syfony.pdf

AKADEMIA ROLNICZA im. H.KOŁŁĄTAJA

W KRAKOWIE

Skrypty dla Szkół Wyższych

TADEUSZ BEDNARCZYK

BUDOWNICTWO WODNO-

MELIORACYJNE

SYFONY

PODSTAWY PROJEKTOWANIA

Wykłady

Kraków 1987

SPIS TREŚCI

Wstęp

ROZDZIAŁ 1

Wiadomości ogólne o syfonach

1.1. Możliwości rozwiązań konstrukcyjnych w przypadku, skrzyżowania cieku z

przeszkodą

1.2. Charakterystyka syfonów

1.3. Obliczenia hydrauliczne syfonów

1.3.1. Ustalenie prędkości przepływu

1.3.2. Ustalenie ilości przewodów

1.3.3. Obliczenie przekroju poprzecznego

1.3.4. Obliczenie współczynników strat hydraulicznych

1.4. Elementy konstrukcyjne syfonu

1.4.1. Głowice

1.4.2. Przewody syfonów

1.5. Wybór konstrukcji

1.6. Wykonawstwo syfonów

ROZDZIAŁ 2

Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych

2.1. Syfony rurowe ze studzienkami żelbetowymi

2.1.1. Obliczenia statyczne studzienki o wymiarach 100 x 120 cm,

wysokości 4,50 m i średnicy rurociągu d = 100 cm

2.1.2. Obliczenie płyty fundamentowej studzienki

2.1.5. Obliczenie przykrycia studzienki

2.2. Syfon typu Sn-1

2.2.1. Ogólna charakterystyka

2.2.1.1. Opis konstrukcji

2.2.1.2. Technologia robót wykonawczych

2.2.2. Obliczenia hydrauliczne syfonu Sn-1

2.2.2.1. Dobór średnicy syfonu

2.2.2.2. Obliczenie długości syfonu

2.2.2.3. Określenie wysokości strat hydraulicznych

2.2.2.4. Ustalenie długości ubezpieczeń

2.2.3. Technologia wykonania syfonów

ROZDZIAŁ 3

Syfony z prefabrykatów

3.1. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych

W s t ę p

Skrypt ten przeznaczony jest dla studentów IV roku studiów stacjonarnych

i zaocznych Wydziału Melioracji Wodnych. Powinien on stanowić pomoc zarówno do

wykładów jak i ćwiczeń a przedmiotu budownictwo wodne. Brak podręczników z zakresu

budownictwa wodno-melioracyjnego oraz utrudniony dostęp studentów dc istniejących

instrukcji branżowych skłoniły autora do napisania niniejszego skryptu.

Spośród wielu budowli stosowanych w przypadku skrzyżowania projektowanego

cieku s przeszkodą, w praktyce melioracyjnej najczęściej spotykamy się z syfonami.

W rozwiązaniach konstrukcyjnych syfonów nie obserwuje się takiej różnorodności

form i koncepcji jak w niektórych innych budowlach. Niemniej starano się przedstawić różne

typy stosowanych syfonów, podając liczne przykłady rozwiązać konstrukcyjnych.

Uwzględniono także w szerokim zakresie zalecane rozwiązania typowe, jak i konstrukcję

syfonów prefabrykowanych.

Chociaż nie sposób ująć tu całości zagadnień projektowania syfonów, autor ma

nadzieję, ze skrypt ten przybliży studentom tą problematykę.

ROZDZIAŁ I

Wiadomości ogólne o syfonach

1.1. Możliwości rozwiązań konstrukcyjnych w przypadku skrzyżowania cieku a prze szkodą

W praktyce inżynierskiej często trasa projektowanego kanału przecina rzekę, dolinę,

drogę lub inną przeszkodę. Zachodzi konieczność ich przekroczenia przy pomocy specjalnych

budowli. V przypadku skrzyżowania dwu cieków można wybrać jedno z trzech możliwych

rozwiązań:

a) wykonanie syfonu, to znaczy przeprowadzenie jednego cieku pod drugim,

b) wykonanie akweduktu, przeprowadzenie wody górą,

c) wykonanie skrzyżowania w poziomie polegające na wprowadzeniu jednego z cieków

do drugiego, a następnie wyprowadzenie go.

O wyborze danego rozwiązania decyduje szereg względów, między innymi różnica

poziomów wody w cieku przekraczanym i przekraczającym, względy ekonomiczne.

Obecnie najczęściej stosowane są syfony - głównie z uwagi na niższe koszty.

Jednakże syfony powodują znaczną stratę spadu niezbędnego dla pokonania oporów ruchu

wody. W przypadku braku dużego spadu oraz, gdy różnica między poziomami wód w obu

ciekach jest duża, bardziej celowe może być zastosowanie akweduktu, zwłaszcza gdy

przekraczamy dolinę wąską i okresowo zalewaną. Skrzyżowanie w poziomie (węzeł wodny)

stosowane jest stosunkowo rzadko.

Należy zaznaczyć, że syfony i akwedukty pracują w innych warunkach niż odcinki

cieku przed i za przeszkodą oraz różnią się od nich kształtem, a także wymiarami przekroju

poprzecznego.

O stosowalności syfonów w praktyce melioracyjnej decyduje:

¾ układ wysokościowy zwierciadeł wód w krzyżujących się ciekach, który uniemożliwia

wzniesienie spodu akweduktu nad poziom wielkich wód w przekraczanej rzece,

¾ dążenie do niewprowadzania w dolinę przekraczanej rzeki przeszkody, którą dla

komunikacji i użytkowania gruntów stanowi akwedukt i jego pod pory oraz do

pozostawienia w nienaruszonym stanie naturalnego krajobrazu rzecznego,

¾ trudności uzyskania pewnego połączenia akweduktu z brzegami, dobrego uszczelnienia

między elementami prefabrykowanymi oraz ocieplenie przewodu.

Zaletą akweduktu jest łatwy dostęp do budowli umożliwiający jej konserwację

i naprawę (gdy akwedukt nie jest wykonany jako rurowy), miejsca na ogół niż w syfonach

strata spadku i możliwość wykorzystania tej budowli jako kładki dla pieszych.

Zaletą syfonu jest możliwość wykonania go praktycznie w każdym przypadku, bez

ograniczeń wynikających z poziomów wielkich wód oraz to, że nie stanowi on na ogół

przeszkody w dolinie i nie zakłóca krajobrazu. Do wad syfonów zalicza się przede wszystkim

utrudniony dostęp dla kontroli i napraw, konieczność głębokiego prowadzenia przewodu

(ze względu na możliwe rozmycie dna przekraczanej rzeki) i wreszcie konieczność

utrzymania w rurociągu dużych prędkości, co wymaga znacznego spadku.

1.2. Charakterystyka syfonów

Syfon jest to budowla składająca się z jednego lub więcej przewodów prowadzących

wodę pod ciśnieniem, pod przeszkodą (rzeką, kanałem, drogą kolejową lub szeroką doliną).

Cechą charakterystyczną syfonów jest takie położenie przewodów ciśnieniowych, że ich spód

znajduje się poniżej dna wlotu i wylotu.

Rys.1.1. Ogólny schemat syfonu

Syfonem jest więc przewód pokazany na rys.1.1, 1.2a, jak i na rys. 1.2b (przy czym te

ostatnie są stosowane bardzo rzadko).

Rys.1.2. Schematy syfonów; a) syfonu prowadzącego wodę pod kanałem, b) syfonu,

przekraczającego szeroką dolinę

Profil podłużny syfonu ustala się w zależności od wzajemnego położenia dna

i zwierciadła wody w krzyżujących się ciekach. O przebiegu profilu decyduje także jego

długość, warunki posadowienia (geologiczne) oraz sposób wykonania.

W przypadku projektowania syfonu pod kanałem lub korytem cieku niezbędne jest

zagłębienie górnej krawędzi konstrukcji syfonu pod dnem przekraczanego cieku. Określenie

wielkości „a” jest szczególnie trudne w przypadku prowadzenia syfonów pod rzekami

o ruchomym dnie (rys.1.5). Konieczne jest wtedy określenie stabilności dna, oparte o analizę

ruchu rumowiska. Analiza taka powinna ujmować wpływ innych obiektów inżynierskich

(jazy, stopnie, mosty) na procesy erozyjne.

Rys.1.3. Minimalne przykrycie górnej krawędzi przewodu syfonu

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: