Методические указания по пропуску льда через строящиеся гидротехнические сооружения со 34. 21. 145-2003 (стр. 5 из 15)

Коэффициент k₁, зависящий от угла наклона напорного откоса к горизонту

b, град	30	40	50	60	70
k1	1,0	1,5	2,0	2,5	2,5

Рис. 5. Схема приложения нагрузок от движущейся льдины на откос перемычки:

а — план; б — разрез

Таблица 2

Коэффициент k₂, зависящий от высоты надводного скопления обломков льда

hf,i, м	0,5	1,0	2,0	3,0	4,0
k2	0,039	0,048	0,062	0,073	0,083

Таблица 3

Коэффициент k_v,f, учитывающий скорость деформации льда

b, град	vi / Rf, м / (с·МПа)
	0,08 и менее	0,8	1,6	3,2	5,4
	kv,f
30-50	1	2,0	2,7	3,7	4,7
60	1	2,0	2,6	3,5	3,6
70	1	1,9	2,5	2,6	2,7

Таблица 4

Коэффициент трения между льдом и поверхностью передней грани сооружения

Материал	Лед	Бетон	Грунт	Металл
f	0,10	0,11	0,15	0,15-0,20

Таблица 5

Значения коэффициента m_h, учитывающего действие вертикальной составляющей силы трения на поверхности откоса

hf,i, м	Значения mh, МН/м, при b, град
	30	40	50	60	70
0,5	0,044	0,058	0,143	0,316	0,746
1,0	0,089	0,178	0,319	0,642	1,463
2,0	0,238	0,484	0,746	1,394	3,076
3,0	0,499	0,847	1,213	2,157	4,635
4,0	0,622	1,303	1,790	3,084	6,510

Таблица 6

Значения коэффициентов A₁, А₂ и А₃, корректирующих значение коэффициента трения на поверхности откоса

b, град	30	40	50	60	70
A1	1,92	2,01	2,09	2,17	2,22
A2	1,19	2,68	4,70	12,20	60,0
A3	2,07	1,35	0,75	0,41	0,24

Таблица 7

Значения коэффициента m_v, учитывающего действие горизонтальной составляющей силы трения на поверхности откоса

hf,i, м	Значения mv, МН/м, при b, град
	30	40	50	60	70
0,5	0,018	0,056	0,095	0,138	0,186
1,0	0,157	0,172	0,211	0,281	0,365
2,0	0,426	0,444	0,485	0,607	0,767
3,0	0,721	0,740	0,773	0,933	1,155
4,0	1,080	1,099	1,122	1,327	1,620

4.20. Нагрузка от движущегося тороса на откос перемычки или другие элементы сооружения определяется как сумма нагрузок от надводной и подводной частей ледяного образования

F_r = F_u + F_b. (10)

Нагрузка от надводной части ледяного образования (рис. 6) определяется по формулам:

а) горизонтальная составляющая нагрузки

; (11)

б) вертикальная составляющая нагрузки

, (12)

где y_r — пористость тороса, принимаемая равной 0,3; r_w — плотность воды, принимаемая равной 1000 кг/м³; r_i — плотность льда, принимаемая при отсутствии данных специальных испытаний равной 920 кг/м³; g — ускорение свободного падения; h_u — высота надводной части тороса (если h_u > Dh, то принимается h_u = Dh); k_p — коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления обломков льда, определяемый по формуле

; (13)

k₃ — коэффициент, определяемый по формуле

; (14)

c_r — адгезия между обломками льда, принимаемая равной 0,003 МПа; j_r — угол внутреннего трения нагромождения обломков льда, принимаемый равным 35°; b — ширина элемента сооружения по фронту на уровне действия льда.

Рис. 6. Схема приложения нагрузок от движущегося тороса на откос перемычки:

а — план; б — разрез

Нагрузка от подводной части ледяного образования (см. рис. 4) определяется по формулам:

а) горизонтальная составляющая нагрузки

; (15)

б) вертикальная составляющая нагрузки

, (16)

где h_b — глубина подводной части тороса, м.

Соотношение надводной и подводной частей тороса следует принимать равным h_u/h_b ~ 0,1-0,2.

5. ПРОПУСК ЛЬДА ЧЕРЕЗ ГРЕБЕНКИ БЕТОННЫХ ПЛОТИН

5.1. Для обеспечения пропуска льда через гребенки бетонных плотин при проектировании и строительстве необходимо выполнить проверку, а в случае необходимости уточнить:

ширину отдельных пролетов гребенки, предназначенных для пропуска льда;

общую ширину ледосбросного фронта;

отношение толщины быков к ширине пролетов в свету;

форму оголовков быков;

размеры выдвижения быков в сторону верхнего бьефа от верховой грани сооружения;

отметку порога и необходимую глубину воды в пролетах гребенки.

5.2. При пропуске льда через гребенки бетонных плотин могут использоваться следующие схемы:

Схема 1. Порог пролетов гребенки расположен на уровне дна реки (гребенка с низким порогом), на подходе к гребенке имеется сосредоточенный перепад, где происходит разлом крупных ледяных полей на отдельные льдины, которые в свою очередь дробятся при движении к пролетам под влиянием остановившихся волн.

Схема 2. Порог пролетов гребенки возвышается над дном, обеспечивая образование кривой спада на входе в пролет (гребенки с высоким порогом); выдвижение раздельных бычков от верховой грани порога в сторону верхнего бьефа незначительно и не затрудняет разлома на кривой спада подходящих к гребенке крупных ледяных полей на отдельные полосы. На подходе к сооружениям отсутствуют участки с сосредоточенными перепадами.