6.5 Конструирование бетонной плотины

6.5.1 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.

Но при своей экономичности этот профиль должен удовлетворять двум условиям:

1. отсутствие растягивающих напряжений в бетоне;

2. устойчивость тела плотины против сдвига по основанию.

Треугольный профиль плотины на рисунке 6.4.

Рисунок 6.4 – 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:

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

(6.48)

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

где – коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый в зависимости от класса сооружения 1;

f – коэффициент трения бетона по грунту, принимаемый для суглинка 0,44.

Точка пересечения кривых определит искомую ширину подошвы водосливной плотины.

Для нахождение n воспользуемся алгебраическими вычислениями путем приравнивания и . В результате получаем ширину подошвы В=54м.

Рассчитаем координаты оголовка водослива [11, стр 66, табл 6–12] . Для получения действительных координат кривой необходимо умножить их на Расчёты сведём в таблицу 6.1. Сам оголовок построим на рисунке 6.5.

Таблицы 6.1 – Приведённые координаты очертания гребня водосливной стенки (стенки Кригера–Офицерова)

x	y
0	–1,008
0,8	–0,288
1,6	–0,056
2,4	0
3,2	–0,048
4	–0,216
4,8	–0,48
5,6	–0,8
6,4	–1,16
7,2	–1,584
8	–2,048
8,8	–2,568
9,6	–3,152
10,4	–3,8
11,2	–4,512
12	–5,288

Рисунок 6.5 – Оголовок водосливной плотины

6.6 Конструирование отдельных элементов подземного контура

плотины

6.6.1 Понур

Так как плотина стоит на глинистом основании, то назначается анкерный понур в виде водонепроницаемой железобетонной плиты с гидроизоляционным покрытием.

Напор на сооружение определяется по формуле:

. (6.50)

Длина понура назначается равной напору:

Толщина понура назначается

Понур заглубляется на 3 м в суглинок и пригружается креплением в виде бетонных плит толщиной 0,5 м.

6.6.2 Шпунтовая стенка

Так как фильтрация через суглинок не большая, то шпунт можно не делать.

6.6.3 Дренажные устройства

Назначается трехслойный ленточный дренаж с обратным фильтром под всей площадью водобоя и рисбермы, а также под подошвой плотины. Суммарная толщина дренажа принимается 1,5 м.

Под подошвой плотины устраивается вертикальный дренаж в виде разгрузочной скважины диаметром 0,4 м с выводом фильтрационных вод в нижний бьеф.

6.7 Конструктивные элементы нижнего бьефа

6.7.1 Рисберма

12 м, а длина 14 м. Плиты укладываются длинной стороной по течению. Под рисбермой устраивается ленточный дренаж и обратный фильтр. Дренажные отверстия в плитах выполняются шагом 7 метров в шахматном порядке диаметром 25 см.

Длина рисбермы принимается:

(6.51)

Удельный расход на рисберме с учетом расширения:

Критическая глубина:

Скорость воды в сжатом сечении:

Размеры рисбермы вынесем в таблицу 6.2

Таблица 6.2–Размеры рисбермы.

X	Bp	qp	hv	hкр.рас	hp	tp
54,00	132,00	33,60	37,30	5,02	3,09	2,76
68,00	132,00	33,60	37,30	5,02	2,27	2,03
82,00	132,00	33,60	37,30	5,02	1,77	1,58

Толщину 4–5 рисбермы принимаем равной толщине 3.