Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование бетонной гравитационной плотины на скальном основании. Учебно-методическое пособие
.pdf
Такой высоты водосбросное отверстие выполняют на всем протяжении (рис. 8.3). На входе в отверстие устраивают пазы основного и аварийно-ремонтного строительного затворов,
на выходе — пазы ремонтного затвора. Портал затворов на входе выполняют много выше
уровня нижнего бьефа строительного периода.
Рис. 8.3. Устройство донного водосбросного отверстия в теле бетонной плотины
Соп ря жение бьефов за водосбросными отве рсти ями осу ществл яют гидравлическим прыжком, определяя положение прыжка и его длину.
Сжатую глубину гидравлического прыжка принимают равной высоте выходного сечения
водосброса:
hсж = h
= 5,3 м.
вых
Вычисляют скорость потока на выходе из туннеля в сжатом сечении:
vсж = = = 11,0 м/c.
Число Фруда потока в сжатом сечении:
Frсж = = = 2,32 > 1,
значит, поток бурный.
Определяют раздельную глубину гидравлического прыжка в призматическом русле:
h
разд
=
(
– 1) =
(
– 1) = 9,61 м.
Раздельная глубина намного больше бытовой (hб = 3 м), поэтому гидравлический прыжок
отогнан, для его затопления необходимо устройство водобойного колодца, глубину которого
определяют по формуле (8.12). Коэффициент запаса принимают kз = 1,1. Учитывая большую
высоту потока и относительно низкую скорость потока, принимают k
= 0,9. Так как про-
гас
странственное растекание возможно только на толщину быков, принимают kпр = 0,9.
В данном случае
d
кол
= kз k
гас kпр hразд
– hб = 1,1 ∙ 0,9 ∙ 0,9 ∙ 9,61 – 3 = 5,56 м.
С учетом приближенности расчета принимают глубину колодца 6 м.
Длину гидравлического прыжка приближенно определяют по формуле
Lпр = 6 (kпр h
– hсж) = 6 (0,9 ∙ 9,61 – 5,3) = 20,1 м.
разд
С учетом влияния гасителей длину водобойного колодца принимают 20 м.
41
После того как выбран и обоснован поперечный профиль бетонной плотины в русловом сечении, выбраны и скомпонованы конструкции водосбросных сооружений гидроузла, необходимо спроектировать плотину на всем протяжении створа. Конструкция плотины изображается в форме вида-разреза со стороны верхнего бьефа (рис. 9.1).
При проектировании должны быть решены следующие задачи:
– выполнена разрезка плотины на секции;
– выбран способ сопряжения плотины с основанием;
– выбрано положение цементационной завесы в основании.
Сначала выполняют разрезку плотины вдоль створа на секции с помощью сквозных вертикальных температурных швов. Ширину секции выбирают в зависимости от климатических условий и технологий бетонирования плотины. В плотинах из вибрированного бетона ширину секции принимают 20–25 м. Ширина глухих и водосбросных секций может различаться. В плотинах
из укатанного бетона ширина может быть увеличена до 40 м, но в этом случае дополнительно
в наружных областях плотины должны быть устроены вертикальные швы- надрезы (см. рис. 9.1).
Если основание плотины неоднородно, то над границей зоны двух пород в плотине должен
быть предусмотрен деформационный шов.
Расположение температурных швов выбирают с учетом размещения водосбросных отверстий и отверстий водоприемника ГЭС. Последнее должно располагаться в пределах одной секции. В водосбросных секциях швы желательно располагать посредине быков, а не в пролетах.
Рис. 9.1. Пример конструкции бетонной плотины на виде с верхнего бьефа:
1 — бетонная плотина; 2 — отверстия водослива; 3 — строительный туннель;
4 — граница цементационной завесы; 5 — смотровые галереи, переходящие в береговые штольни;
6 — отверстия водоприемника ГЭС; 7 — температурные швы; 8 — швы-надрезы
Сопряжение плотины с основанием должно обеспечить надежное опирание плотины на
скалу и борьбу с фильтрацией в основании.
Для надежного опирания плотины под ней должна быть предусмотрена выемка всех нескальных грунтов, а также слоя выветрелой скалы. Подошва секции плотины должна быть
выполнена плоской (наклонной или горизонтальной) или с горизонтальной площадкой в середине секции.
Устья выхода на поверхность крупных трещин должны быть расчищены и забетонированы.
Противофильтрационная цементационная завеса должна быть предусмотрена не только
под плотиной, но и продлена в скальные берега (см. рис. 9.1). Глубину завесы выбирают с учетом фильтрационного напора в рассматриваемом вертикальном сечении — под русловыми
секциями завеса глубже, чем под береговыми. Завеса продолжается также и в берега.
Для выполнения цементационной завесы в скальных бортах могут предусматриваться
штольни, которые выполняют как продолжение смотровых галерей, расположенных в теле
плотины. Они могут соединяться друг с другом вертикальными шахтами.
42
Курсовой проект (курсовую работу) (КП/КР) оформляют в виде пояснительной записки
и графической части (чертежей).
1. План расположения сооружений в узле (генеральный план гидроузла).
2. Продольный разрез по оси плотины (вид с нижнего или верхнего бьефов) с показом геологических условий и конструкции сопряжения плотины с основанием. Для данного разреза
допускаются разные масштабы в горизонтальном и вертикальном направлениях.
3. Характерные профили плотины: сечение наибольшей высоты (глухая плотины); сечение
по поверхностному и донному водосбросу (при наличии).
4. Продольный и поперечный разрезы по строительному водосбросу.
5. Детали конструкции плотины.
При составлении чертежа следует использовать ГОСТы единой системы конструкторской
документации (ЕСКД):
ГОСТ 2.301-68 Форматы;
ГОСТ 2.302-68 Масштабы;
ГОСТ 2.303-68 Линии;
ГОСТ 2.304-81 Шрифты чертежные;
ГОСТ 2.307-68 Нанесение размеров и предельных отклонений.
Масштабы. Согласно ГОСТ 2.302-68, установлены масштабы уменьшения: 1:2; 1:2,5; 1:4;
1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000;
масштабы 1:2000; 1:5000; 1:10000; 1:20000; 1:25000; 1:50000 — при проектировании гене-
ральных планов крупных объектов.
При выборе масштаба следует руководствоваться прежде всего удобством пользования
чертежом. Масштаб, указываемый в графе «Масштаб» (в основной надписи, в таблицах), обозначают по типу 1:1; 1:2; 2:1 и т.д. Масштаб изображения, отличающийся от указанного в основной надписи, указывают в скобках (без буквы М) рядом с обозначением изображения. Например: А (1:1000); Б — Б (1:200).
Линиичертежа. Толщина сплошной толстой основной линии S должна быть 0,5…1,4 мм,
в зависимости от величины и сложности изображения, а также от формата чертежа. Выбранные толщины линий должны быть одинаковыми для всех изображений на данном чертеже.
Остальные линии (кроме сплошной толстой основной) следует принимать равными от S/3
до S/2, но не менее 0,3 мм.
Шрифты. Все надписи на чертежах следует выполнять шрифтами, установленными
ГОСТ 2.304-81 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Шрифты чертежные». Шрифты различают по типам и размерам. Размер шрифта определяют высотой прописных (заглавных) букв в миллиметрах, измеряемой перпендикулярно к основанию строки. Установлены следующие размеры шрифта: 1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20; 28; 40. Применение
шрифта размером 1,8; 20; 28; 40 не рекомендуется.
В КП/КР для оформления чертежа допускается использовать шрифт geniso.shx (поставляют с CAD-системами).
Также для оформления чертежей по ГОСТ подходят шрифты GOST type A и GOST
type B (необходимо найти в открытых источниках).
Еще один вариант — использовать гарнитуру шрифта ISOCPEUR (поставляют с CAD-системами) с параметрами «Курсив 0,7», «Курсив 0,8» и «Курсив 1».
Должна содержать: описание запроектированных сооружений и их расчеты (с расчетными
схемами); описание исходных данных; обоснование компоновки сооружений гидроузла; сведения о последовательности возведения гидроузла и пропуске строительных расходов; задание на выполнение КП/КР, выданное руководителем.
43
1. Текст выполняют с использованием ПЭВМ на одной стороне листа белой бумаги формата
А4, шрифт черного цвета — Times New Roman, 14 пт, межстрочный интервал — полуторный.
2. Номер страницы проставляют в середине верхнего поля листа, страницы текстового материала следует нумеровать арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему
документу. Титульный лист и задание на выполнение КП/КР включают в общую нумерацию
страниц. Номера страниц на титульном листе и задании не проставляют.
3. Текст следует формировать, соблюдая следующие размеры полей: при вертикальном
расположении текста: левое — 25 мм; правое — 10 мм; верхнее и нижнее — по 20 мм; при горизонтальном: верхнее — 25 мм; правое, левое — по 20; нижнее — 10 мм.
4. Размер абзацного отступа должен быть одинаковым по всему тексту — 12,5 мм.
5. Ссылки на использованные библиографические источники необходимо нумеровать
арабскими цифрами в порядке появления в текстовой части КП/КР и помещать их в квадратные скобки.
Учебным планом предусмотрена защита курсового проекта (курсовой работы). В ходе защиты обучающийся должен рассказать о выполненной работе, принятых проектных решениях, а также обосновать их. При самостоятельной подготовке к защите рекомендуется ответить
на следующие вопросы:
1. В чем состоят преимущества и недостатки бетонных гравитационных плотин по сравне-
нию с плотинами других типов?
2. Исходя из каких соображений была выбрана отметка гребня плотины?
3. Исходя из каких соображений была выбрана отметка подошвы плотины?
4. Какова высота плотины?
5. В каком климате возводится плотина?
6. К какому классу ответственности относится плотина? По каким критериям был выбран
класс ответственности?
7. Чему равен нормативный коэффициент надежности?
8. Какой наклон граней был выбран для профиля плотины? Почему?
9. Какие противофильтрационные мероприятия предусмотрены в основании плотины?
Почему?
10. На какую глубину выполняют цементационную завесу и вертикальный дренаж? Почему?
11. Какие расчеты выполняются для обоснования профиля плотины?
12. Какое сочетание уровней верхнего и нижнего бьефов является для плотины более
опасным?
13. Какие нагрузки учитывались в основном сочетании нагрузок?
14. Какие нагрузки учитывались в особом сочетании нагрузок?
15. Какова исходная сейсмичность района строительства?
16. Расчет проводился на проектное или на максимальное расчетное землетрясение?
17. Каково значение расчетного сейсмического ускорения основания было принято в расчете?
18. Сколько процентов от веса сооружения составляет сейсмическая сила?
19. Какой метод был использован для определения напряжений на контакте плотины с ос-
нованием?
20. Запишите формулу внецентренного сжатия.
21. Относительно какой точки считались моменты сил для подсчета контактных напряжений?
22. Запишите условие устойчивости плотины на сдвиг.
23. Под действием каких сил плотина может потерять устойчивость?
24. Какие силы удерживают плотину от сдвига?
25. Какие параметры сдвиговой прочности были приняты в расчете?
44
26. Обеспечивается ли прочность контакта плотины с основанием при основном и особом со-
четаниях нагрузок?
27. Почему нарушение прочности контакта плотины с основанием может представлять опас-
ность для безопасности плотины?
28. Как влияет наклон верховой грани плотины на ее устойчивость?
29. Для чего в теле плотины устраивают дренаж? Какой тип дренажа используют?
30. Для чего в теле плотины устраивают потерны?
31. Как было выбрано положение дренажных отверстий по профилю плотины?
32. В каких зонах плотины и при каких условиях возможно появление растягивающих на-
пряжений?
33. Для чего выполняется зонирование бетона по профилю плотины?
34. Какая часть плотины будет выполняться из вибрированного бетона, а какая — из укатан-
ного бетона?
35. Исходя из каких соображений была выбрана толщина внешних зон плотины?
36. Запишите условие прочности бетона на сжатие.
37. Запишите условие фильтрационной прочности бетона.
38. Какой максимальный класс бетона по прочности выбран в плотине?
39. По каким напряжениям выбирался класс бетона по прочности?
40. В чем состоят преимущества использования укатанного бетона?
41. В чем состоят недостатки укатанного бетона?
42. Какие факторы влияют на выбор марки бетона по водопроницаемости?
43. Какая максимальная марка бетона по водопроницаемости была использована в плотине?
44. Какая максимальная марка бетона по морозостойкости была использована в плотине?
45. Чем отличается зонирование бетона в глухой и водосливной секциях плотины?
46. Каким образом была выбрана расчетная пропускная способность водосливной плотины?
47. Каков удельный расход воды на водосливе?
48. Исходя из каких соображений была выбрана ширина и количество водосливных пролетов?
49. Запишите формулу пропускной способности водослива.
50. Какой тип профиля водослива имеет водосливная плотина?
51. Каковы габариты затвора водосливного пролета? С помощью каких механизмов будет
осуществляться маневрирование затворами?
52. Какая форма сопряжения бьефов была использована за водосливной плотиной? Почему?
53. Каков угол наклона носка трамплина?
54. Какова скорость потока на носке трамплина?
55. Как влияет самоаэрация потока на дальность отлета струи?
56. Что такое гидравлическая крупность частиц?
57. Как соотносятся дальность отлета струи с высотой плотины?
58. Какие сооружения использованы в качестве строительного водосброса?
59. На каком уровне выполняется дно строительного водосброса? Почему?
60. В каком гидравлическом режиме осуществляется пропуск воды через строительный во-
досброс? Почему?
61. Запишите формулу пропускной способности напорного водовода.
62. Каким образом создают напор на строительный водосброс?
63. Почему потребовалось выполнить расчет поперечного сечения строительного водосбро-
са в несколько приближений?
64. Какова высота верховой перемычки?
65. Какие габариты имеет поперечное сечение строительного водосброса?
66. В какой форме осуществляется сопряжение бьефов за напорным водосбросом?
67. Каким образом предполагается перекрывать отверстия строительного водосброса?
68. Какова ширина секций плотины?
45
1. СП 23.13330.2018. Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция
СНиП 2.02.02-85 : свод правил : дата введения 2019-01-14. — URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/
docs/18068/ (дата обращения: 20.08.2024). — Текст : электронный.
2. СП 28.13330.2012. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85 : свод правил : дата введения 2019-01-14. — URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/
docs/1866/ (дата обращения: 20.08.2024). — Текст : электронный.
3. СП 38.13330.2018. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82* : свод правил : дата введения 201902-17. — URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/18063/ (дата обращения: 20.08.2024). — Текст : электронный.
4. СП 40.13330.2012. Плотины бетонные и железобетонные. Актуализированная редакция СНиП
2.06.06-85 (с Изменениями № 1, 2) : свод правил : дата введения 2013-01-0. — URL: https://www.
minstroyrf.gov.ru/docs/1876/ (дата обращения: 20.08.2024). — Текст : электронный.
5. СП 41.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений.
Актуализированная редакция СНиП 2.06.08-87 (с Изменением № 1) : свод правил : дата введения
2013-01-01. — URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/1877/ (дата обращения: 20.08.2024). — Текст :
электронный.
6. СП 58.13330.2019. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003 (с Изменениями № 1, 2) : свод правил : дата введения 2029-06-17. — URL:
https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/59107/ (дата обращения: 20.08.2024). — Текст : электронный.
7. СП 358.1325800.2017. Сооружения гидротехнические. Правила проектирования и строительства в сейсмических районах : свод правил : дата введения 2018-06-27. — URL: https://www.
minstroyrf.gov.ru/docs/17054/ (дата обращения: 20.01.2025). — Текст : электронный.
8. Гидротехнические сооружения / Г.В. Железняков, Ю.А. Ибад-заде, П.Л. Иванов и др.; под общ.
ред. В.П. Недриги. — Москва : Стройиздат, 1983. — 543 с., ил. — (Справочник проектировщика). —
ISBN (В пер.). — Текст : непосредственный.
9. Гидротехнические сооружения (речные) : учебник для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению «Строительство» специальности «Гидротехническое строительство» : в 2 ч. / Л.Н. Рассказов [и др.] ; под ред. Л.Н. Рассказова. — 2-е изд., испр. и доп. — Мос ква :
Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2011. — Ч. 1. — 2011. — 581 с. : ил., табл. — ISBN 978-593093-593-6. — Текст : непосредственный.
10. Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений : [учеб. пособие для гидротехн. спец. вузов] / С.М. Слисский. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Энергоатомиздат, 1986. — 303 с. — ISBN (В пер.). — Текст : непосредственный.
11. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П.Г. Киселева. — 4-е изд., перераб. и доп. —
Москва : Энергия, 1972. — 322 с. — Текст : непосредственный.
12. Бетонные плотины (на скальных основаниях) : учебное пособие для вузов / М.М. Гришин,
Н.П. Розанов, Л.Д. Белый [и др.]. — Москва : Стройиздат, 1975. — 352 с. — Текст : непосредственный.
13. Саинов М.П. Основы проектирования гидротехнических сооружений. Плотины бетонные и железобетонные : учебное пособие / М.П. Саинов. — Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2024. — 263 c. — ISBN
978-5-4497-3238-5. — Текст : элект ронный // Цифровой образовательн ый ресурс IPR SMART : [сайт]. —
URL: https://www.iprbookshop.ru/141348.html (дата обращения: 20.08.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей.
46
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]