Hidrológiai tájékoztató, 1985

DIPLOMATERV PÁLYÁZATOK - Murányi Krempels Gabriella: A Nagymarosi Vízlépcső hajózsilipe

4.2. Hidraulikai számítás. Fokozatos időlépcsők segítségével a modellkísérletekből átvett töltési-ürítési idők alapján meghatároztam az egész töltő-ürítő-rendszerre vonatkozó vízihozamtényezőt (,»). Értéke a 11 perces töltési idő esetén /i - 0,62; a 13 perces ürítési idő esetén /< = 0,53 volt. A számításhoz elegendő volt a legnagyobb duzzasztási vízszint helyett mértékadó üzemállapotként a duzzasztási szinttel számolni, mivel üzemeléskor a felső főnél levő szegmenstábla az utolsó 1,00 m-es szintkülönbségnél rásegítő töltéssel gyorsítja a vízszintek kiegyenlítését. Számításaimban a modellkísérletekből átvett 1,8 m/ min. táblanyitási és zárási sebeséget vettem figyelembe. A teljes nyitásig 20 cm-es emelési közönként számítottam a részeredményeket (felvízszint, vízszintkülönbség, be-kiáramló víztérfogat, vízszintemelkedés-csökkenés). Mivel áramlástanilag teljesen eltérően jellemezhető a töltő-ürítő csatorna kamrafal előtti és a kamrafalban haladó szakasza, ezért a fi tényezőt két részre bontottam. Az első szakaszon kiszámítottam a helyi, valamint a súrlódási veszteségeket, amelyek összegéből a Dzsunkovszkij—Berezsinszkij összefüggés segítségével kiszámítottam a szakaszra vonatkozó vízhozamtényezőt. A két vízhozam érték közötti eltérés megadta a kamra oldalfalában haladó csatorna vízhozamtényezőjét. Az előzőekben említett összefüggés egítségével meghatároztam a kamrafali szakaszra jutó helyi és súrlódási veszteségek, valamint a töltő-ürítő nyílások be-, illetve kilépési és a bővületi-szűkiileti veszteségeinek összegét. Az ismert veszteségtagok kiküszöbölésével egy hidraulikus profilú töltő-ürítő nyílás veszteségtényezője töltéskor f = 0,08 ürítéskor | = 0,10. A hosszmenti vízhozam egyenetlenségek miatt ezeket az értékeket az egy nyílásra vonatkozóan közelítően átlagértéknek tekinthetjük. Mivel az elméleti hidrualika eszközeivel nem lehet az átlagértéktől való eltéréseket kiszámítani, ezért meghatározásukhoz további modellkísérletre lesz szükség. A korábbiakban tervezett négyszögszelvényű töltőürítő nyílások feltételezésével is elvégeztem az előzőekben leírt számításokat. Az 53 db négyszögszelvényű töltő-ürítő nyílás esetére az egy nyílásra jutó töltési veszteségtényező £ = 0,12, ürítési veszteségtényező f = 0,15. Az említett értékek is szemléltetik, hogy a hidraulikus szelvényű töltő-ürítő nyíláskialakítás a hidraulikai veszteségek szempontjából sokkal kedvezőbb, ugyanakkor építési szempontból sem jelent hátrányokat. 5. Partfelőli kamrafal állékonysági vizsgálata 5.1. Alapadatok. A rendelkezésre álló geológiai alapadatok alapján a vízlépcsőhöz hasonlóan az iker hajózsilip úgy is tekinthető, mintha egy repedezett andezitszikla teknőre épülő műtárgy lenne, befogott szerkezetként. Az állékonysági vizsgálatokat e jellemző műszaki körülmény figyelembevételével végeztem. 5.2. Statikai állékonysági vizsgálatok. A számításokat fellpillenés, elcsúszás és felúszás szempontjából végeztem el üzemi, ritka-karbantartási és ritka-építési tehercsoportosítások esetére. Rendkívüli tehercsoportosítást nem kellett vizsgálnom, mivel az előírt alvízszint alacsonyabb a ritka tehercsoportosításnál előírt értéknél, tehát ez utóbbi esetben lépnek fel a legkedvezőtlenebb mértékadó terhek. Minden tehercsoportosításnál a felszíni terhelés értékét 10 kN/m

2 értékkel vettem figyelembe. Számításaimat az Egységes Tervezési Irányelvek III. kötete, valamint az OVHSZ 139/3. előírásai alapján végeztem el. A szikla altalaj repedezettsége miatt üzemi tehercsoportosításnál a víznyomás 0,8-szeresét, míg ritka tehercsoportosításnál 0,9-szeresét tekintettem ténylegesen ható nyomásnak. A felhajtóerők számításánál a biztonság javára nem alkalmaztam redukciós tényezőt. A felúszásvizsgálatokat az üzemi tehercsoportosításoknál módosított üzemi állapotra végeztem. A háttöltésben, mint felvízben és a kamrában, mint alvízben egyaránt a legnagyobb duzzasztási szintnek megfelelő vízszintet tételeztem fel. Üzemi és ritka-karbantartási tehercsoportosításnál nem alakulhat ki elcsúszás mivel az alap andezitsziklába befogott, így biztonsággal megtámasztja az elcsúszni akaró szerkezetet. Üzemi- és ritka karbantartási tehercsoportosításnál a felbillenési biztonsági tényező nem érte el a szabványokban előírt értéket. Ezért a biztonsági tényezők előírt értékére lineárisan növekvő szikla-feszültség feltételezésével meghatároztam a sziklában keletkező nyomófeszültséget. Ez egyik esetben sem érte el az alapkőzet határszilárdságát jelentő 2 • 10'* kN/m

2-es értéket. Mivel valójában ez a szerkezet a szikla altalajba történő alapozás miatt egyik végén befogott konzolnak tekinthető, és a szikla-feszültség nem érte el a határértékeket, ezért az előírt biztonsági követelményeknek eleget tett. 5.3. Hidraulikai állékonyság. Számításaimban a hidraulikai állékonyság vizsgálatára nem volt szükség, mivel a szikla nem vízvezető. A meglevő sziklarepedéseket pedig injektálással zárják el. 6. Töltő-ürítő blokk kialakítása A töltő-ürítő blokk az oldalcsatornák vízbevezetését, illetve ürítéskor a víz elvezetését biztosítja. A kamraoldalfalakban haladó csatornák vezetik a felvízből a kamrába a töltővizet, illetve vezetik el a kamrából az alvízbe a vízfelesleget. A 4 db töltőzsilipen keresztül érkező víz tölcsérszerű konfúzoron keresztül jut a közös töltőcsatornába. Az oldalfalakhoz érkező csatorna a kamrák előtt 4 ágra válik szét. Ürítéskor a víz hasonló módon áramlik a 4 ürítő zsiliphez. Egy-egy töltő-ürítőzsilip szélessége 3,50 m, maximális nyitási magassága 5.00 m. A töltő-ürítő blokk zsilipjei az erőmű és a hajózsilip között helyezkednek el. T. Összefoglalás A számítások eredményei azt mutatják, hogy a modellkísérletek alapján kidolgozott javaslatok hidraulikai szempontból a töltő-ürítő rendszer működésére kedvező hatással voltak. A szabályzatokban előírt maximális töltési és ürítési időnél kedvezőbb időparaméterekkel biztosítható a kamra üzemelése, és ugyanakkor a hajókra ható erők is megfelelnek az előírásoknak. Hidraulikai szempontból különösen kedvező a kamrafalakban levő töltő-ürítő nyílások hidraulikus profilú, és sűrűbb kiosztású megoldása az előző változatokhoz képest. A szintén módosított-keresztmetszetű partfelőli kamrafal statikai és hidraulikai szempontból egyaránt állékony. A diplomaterv feladat készítése során nyújtott hasznos segítségért ezúton is szeretnék köszönetet mondani két konzulensemnek: Dóra Tibor irodavezető főmérnöknek (VIZITERV) és dr. Hamvas Ferenc egyetemi adjunktusnak (BME Vízépítési Tanszék). 16