3.Конструирование плотины

3.1Определение 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 (см. рисунок 6.4).

Но при своей экономичности этот профиль должен удовлетворять двум условиям:

1. отсутствие растягивающих напряжений в бетоне;

2. устойчивость тела плотины против сдвига по основанию.

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;

(3.2.)

Отметка подошвы зависит от конструкции устройств в НБ и равна:

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 1,25;

f – коэффициент трения бетона по грунту, принимаемый для песчаника 0,7.

Точка пересечения кривых определит искомую ширину подошвы водосливной плотины.

Для нахождение n воспользуемся алгебраическими вычислениями путем приравнивания и . В результате получаем ширину подошвы В=34.15 м.

3.2.Разрезка плотин швами

Плотина разрезается по длине постоянными швами на отдельные секции. В плотинах на скальных основаниях устройство этих швов обеспечивает свободное развитие температурно-усадочных). Эти швы, как правило, располагают на равных расстояниях по длине плотины, зависящих от климатических условий и температурного режима плотины в период эксплуатации, принимаем 18 м.

Ширина раскрытия температурных швов, образуемых путём покраски поверхности блока битумом или установки битумных матов, назначаю 5 мм. При этом учитывают, что при самой высокой температуре среды шов замкнётся, (просвет шва исчезнет), а при самой низкой максимально раскроется.

3.4.Быки

Размеры быков водосбросных плотин следует назначать в зависимости от типа и конструкции затворов, размеров водосбросных отверстий, эксплуатационных и аварийных выходов из продольных галерей, а также размеров и конструкции мостовых пролетных строений.

Примерную толщину неразрезного быка можно назначить по Гидротехнические сооружения (речные): По формуле Березинского δ_б=0.2*18+0,4=4 м. Разрезной бык состоит из двух полу быков, их суммарная толщина обычно на 1÷1,5 м больше, чем неразрезного .При этом толщину пазового перешейка быка во всех случаях необходимо назначать не менее 0,8 м.

Пазы рабочих затворов располагаем на линии гребня водослива, быки при этом выдвигают в верхний бьеф..

3.5.Устои

Устои плотин предназначены для защиты примыкающей к водосливу земляной плотины, или берега от размыва водой, сбрасываемой через водослив; для обеспечения плавного подхо­да потока к водосливу и плавного его растекания в нижнем бье­фе; для предотвращения опасного воздействия фильтрации в зо­не примыкания водосливной плотины к земляной или берегу; также они служат опорами для затворов и мостов.

В ГЭС присутствуют спрягающие устои, для сопряжения с грунтовой плотиной, и раздельный устой, который отделяет водослив от глухой бетонной плотины.