6.3 Конструирование плотины

6.3.1 Определение ширины подошвы плотины

Задача проектирования состоит в том, чтобы при заданной высоте сооружения найти минимальную ширину сооружения по основанию. Наиболее экономичным является треугольный профиль плотины, имеющий минимальную ширину понизу, пример представлен на рисунке 6.1. Этот профиль должен удовлетворять двум условиям: отсутствию растягивающих напряжений в плотине и устойчивости ее против сдвига по основанию.

Рисунок 6.1 – Схема треугольного профиля плотины.

Бетон слабо сопротивляется растяжению, в нём недопустимо появление трещин с напорной грани, что может привести к появлению опасной фильтрации со всеми вытекающими последствиями.

Таким образом, из условия недопущения растягивающих напряжений, ширина водосливной плотины по основанию определяется, как:

(6.88)

где - коэффициент, учитывающий потерю фильтрационного давления за счет устройства завес, дренажей и шпунтов, принимаемый 0,5;

плотности бетона и воды, .

Высота плотины равная:

(6.89)

Отметка подошвы:

(6.90)

Таким образом:

(6.91)

Из условия устойчивости плотины на сдвиг по основанию ширина подошвы водосливной плотины определится из выражения:

(6.92)

где – коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый для I класса сооружения 1,25 [25];

- угол внутреннего трения грунта основания, принимаем для крупного песка [25];

Таким образом:

(6.93)

Задаваясь различными значениями ,произведем расчёт (таблица 6.2) и построю графики зависимостей и (рисунок 6.2).

Точка пересечения кривых позволяет определит ширину подошвы водосливной плотины. Точка пересечения определяется на рисунке 6.2 и таблице 6.2.

Рисунок 6.2. - Пересечение кривых и

Таблица 6.2. - Координаты зависимостей и

n	0,663	0,664	0,665	0,666	0,667
BnI	25,61	25,63	25,65	25,67	25,69
BnII	25,67	25,66	25,65	25,64	25,63

Графики пересекаются в точке n = 0.665и ширина подошвы

Из-за малой величины вертикальной составляющей гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа увеличиваем ширину подошвы до 27,85 м.

6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами

В плотинах на нескальном основании разрезку швами в основном производят по осям бычков, во избежание возможности заклинивания затворов. На гравийно-песчаных - через 2 пролета. Расстояние между температурно-осадочными швами 26 м.

В водосбросных секциях с 2-мя пролетами для уменьшения температурных напряжений устраивают швы-надрезы между быком и водо­сливом от гребня до фундаментной плиты.

Деформационные температурно-осадочные швы устраивают вертикальными шириной 4 см в верхней части и 1см в пределах фундаментной плиты. Ширина швов-надрезов - 1 см.

Уплотнение швов осуществляется в виде шпонок.