Оформление практической работы № 3 для бетонной плотины на нескальном основании.

Практическая работа №3 оформляется в виде: пояснительной записки с расчетами и обоснованием принятых размеров элементов плотины; чертежа поперечного сечения плотины на нескальном основании в масштабе 1:100; 1:200; 1:250, 1:400 с указанием размеров всех элементов и высотных отметок.

Поперечное сечение плотины на скальном основании

Водосливная плотина на скальном основании состоит из следующих основных частей (рис. 9): флютбета; противофильтрационной завесы; тела плотины на флютбете; быков; рабочего и ремонтного затворов на гребне плотины; оборудования для подъема и опускания затворов, располагаемого на быках (кранов и подкрановых путей); транспортных переходов через плотину (железнодорожного и автомобильного), прокладываемых через быки.

Флютбет плотины на скальном основании заглубляется в скалу на 1,5 – 2 м, так как поверхностный слой скалы может иметь трещины. Подошва флютбета выполняется в виде зубьев треугольной или трапециевидной формы для улучшения сцепления бетона со скалой. Длина флютбета зависит от размеров носка плотины; она определена в практической работе №2.

Противофильтрационная завеса представляет собой вертикальную скважину в скале глубиной (0,5 – 0,8)H, в которую под давлением нагнетается цементный раствор. Он заполняет трещины в скале и образует вертикальную преграду для движения фильтрационной воды. Ось завесы располагается на расстоянии (0,1 – 0,2) от напорной грани плотины. Толщина завесы в месте ее примыкания к флютбету принимается равной

. Шаг скважин по длине плотины составляет 2 м.

Тело плотины на скальном основании фактически сконструировано в практической работе №2. Оно состоит из водослива, построенного по таблицам Кригера – Офицерова, и носка, построенного для отброса воды в нижний бьеф. В теле плотины на расстоянии от напорной грани устраиваются смотровые галереи (потерны) размером 2х3 м или 3х4 м (ширина х высоту) для наблюдения за состоянием бетона и для сбора профильтровывавшейся через бетон воды (здесь у – глубина расположения потерны от НПУВБ). Потерны располагаются по высоте плотины через 10 – 20 м. Отвод профильтровывавшейся воды из верхних потерн в нижние осуществляется по вертикальным дренажным трубам. Нижняя потерна располагается над цементационной завесой и делается больших размеров (3х5м) для расположения в ней бурового оборудования. Из этой потерны фильтрационная вода отводится по дренажной трубе, проложенной в флютбете с уклоном i = 0,02 – 0,03 в сторону нижнего бьефа.

Затворы плотин на скальном основании устраиваются так же, как и у плотин на нескальном основании (см. начало практической работы №3).

Быки плотины на скальном основании выполняются неразрезными. Их высота и толщина определены в практической работе №1. Длина быков зависит от: конструкции и размеров затворов; оборудования для подъема и опускания затворов; вида и размеров транспортных переходов. При применении плоских затворов, козловых кранов, железнодорожного и автомобильного транспортных переходов построение верхней части быков можно выполнить, используя рекомендации для конструирования быков плотин на нескальном основании (см. начало практической работы №3). Особенностью быков плотин на скальном основании является то, что их длина превышает размеры тела плотины (рис. 9). Поскольку быки неразрезные, нет необходимости доводить их до флютбета. Нижняя часть быков располагается примерно на уровне верхней потерны и сопрягается с телом плотины под углом . По окончательно принятым размерам вычерчивается поперечное сечение плотины.

Оформление практической работы №3 для бетонной плотины на скальном основании.

Практическая работа №3 оформляется в виде: пояснительной записки с расчетами и обоснованием принятых размеров элементов плотины, чертежа поперечного сечения плотины на скальном основании в масштабе 1:200, 1:250, 1:400, 1:500 с указанием размеров всех элементов и высотных отмерок.

Практическая работа№4

ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ И ПРОЧНОСТИ БЕТОННЫХ ВОДОСЛИВНЫХ ПЛОТИН

Так как плотина – сооружение напорное, необходимо выполнить проверки ее устойчивости на сдвиг по плоскости подошвы флютбета и прочности по опасным сечениям.

Проверка устойчивости бетонной плотины

Проверка устойчивости бетонной плотины на сдвиг осуществляется для секции плотины путем сравнения сдвигающей силы – гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа с удерживающими силами – трением по плоскости подошвы флютбета и сцеплением бетона с грунтом основания.

При выполнении проверки устойчивости бетонных плотин можно придерживаться следующих рекомендаций:

Выполняются чертежи: поперечного сечения плотины со всеми размерами и высотными отметками (рис. 10,11); плана секции плотины со всеми размерами (рис. 11). Для плотин на нескальном основании в состав поперечного сечения плотины следует включать тело плотины с флютбетом, быки, рабочие затворы, понур (при глинистом основании). Для плотин на скальном основании в состав поперечного сечения плотины включаются тело плотины с флютбетом, рабочие затворы (рис. 12).

Определяются силы, действующие на секцию плотины

Вертикальные силы:

• плотины на песчаном основании: вес тела плотины, воды над телом плотины, рабочих затворов, быков; взвешивающее давление воды снизу на флютбет; фильтрационное давление воды снизу на флютбет;

• плотины на глинистом основании: вес тела плотины, воды над телом плотины, рабочих затворов, быков, понура, воды над понуром; взвешивающее давление воды снизу на флютбет, на понур;

• плотины на скальном основании, вес тела плотины, воды над телом плотины, рабочих затворов, взвешивающее давление воды снизу на флютбет, фильтрационное давление воды снизу на флютбет.

При определении собственного веса можно придерживаться следующих рекомендаций.

Поперечное сечение рассматриваемого элемента (тела плотины, быков, понура) разделяется на элементарные площади (прямоугольники, треугольники) и находятся величины этих площадей F_i. Для плотин на нескальном основании определяются положения центров тяжести площадей F_i и расстояния (плечи) от них до центра тяжести площади подошвы флютбета (·)0 (рис. 10). Объемы элементарных тел V_i вычисляются путем умножения площадей F_i на длину элемента l_i в пределах секции плотины. Для плотин на скальном основании эта длина равна длине секции (см. практическую работу №1). Для плотин на нескальном основании длины элементов разные: для тела плотины длина l равна произведению числа пролетов в секции на длину пролета; для быков – сумме толщин быков в секции; для понура – длине секций. Вес элементарного тела G_i определяется по формуле:

, кн, (16)

где – плотность бетона, принимаемая равной 2,40 – 2,50 , g – ускорение силы тяжести, равное 9, 81 ;

– коэффициент надежности по погрузке, принимаемый для бетона равным 0,95, для воды – 1,0.

Общий вес рассматриваемого элемента плотины равен сумме весов G_i:

, кн (17)

Вычисления F_i, V_i, G_i, G рекомендуется осуществлять в форме таблицы 8. Для плотин на нескальном основании вычисляются также моменты M_i весов G_i относительно центра тяжести площади подошвы флютбета (·) 0 (кроме понура), и суммарный момент M. Аналогично изложенному определяется вес воды над элементами плотины; при этом плотность воды

Таблица 8