
- •Проектирование бетонной водосливной плотины
- •Определение отметки гребня плотины и гребня быка
- •Гидравлические расчеты
- •Определение ширины водосливного фронта
- •Определение отметки гребня водослива
- •Проверка на пропуск поверочного расхода
- •Гидравлический расчет водобойной стенки
- •3. Назначение размеров основных элементов плотины
- •3.1.1. Понур и шпунтовые стенки
- •3.1.3. Водобой
- •3.1.4. Фундаментная плита
- •3.1.5. Рисберма и ее концевое крепление
- •3.1.6. Быки
- •3.1.7. Разрезка плотины швами
- •Конструирование плотины
- •Определение ширины подошвы плотины
- •Статические расчеты плотины
- •Определение основных нагрузок на плотину
- •Вес сооружения и механизмов
- •Сила гидростатического давления воды
- •Равнодействующая взвешивающего давления
- •Сила фильтрационного давления
- •Давление грунта
- •Волновое давление
- •5.1.7. Давление пригруза воды Рассмотрим верхний бьеф. При основном сочетании нагрузок:
- •Расчет прочности плотины
- •Критерии прочности плотины
- •Расчет устойчивости плотины
- •6. Пропуск строительных расходов
3.1.4. Фундаментная плита
Толщина фундаментной плиты может быть определена как разность отметки дна и отметки подошвы. В свою очередь отметка подошвы может быть найдена следующим образом:
Тогда толщина фундаментной плиты составит 3 м.
Для лучшей устойчивости и экономии бетона по краям фундаментной плиты расположены зубья.
3.1.5. Рисберма и ее концевое крепление
В данном курсовом проекте примем длину рисбермы больше длины двух водобойных плит, то есть равной 48 метрам. Состоит рисберма из шести восьмиметровых плит разной толщины – 0,92 м, 0,83 м, 0,75 м, 0,67 м, 0,58 м и 0,5 м.
Концевой участок рисбермы выполняется в виде ковша. Глубина ковша в месте наибольшего размыва определяется по формуле:
,
где
- коэффициент, зависящий от условий
размыва (примем равным 1,1),
- удельный расход на рисберме,
- неразмывающая скорость.
Ширина ковша по низу:
Дно ковша прикрываем слоем мелкого камня толщиной 0,8 м. Крутизна откосов – 1:4 и 1:2.
3.1.6. Быки
Быки служат опорами для затворов, мостов (служебных и транзитных) и стационарных подъемных механизмов.
Форма быков в плане со стороны ВБ должна быть плавной.
Для
предварительного назначения при плоских
затворах водосливных отверстий можно
руководствоваться схемой, представленной
на рисунке 4. Из условий прочности и
производства работ, толщина низового
прошейка принимаем ; полная толщина
(обычно 2 – 6 (м)), принимаем ; бык разрезан
по оси швом (доковая конструкция),
; назначают исходя из условий выполнения
работ по ремонту рабочего затвора (не
менее 1 – 1,5 (м)), принимаем
.
Рисунок 4 – Бык плотины 1 – паз для ремонтного или аварийного затвора; 2 – рабочий затвор; 3 - ремонтный затвор
Ширина гребня плотины по быку равна 22,5 м, в нее включены:
– дорога – 8,0 м;
– ширина подкрановых путей – 6 м;
– пешеходная дорожка высотой 0,30 м и шириной 0,80 м;
– парапет с верхнего и нижнего бьефов, каждый высотой по 1,0 м и толщиной 0,25 м;
3.1.7. Разрезка плотины швами
Ширину постоянного деформационного шва следует назначать на основе сопоставления расчетных данных по ожидаемым деформациям смежных секций плотин с учетом предусматриваемой проектом конструкции шва, деформативных свойств материала его заполнения и обеспечения независимости перемещения секций плотины относительно друг друга.
При предварительном назначении конструкций постоянных деформационных швов их ширину следует принимать:
температурно-осадочных – 1,5 см в пределах фундаментной плиты плотины и водобоя;
выше фундаментной плиты плотины на нескальных грунтах основания - не менее 5 см.
Конструирование плотины
Определение ширины подошвы плотины
Рисунок 4 – Профили гравитационных плотин а – теоретический профиль; б, в – плотины с гребнем
Треугольный профиль плотины, имеющий минимальную ширину понизу, является более экономичным. Этот профиль должен удовлетворять двум условиям:
Отсутствие растягивающих напряжений в бетоне.
Устойчивость по основанию (на сдвиг).
Ширина подошвы плотины по первому условию рассчитывается по формуле:
где α1 – коэффициент, учитывающий потею фильтрационного давления за счет устройства противофильтрационных завес, примем равный 0,5; –плотность бетона; – плотность воды; h – высота треугольника, в который вписываем плотину, равная:
Ширина
подошвы плотины по второму условию:
где – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый в зависимости от класса капитальности сооружения (); f – коэффициент трения бетона по грунту, при песчаном равен 0,45.
Задаваясь значением n, вычисляем ширину подошвы по первому и второму условиям.
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.
Таблица 2
Расчет ширины подошвы плотины
I требование |
II требование |
||
n |
b |
n |
b |
0,2 |
12,74 |
0,2 |
20,69 |
0,3 |
13,08 |
0,3 |
19,75 |
0,4 |
13,52 |
0,4 |
18,89 |
0,5 |
14,12 |
0,5 |
18,10 |
0,6 |
14,91 |
0,6 |
17,38 |
0,7 |
15,99 |
0,7 |
16,71 |
0,8 |
17,53 |
0,8 |
16,09 |
0,9 |
19,90 |
0,9 |
15,52 |
По результатам расчетов строим зависимости B'=f(n) и B''=f(n), которая представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Графики зависимостей B'=f(n) и B''=f(n)
Т
аким
образом, искомая ширина подошвы плотины
должна отвечать одновременно двум
условиям, то есть определяется пересечением
двух графиков: B'=f(n)
и B''=f(n)
– B
= 16,48 (м), n
= 0,72.