Приложение 22 (рекомендуемое). Определение гидродинамических сил, действующих на плавсредства при укладке гибких покрытий на подводные части берегов рек с помощью барабана

Приложение 22
Рекомендуемое

Определение
гидродинамических сил, действующих на плавсредства при укладке гибких покрытий на подводные части берегов рек с помощью барабана

Гидродинамическое воздействие потока, наблюдающееся при опускании покрытия под воду, определяется усилием, воспринимаемым самим покрытием, а также нагрузкой, передаваемой на средства укладки, отнесенными к геометрическому центру барабана.

Гидродинамические усилия (силы, нагрузки) определяют по формуле

,

где С - эмпирический коэффициент; w - площадь обтекаемого тела, ; - плотность воды, ; - средняя по вертикали скорость потока, м/с.

Гидродинамическая нагрузка на средства укладки и момент ее М учитываются через их составляющие соответственно и , при этом координатная ось x принимается направленной вдоль гидродинамической оси потока, ось y - от берега в сторону реки и z - по вертикали вниз.

Для определения значений указанных составляющих требуются следующие гидрометрические и гидрологические данные:

а) глубины в реке по створу H (М);

б) угол между гидродинамической осью потока и продольной осью барабана при укладке покрытия .

Угол считается положительным, если продольная ось барабана повернута относительно гидродинамической оси потока против часовой стрелки, и отрицательным, если поворот происходит по часовой стрелке;

в) максимальное расстояние по вертикали от низа барабана до откоса берега в период укладки покрытия под воду t, м.

При определении составляющих силы Р значения входящих в приведенную выше формулу величин принимаются: для (не зависит от угла ); - площадь проекции на координатную плоскость yz при соответствующем угле ; для - определяется по графику (рис. 1); - площадь проекции на координатную плоскость х для положения барабана при °; для - определяется по графику (рис. 2); - сумма площадей полных проекций барабана и покрытия на координатную плоскость ху для положения барабана при .

При определении усилия в покрытии следует принимать: С=0,055 (не зависит от угла ); - то же, что при определении .

Во всех случаях средняя скорость принимается направленной по оси х, т.е. . Для определения составляющих момента М принимается:

,

где - эксцентриситет точки приложения относительно геометрического центра барабана (М); l - длина барабана.

,

где - эксцентриситет точки приложения относительно геометрического центра барабана.

Составляющие и определяют натяжение в несущих барабан канатах, - усилия, приходящиеся на механические устройства, предотвращающие произвольное вращение барабана, - лобовая нагрузка при использовании продольного каната, определяет его сечение и закрепление. Расчет производится в нескольких характерных точках на створе с учетом конкретных местных значений , и t. Элементы оборудования назначаются с учетом максимальных значений подсчитанных усилий и моментов.