2. Консольні перепади (водоскиди)

Консольні перепади – це гідротехнічні споруди, призначені для зосередженої зміни рівня води в місцях спаду траси каналу або скидання її в кінці каналу в низини. В останньому випадку ці споруди називаються консольними водоскидами.

Складаються з вхідної частини, похилого лотока (швидкотік), горизонтального консольного звису довжиною 2…4 м (забезпечує падіння води якнайдалі від споруди), опор та фундаментів. Енергію падаючого струменю води гасять розбиваючи його на частини за допомогою трамплінів, які розташовані на кінці звису.

Схеми

проміжних

опор

акведуків

Рис. 12.4. Проміжні опори акведуків:

окремий двохконсольний стояк (а), одноярусна одноконтурна рама (б), одноярусна двоконтурна рама (в), двоярусна одноконтурна рама (г), палі-стояки (д), суцільна стіна (е)

Поперечний переріз швидкотоку приймають таким же як і лотоків акведука (див. рис. 12.1).

Залежно від довжини споруди прольотна будова може бути балочною розрізною, нерозрізною або консольно-балочною (див. рис. 12.2).

Найчастіше консольні перепади виконують монолітними з поздовжніми балками та поперечними деформаційними швами.

Проміжні опори виконують у вигляді рам або паль-стояків (див. рис. 12.3.б-д), а фундаменти – аналогічно до акведуків.

Рис. 12.5. Загальний вигляд консольного водоскиду

3. Розрахунок та конструювання акведуків та консольних перепадів

Акведуки та консольні перепади конструктивно дуже подібні, тому і розраховуються аналогічно. Вони являють собою просторові конструкції, всі елементи яких працюють спільно, проте через складність врахування всіх факторів кожний конструктивний елемент умовно розраховують окремо в залежності від конструктивної схеми споруди, характеру з’єднань елементів та діючих навантажень.

В елементах, які сприймають тиск води не допускається утворення тріщин, і відповідно, не можливе утворення пластичних шарнірів та перерозподіл зусиль, тому зусилля в елементах акведуків та консольних перепадів обчислюють в пружній стадії роботи.

В загальному випадку на акведук (консольний перепад) діють:

• власна вага споруди g,

• гідростатичний тиск води q_w,

• тимчасові навантаження на службові містки,

• снігове навантаження (не діє на відкриті лотоки),

• вітрове навантаження w,

• особливі навантаження (температурні та усадочні впливи).

Для розрахунку лотока в поперечному напрямку вирізають ділянку лотока шириною 1 м. Розрахунок проводять в стадії експлуатації (діє тиск води та вітрове навантаження) та зведення або ремонту (діє лише вітрове навантаження).

Закриті лотоки розраховують як замкнуті рами (див. розрахунок прямокутних труб п. 11.3). Лотоки відкритого типу в статичному відношенні розглядають як плити з консолями або без (див. рис. 12.6).

Рис. 12.5. Розрахункова схема відкритого лотока з поздовжніми балками (а) та відкритого лотока із стяжками (б)

Рис. 12.6. Приклад армування відкритого лотока з поздовжніми балками

Розрахунок пролітної будови виконують відповідно до схеми компонування акведука: як балку (однопролітну розрізну, нерозрізну або консольну), арку або раму.

Так само, у відповідності до прийнятої схеми, проектують проміжні опори та фундаменти під них.

Рис. 12.7. Приклад статичного розрахунку рамної проміжної опори