методические указания для выполнения

курсового проекта

Петрозаводск 2007

Рассмотрены и рекомендованы к печати на заседании методической комиссии Лесоинженерного факультета Петрозаводского Государственного Университета____ ноября 2006 г.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета

Составитель

В. А. Новиков, кандидат технических наук, доцент

СОДЕРЖАНИЕ

  стр.
Введение  
Технологические расчеты участков сброски береговых складов с последующей сплоткой на воде  
Технологические расчеты береговых складов со сплоткой на берегу  
Методика расчета направляющего реевого бона  
Методика расчета поперечной лежнево-сетчатой запани  
Методика расчета анкерно-стенчатых береговых опор  
Методика расчета ряжевых береговых опор  
Технологические расчеты участков лесосплавного рейда  
Тяговые и прочностные расчеты сортиментных плотов  
Определение необходимого количества буксировщиков для транспортировки плотов  
Технологические расчеты рейдов приплава  
Список рекомендуемой литературы  

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания содержат рекомендации для выполнения курсового проекта по дисциплине «Водный транспорт леса» для специальности «Лесоинженерное дело». Водный транспорт леса является одной из основных транспортных отраслей лесной промышленности.

Предлагаемая методика решения конкретных производственных задач, даст возможность расширить и закрепить знания студентов по изучаемому курсу, применить полученные навыки при расчете оборудования и производственных участков, используемых на предприятиях водного транспорта леса.

В работе над курсовым проектом рекомендуется использовать средства вычислительной техники и стандартные пакеты прикладных программ, позволяющих решать подобного рода задачи, как в численном, так и в графическом исполнении.

Курсовой проект выполняется в соответствии с индивидуальным вариантом, выданным преподавателем в начале семестра.

В ходе работы над проектом студентам рекомендуется рассматривать и предлагать технические и расчетные решения соответствующие современным взглядам на вопросы транспортировки леса водными путями, использовать дополнительную специальную литературу по изучаемому курсу.

Выполненный курсовой проект оформляется в соответствии с требованиями по оформлению курсовых и дипломных работ.

Защита курсовых проектов предполагает публичное обсуждение предлагаемых студентами вариантов, что в результате позволит рассмотреть многообразие способов технического решения конкретных производственных задач, даст необходимые навыки принятия различных инженерных решений.

Данные для технологических расчетов участков сброски

береговых складов со сплоткой на воде

Таблица 1.1

Исходные данные Вариант
                   
Объем круглых лесоматериалов, поступающих на участок сброски , тыс. м3                    
Средний диаметр бревен , м   0,32   0,20   0,30   0,29   0,28   0,27   0,26   0,25   0,24   0,22
Средняя длина бревен , м   6,5   6,0   7,0   7,5   8,0   8,5   9,0   9,0   9,5   5,5
Продолжительность поступления круглых лесоматериалов , сут                    
Продолжительность сброски , сут                    

Данные для технологических расчетов склада с береговой сплоткой сортиментов и формированием плотов на воде

Таблица 1.2

Исходные данные Вариант
                   
Объем хлыстов, поступающих на склад , тыс. м3                    
Продолжительность работы берегового склада не более , сут                    

1. Технологические расчеты участков формирования штабелей и сброски круглых лесоматериалов на береговых складах, с последующей сортировкой, сплоткой и формированием плотов на воде.

Круглые лесоматериалы поступают в межнавигационный период на незатопляемый участок сброски и складируются в штабеля. С наступлением навигации штабеля расформировываются и сбрасываются воду с последующей сортировкой, сплоткой и формированием плотов на участках генерального рейда.

Требуется: выбрать тип и схему расположения штабелей на берегу; рассчитать основные их характеристики; определить схемы и необходимое количество механизмов на формировании и разборке штабелей; рассчитать количество рабочих занятых на основных работах; показать схему расположения штабелей и технологии формирования и разборки; описать технологию работ на основном производственном цикле.

1.1 Складирование круглых лесоматериалов.

Сезонный запас круглых лесоматериалов размещается в штабелях на оборудованных площадках с подштабельными основаниями и местами безопасной сброски.

Объем одного штабеля можно определить, м3

,

где - ширина штабеля () м; , - длина и высота штабеля, определяются в зависимости от схемы расположения штабелей и оборудования на формировании и разборки штабеля м; - коэффициент полнодревесности штабеля (таблица 1.3).

Значения коэффициента полнодревесности штабеля

в зависимости от диаметра бревен

Таблица 1.3

Тип штабеля в зависимости от , м
0,06…0,13 0,14…0,21 0,22…0,25 >0,25
Рядовой Пачковый Плотный Пачково-рядовой 0,45 0,50 0,55 0,52 0,47 0,60 0,65 0,62 0,54 0,63 0,68 0,65 0,60 0,65 0,72 0,68

Количество штабелей для размещения заготовленной древесины

,

где – навигационный объем сброски лесоматериалов с площадки, м³.

Площадь одного подштабельного места, м2

,

где - допустимый разброс торцов бревен в штабеле (в данной работе можно принять ), м.

Длина фронта штабелевки при расположении штабелей перпендикулярно к берегу определяется

,

где - расстояние между соседними штабелями (в данной работе можно принять ), м; - ширина противопожарного разрыва (в данной работе можно принять ), м; - количество противопожарных разрывов.

Длина фронта штабелевки при расположении штабелей вдоль берега

,

где - количество штабелей по фронту вдоль берега.

Суточная интенсивность поступления круглых лесоматериалов на участок формирования штабелей, м3

,

где – объем леса укладываемый в штабеля, м3; - продолжительность формирования штабелей, сут.

Суточный объем сброски лесоматериалов, м3

,

где – объем леса, подлежащий сброске, м3; - продолжительность сброски, сут.

1.2 Определение количества механизмов на формировании штабелей и сброске круглых лесоматериалов в воду

Количество механизмов на операции можно определить

,

где - сменная производительность механизма на операции формирования штабелей и сброске (применяются лебедки, лесосбрасыватели, лесоштабелеры, погрузчики, краны), м³/смену; - количество рабочих смен в сутки.

Ежедневную потребность рабочих, занятых на формировании штабелей и сброске лесоматериалов определяют исходя из состава бригады, обслуживающей механизмы, с учетом сменности работы.

2. Основные технологические расчеты склада с береговой сплоткой сортиментов и формированием плотов на воде, с последующей отправкой в плотах и судах.

В состав основного цикла производственного процесса таких береговых складов входят следующие технологические операции: разгрузка лесовозного транспорта; создание запаса хлыстов; раскряжевка хлыстов; сортировка круглых сортиментов; сплотка круглых сортиментов; создание межоперационного запаса пучков; сброска пучков в воду; формирование плотов; отправка плотов потребителю.

Требуется: выбрать технологическую схему работы берегового склада; определить необходимое количество оборудования используемого на основных операциях; рассчитать количество рабочих; представить и показать схему работы берегового склада; описать технологию работ на основном производственном цикле.

2.1 Определение необходимого количества оборудования и рабочих, занятых на основных технологических операция берегового склада.

Сменная производительность линии определяется производительностью ведущей машины. Для берегового склада с данным технологическим процессом ведущей машиной является раскряжевочная установка

,

где - сменная производительность ведущей в линии машины, м3; - количество основных механизмов составляющих поточную линию; - коэффициент безотказности работы линии ( =0,85-0,95).

Необходимую сменную производительность линии определяют

,

где – объем леса, подлежащий сброске, м3; - продолжительность работы склада, сут.

Для выбора минимальной средней производительности необходимо определить все сменные производительности установок, работающих в линии

,

где - часовая производительность установки, м3/ч; - продолжительность смены ( =7), ч; - коэффициент использования рабочего времени ( = 0,9).

Количество потребных поточных линий определяется

.

Количество механизмов на операции можно определить

.

Ежедневную потребность рабочих на всех основных технологических операциях берегового склада определяют исходя из состава бригады, обслуживающей механизмы, с учетом сменности работы.

Данные для гидрологического и статического расчета

реевого бона

Таблица 3.1

Исходные данные Вариант
                   
Средняя поверхностная скорость течения , м/с   0,60   0,90   1,25   2,05   1,20   1,30   2,40   1,65   1,85   2,35
Расчетная скорость ветра , м/с   12,2   13,8   14,1   15,6   15,9   12,5   13,5   14,5   15,5   13,3
Конструкция бона и осадка (см. сноску)*                    
Ширина бона , м 1,2 1,1 1,3 1,1 1,6 1,4 1,2 1,5 1,0 1,3
Коэффициент перекрытия потока боном   0,30   0,50   0,44   0,39   0,48   0,33   0,37   0,42   0,34   0,29
Ширина реки в месте установки бона , м                    

*-Однобревенчатый шпоночный без козырька ( =0,25 м); 2 – нагельный с козырьком в одно бревно ( =0,40 м); 3 – болтовой с козырьком ( =0,50 м); 4 – пакетный с козырьком ( =0,65 м).

3. Основные гидрологические и статические расчеты элементов реевого бона.

Реевые боны относятся к лесонаправляющим гидротехническим сооружениям и предназначены для управления движением и предотвращения выноса плывущего леса или сплоточных единиц за пределы лесосплавного хода.

В курсовом проекте предполагается, что сброшенные с участков формирования штабелей круглые лесоматериалы до участков лесосплавного рейда проходят вдоль реевого бона, ограждающего сложный для проплава участок.

Требуется: выбрать конструкцию бона; рассчитать его основные элементы; представить схему бона.

3.1 Гидродинамический расчет реевого бона.

На бон, установленный на реке, воздействуют поток воды, плыву­щий лес и ветер (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема для расчета реевого бона

Нагрузка на бон складывается из трех основных составляющих: нагрузки от потока , нагрузки от проплывающего леса и нагрузки от ветра . Каждую из составляющих по характеру воздействия на бон можно разложить на две взаимно перпендикулярные силы: нормальную и параллельную .

Нормальную и параллельную составляющие силы воздействия речного потока определяют по формулам:

,

,

где - плотность воды, кг/м3; – поверхностная скорость течения, м/сек; - угол между боном и направлением течения, град (табл. 3.2); - коэффициент сопротивления давления, зависящий от угла и осадки бона (табл. 3.3); - осадка бона, м; - коэффициент сопротивления трения (для бонов без козырька =0,018, для бонов с козырьком = 0,025... 0,030); - ширина бона, м; - длина бона зависит от угла установки по отношению к потоку и коэффициента перекрытия потока

,

где – ширина реки в месте установки бона, м.

Значения предельных углов установки бонов в зависимости

от конструкции и скорости течения

Таблица 3.2

Конструкция и осадка бона Угол α между продольной осью бона и направлением течения при поверхностной скорости, град.
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Однобревенчатый без козырька (t = 0,25 м) С козырьком в одно бревно (t = 0,40 м) С козырьком (t = 0,50 м) С козырьком (t = 0,65 м)         -

Значения коэффициент сопротивления давления ςБ в зависимости от угла установки бона и осадки

Таблица 3.3

Тип бона и осадка бона t, м Значенме ςБ для углов α, град.
         
Однорядный без козырька(t=0,25м) с числом бревен в ряду: n = 4 n = 6 c козырьком из одного бревна (t = 0,40 м) с козырьком (t = 0,60 м)   0,38 0,43 0,44 0,50   0,41 0,47 0,48 0,56   0,45 0,51 0,55 0,65   0,49 0,55 0,67 0,77   0,52 0,59 0,74 0,93

Нормальную составляющую силу воздействия плывущего леса определяют

,

где - коэффициент сопротивления трения, зависящий от конструкции бона. Для реевого однорядного бона без козырька ( =0,25 м) - = 0,014; для реевого бона с козырьком в одно бревно ( =0,40м) - = 0,013; для реевого бона с козырьком ( =0,50...0,60м) - = 0,006; bЛ - ширина полосы леса, плывущего вдоль бона, определяемая по формуле

,

где - коэффициент, учитывающий, какая доля проплывающего вдоль сооружения леса давит на наплавную часть (принимается в пре­делах 1,0...0,5, исходя из схемы сооружения); - коэффициент неравномерности прохождения леса ( = 2,0...3,0 - для подготовленных лесосплавных путей, =3,0...5,0 - для не­подготовленных); - суточный объем лесоматериалов, проплывающих по рассмат­риваемому участку реки, м3

;

- объем леса, подлежащий сброске, м3; - продолжительность сброски (принимается по фактическому времени сброски), сут.; - время движения через расчетный створ в сутки (для двухсменной работы равно количеству часов сброски и рекомендуется ), ч; - коэффициент перехода от поверхностной скорости к скорости движения лесоматериалов ( = 0,5...0,6 - для горных рек; = 0,7...0,8 - для равнинных рек); hУС - условная высота полосы проплывающих круглых лесоматериа­лов, м

;

dСР – средний диаметр бревна, м.

Суточный объем лесоматериалов, проплывающих по рассмат­риваемому участку реки необходимо сравнить с суточной лесопропускной способностью расчетного створа участка реки . Необходимо выполнение соотношения

,

в противном случае увеличиваются сроки сброски лесоматериалов с берегового склада или осуществляются мероприятия по увеличению лесопропускной способности реки.

Суточная лесопропускная способность участка реки определяется

,

где - коэффициент заполнения лесосплавного хода (при , при ; - ширина сплавного хода в сжатом состоянии, м

;

– ширина реки в месте установки бона, м; - коэффициент использования ширины реки (таблица 3.4);

Значения коэффициента использования ширины реки

Таблица 3.4

ВР                  
ε 0,70 0,60 0,50 0,42 0,37 0,33 0,28 0,25 0,20

- объем лесоматериалов, плотно располагающихся на 1м2 водной акватории и принимается, м32

.

Параллельную составляющую силы от воздействия проплывающего леса определяют по формуле, Н

где - коэффициент трения плывущего леса о бон ( = 0,3...0,4).

- нормальное давление леса на бон, обусловленное действием ветра на лес, Н

,

где: – плотность воздуха, =1,3 кг/м3; vВ – скорость ветра в месте установки бона, м/с; – коэффициент сопротивления воздуха, зависящий от его скорости (при = 12…16 м/с - = 0,011…0,009); – ширина проплывающего вдоль бона леса, м.

Сила перпендикулярного воздействия ветра на бон определяется как сумма

,

где - сила давления ветра непосредственно на бон.

,

где: – ширина бона, м.

При ширине полосы проплывающего леса < 2,0м величину силы не учитывают, так как дополнительное давление от плывущего леса на бон не наблюдается вследствие изменения скоростного режима потока воды у бона.

При ширине полосы плывущего леса < 1м даже уменьшается давление потока воды на бон.

Нормальная составляющая от действия потока, леса и ветра на бон определяется

.

Сила воздействия потока на реи (нормальная составляю­щая)

,

где - коэффициент сопротивления давления на реи (значения в за­висимости от конструкции бона и осадки реи при длине реи = 6,5м приведены в табл. 3.5); - угол атаки реи потоком,

;

- угол между боном и реей, оптимальное значение

,

определяется из условия обеспечения максимального момента силы относительно точки опоры бона.

Значения коэффициента сопротивления давления на реи

при длине реи = 6,5м и различных осадках бона

Таблица 3.5

Конструкция бона и осадка реи tР Значение ζР при угле γ, град.
     
Рея при 4…6-бревенчатом боне (t = 0,25 м; tР = 0,5…0,6) То же, при боне с козырьком (t = 0,40 м; tР = 0,5…0,6) То же, при боне с козырьком (t = 0,60 м; tР = 0,5…0,65) 0,95 1,14 1,44 1,00 1,22 1,50 1,07 1,27 1,57

Для удержания бона под углом направлению потока количество рей определяют из уравнения моментов относительно точки О (рис. 3.2)

,

где – количество рей.

Учитывая, что , количество рей определяем из условия

,

а расстояние между реями равно

.

Из уравнения проекции всех сил, действующих на бон, определяем нагрузку на головную опору

.

Для многоопорного бона нагрузка на головную опору определяется по формуле

.

В зависимости от количества рей нагрузку на одну промежуточную опору определяют из условия

,

где - нормальная нагрузка на один погонный метр бона, Н; - расстояние между опорами, м.

Нормальная нагрузка на один погонный метр для многоопорного бона определяется

.

Нагрузку на канат или на звеньевые соединения бона можно опре­делить по формуле определения нагрузки на головную опору с учетом внешних сил, приложенных только к части бона от его конца до рассматриваемого соединения.

Сечение кана­та подбирают по разрывному усилию с трехкратным коэффициентом за­паса прочности. Так же с трехкратным запасом проектируют головную и промежуточные опоры.

1.2. Статический расчет реевого бона

Бон рассматривают как балку, лежащую на двух опорах, из которых одна подвижная, и рас­считывают на поперечные, продольные или совместные нагрузки. Часть бона между двумя смежными опорами - реями, якорными опорами или выносами - принимают за расчетный пролет.

Расчет бона на прочность при воздействии поперечных нагрузок выполняют по формуле

,

где - допустимое напряжение в материале бона при поперечном из­гибе, Н/м2 (табл. 3.6); момент сопротивления поперечного сечения бона

,

где - опытный коэффициент, учитывающий влияние на прочность бона стыков бревен и элементов связи (табл. 3.7); - число бревен в поперечном сечении бона

;

– момент сопротивления бревна, , здесь диаметр бревна в конструкции бона, можно принять м.

Допускаемые напряжения для сосны 2-го сорта

для сооружений IV класса

Таблица 3.6

Вид напряжения Допускаемое напряжение, Н/м2
Основные воздействия Основные и дополнительные воздействия
Изгиб, сжатие или смятие вдоль волокон Растяжение вдоль волокон Сжатие и смятие поперек волокон Скалывание при изгибе Перерезание при изгибе 0,100 0,085 0,015 0,018 0,038 0,120 0,102 0,018 0,022 0,046

Значение коэффициента

Таблица 3.7

Конструкция бона Значение КW при числе бревен бона
         
Болтовой Нагельный бон, усиленный проволочными обвязками Пакетный бон с врезанными обвязками Шпоночный бон, усиленный проволочными обвязками 1,04 0,84 0,68 0,78 1,28 1,08 - 1,02 - - 0,96 - 1,62 1,42 - 1,36 - - 1,35 -

Допускаемое напряжение на участки бона можно представить в следующем виде

.

Для нагельных и шпоночных бонов, не имеющих усилия наружных стыков в растянутой зоне, значение уменьшается примерно в 1,5 раза.

Под воздействием продольных нагрузок разрушение бонов проис­ходит от скалывания или смятия древесины. В бонах с болтовым соеди­нением происходит смятие древесины вдоль волокон в гнездах для бол­тов; с нагельными соединениями смятие нагелей происходит поперек волокон; со шпоночным соединением происходит излом шпонок; в пакетных соединениях - разрыв обвязок.

Расчет бонов на прочность от этих нагрузок заключается в определении допустимых нагрузок no следующим эмпирическим зависимостям:

для бонов с болтовым соединением

;

для бонов с нагельным соединением

;

для бонов со шпоночным соединением

;

для пакетных бонов с врезанными обвязками

,

где , , , - опытные коэффициенты, учитывающие конструктив­ные особенности бонов (табл. 3.8); , , - значения допускаемых напряжений при соответствующих напряжениях (табл. 3.6); , , - средний диаметр бревна, болта, нагеля, м; - площадь сечения проволочной обвязки; для 4-бревенного бона принимается равной 50 мм2, для 7-бревенного бона - 75 мм2, для 10-бревенчатого бона – 100 мм2.

Значения коэффициентов , , ,

Таблица 3.8

  Тип соединения бонов Значения опытных коэффициентов β в зависимости от числа бревен
         
Болтовой, βБ Нагельный, βН Шпоночный, βШ Пакетный, βП 2,5 0,8 0,046 3,4 5,5 1,4 0,07 - - - - 6,4 10,3 2,5 0,108 - - - - 9,4

При совместном действии поперечных и продольных сил на реевый или многоопорный бон возникают напряжения в отдельных его элементах. Расчет для этого случая выполняют по формуле

.

В этом случае продольная нагрузка на бон равна

.

Условная площадь поперечного сечения бона, определяется по формуле

,

где - напряжение на растяжение, допустимое для круглых лесомате­риалов (табл. 3.6).

Данные для расчета поперечной сетчато-лежневой запани

Таблица 4.1

Исходные данные Вариант
                   
Средняя плотность древесины , кг/м3                    
Средняя ширина лесохранилища , м                    
Средняя глубина по месту формирования пыжа , м 3,6 4,2 5,3 6,8 7,8 4,6 5,3 6,7 3,9 4,4
Ширина реки в створе запани , м                    
средняя бытовая глубина в створе расположения запани , м 4,5 5,8 6,1 5,8 7,2 5,9 6,8 7,5 6,9 4,7
Значение коэфф. сужения к запани русла , град                    
Поправочный коэффициент провеса 0,50 0,38 0,32 0,15 0,23 0,12 0,28 0,26 0,33 0,44

4. Методика расчета поперечных запаней

Генеральные запани применяются для временного хранения круглых лесоматериалов перед сортировкой, сплоткой, формированием плотов с последующей отправкой потребителю.

Требуется: определить нагрузки, действующие на запань, рассчитать основные элементы генеральной запани, представить схему запани.

4.1. Определение длины пыжа в лесохранилище.

Методика определения длины пыжа в лесохранилище (определение длины лесохранилища) одинакова как для поперечных, так и для продольных запаней.

Длину пыжа определяют методом приближения. На первом этапе находят среднюю толщину пыжа , учитывая среднюю глубину при условии = 700м, а затем по формуле определения длины находят длину пыжа. На втором этапе для найденного значения определяют поправочный коэффициент и определяют среднюю толщину пыжа . Далее окончательно уточняют длину пыжа.

Длина пыжа определяется

,

где – объем переходящего остатка (максимальный объем древесины, находящейся перед запанью), м3; – относительная плотность древесины

;

- средняя ширина лесохранилища запани при уровне воды в период формирования пыжа, м; - коэффициент плотности пыжа равный отношению объема бревен в пыже к его геометрическому объему, для бревенного пыжа принимают = 0,3; - средняя толщина пыжа, м

,

где - средняя толщина пыжа при его длине, равной 700м, (табл. 4.2); - поправочный коэффициент, значение которого выбирают в зависимости от длины пыжа (табл. 4.3); – поправочный коэффициент для определения толщины запанного пыжа в продольной лежнево-сетчатой запани при скоростях течения от 2,0 до 3,5 м/с, который зависит от коэффициента стеснения русла (табл. 4.4). В остальных случаях =1.

Коэффициент стеснения русла для продольных запаней определяется

,

где – ширина реки, м.

Значение средней осадки пыжа в зависимости от средней

скорости течения и средней глубины

Таблица 4.2

Скорость течения , м/с Значение в зависимости от , м
           
0,50 0,75 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 0,49 0,75 1,01 1,35 1,76 1,88 2,20 2,45 0,51 0,80 1,14 1,58 2,02 2,17 2,57 2,58 0,53 0,86 1,25 1,80 2,45 2,77 3,20 3,55 0,55 0,93 1,37 1,98 2,70 3,24 3,67 4,10 0,57 0,99 1,50 2,20 2,94 3,38 - - 0,58 1,04 1,65 2,37 3,22 3,90 - -

Значение поправочного коэффициента в зависимости от длины пыжа

Таблица 4.3

, м                      
1,20 1,14 1,10 1,06 1,04 1,02 1,00 0,98 0,96 0,94 0,92

Значение коэффициента в зависимости от коэффициента стеснения русла

Таблица 4.4

0,20 0,30 0,40 0,50
1,90 1,45 1,20 1,10

На запань, установленную в реке, со стороны пыжа переда­ется сила давления, возникающая как результат взаимодействия пыжа с потоком воды, ветром, с берегами или с продольной частью запани (для продольных запаней). В существующей практике расчета запаней принимается схема сил, приведенная на рис.4.1.

Рис. 4.1. Схема сил, возникающих в пыже из бревен

Поток воды и ветер, для которого принимается наиболее не­благоприятное направление, совпадающее с направлением те­чения речного потока, взаимодействуя с пыжом, оказывают на него воздействие. В результате возникает сила , увлекающая пыж вниз по течению. Эта сила воздействия на пыж потока воды и ветра называется активной силой.

Активная сила , сжимая пыж, одновременно создает силы распорного давления, передающиеся под некоторым углом на берега (поперечные за­пани) или на берег и на продольную часть запани (продольные запани). Силы распорного давления могут быть разложены на составляющие - нормаль­ные и параллельные к берегам или к продольной части продольной запани.

От действия распорных сил воз­никают силы трения пыжа о берега или о берег и о боны продольной части, запани. Силы трения, имея направле­ние, противоположное направ­лению возможного перемеще­ния пыжа, уменьшают дей­ствие активной силы.

В ко­нечном итоге на поперечную запань или поперечную часть продольной запани передается действующая сила

,

,

- коэффициент, учитывающий характер взаимодействия пыжа с берегами или с продольной частью за­пани, который зависит от скорости течения , отношения длины пыжа к средней ширине лесохранилища и от кон­фигурации берегов на участке размещения лесохранилища.

Численные значения коэффициентов , определенные экспе­риментальным путем для русел с примерно параллельными бе­регами или берегом и продольной частью запани, приведены в таблице 4.5.

Численные значения коэффициента

Таблица 4.5

  , м/с Значение коэффициента при , равным
               
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,61 0,76 0,81 0,86 0,87 0,88 0,51 0,65 0,70 0,78 0,80 0,83 0,40 0,55 0,62 0,72 0,76 0,79 0,31 0,48 0,55 0,68 0,70 0,74 0,27 0,42 0,50 0,63 0,68 0,70 0,23 0,40 0,48 0,60 0,64 0,68 0,21 0,38 0,45 0,57 0,62 0,64 0,20 0,35 0,42 0,55 0,60 0,62

Установлено, что дей­ствующая на запань сила по мере поступления в запань леса возрастает лишь до определенного предела. При достижении этого предела дальнейшее увеличение длины пыжа не вызывает увеличения силы . Это происходит потому, что с увеличением длины пыжа силы трения возрастают более интенсивно, чем силы .

При некоторой длине пыжа приращение активной силы уравновешивается приращением сил трения пыжа , после чего увеличение длины пыжа не вызывает дальнейшего увеличе­ния силы . Такая длина пыжа называется расчетной.

Установлено, что для бревенного пыжа его расчетная длина зависит от ширины реки в створе запани следующим образом

.

4.2 Расчет нагрузки на поперечную часть запани.

Расчетом поперечных запаней устанавливают действующую на запань силу, натяжение в лежне и отдельных его ветвях, диа­метр и число канатов в лежне.

Силу, действую­щую на запань, определяют по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий взаимодействие пыжа с бе­регами. Значение коэффициента для случая расположения за­пани с примерно-параллельными берегами приведены в таблице 4.5. Если створ запани расположен за поворотом, сила, действую­щая на запань, будет меньше, чем при расположении запани на прямолинейном участке реки. Это учитывают уменьшением на 5... 10 % значений , принятых по таблице 4.5; - коэффициент, учитывающий непризматичность русла сужающегося к запани русла (табл. 4.6).

Рис. 4.2. Схема сужения в створе запани.

Значение в зависимость от угла непризматичности русла

Таблица 4.6

, град         расширяющееся русло
1,00 0,90 0,80 0,65 1,10-1,20

Расчетная длина пыжа


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: