3. Конструирование плотины

3.1 Определение ширины подошвы плотины

Треугольный профиль плотины, имеющий минимальную ширину понизу, является наиболее экономичным. Данный профиль должен удовлетворять двум условиям: отсутствию растягивающих напряжений в плотине и устойчивости ее против сдвига по основанию.

Из условия недопущения растягивающих напряжений на верховой грани, ширина подошвы плотины :

, (45)

где = 0,5 – коэффициент, учитывающий потерю фильтрационного давления за счет устройства противофильтрационных завес, дренажей

плотность воды;

плотность бетона.

Высота плотины h:

(46)

Отметка подошвы:

, (47)

где .

Исходя из условия устойчивости плотины против сдвига по основанию, ширина подошвы плотины :

(48)

где коэффициент трения бетона по грунту, принимается для гранита [3];

коэффициент надежности по ответственности сооружения, принимаемый для сооружений I-го класса [6],

высота плотины (формула 45).

Задаваясь различными значениями n несколько раз, по двум формулам определяется В_п и строятся графики зависимости = f (n) и = f (n) (рис. 3.1). Точка пересечения графиков определит расчетную ширину подошвы.

Таблица 3.1. Определение ширины подошвы плотины.

n	, м	, м
0	18,14	19,35
0,1	18,38	18,38
0,2	18,74	17,51
0,3	19,23	16,71
0,4	19,89	15,98
0,5	20,76	15,32
0,6	21,93	14,71
0,7	23,52	14,14
0,8	25,79	13,62

Рисунок 3.1 – определение ширины подошвы.

Графики пересекаются в точке n = 0,1 и В_п = 18,38 м, следовательно, ширина подошвы плотины равна 18,38 м.

3.2 Разрезка плотины швами

В данной работе бетонная водосливная плотина разрезана швами по осям быков, т.е. ширина одной секции между швами равна:

(49)

где b – ширина пролета водосливной плотины; – толщина быка.

Ширина постоянных деформационных температурных швов равна 0,5 см на расстоянии 3 м от лицевой грани и гребня и 0,2 см внутри тела плотины [6].

В конструкции деформационных швов предусматриваются:

- уплотнение, обеспечивающее водонепроницаемость;

- дренажное устройство, обеспечивающее отвод профильтровавшейся через уплотнение воды;

- смотровые шахты и галерея для наблюдения за состоянием шва и ремонта уплотнения.

3.3 Быки

Головная часть быка имеет обтекаемую форму в виде полукруга. Бык имеет разрезную конструкцию, т.е. по его оси проходят швы, отделяющие секции водосливной плотины. Бык данной конструкции имеет два пазовых перешейка, каждый из которых толщиной 0,8 м. Глубина пазов рабочих затворов, равна 0,6 м. Таким образом, минимальная толщина быка определится как:

(50)

где – ширина пазового перешейка; – глубина пазов рабочих затворов.

Окончательно толщина быка определяется по формуле Березинского, при ширине пролета водосливной плотины b = 4 м. толщина быка:

(51)

Так же в примечании к формуле Березинского указано, что ширина разрезного быка с деформационным швом принимается на больше.

Таким образом, ширина быка окончательно будет равной:

(52)

В нижнем бьефе отметка верха уступа быка принимается на 1 м. выше максимальной отметки уровня НБ, т.е. 192,47 м.

Ширина паза рабочего затвора составляет 1,5 м.

Ширина паза ремонтного затвора равна 1 м, глубина паза ремонтного затвора – 0,5 м. Данный затвор размещают на расстоянии 1 м. от рабочего затвора, с целью обеспечения удобных условий для проведения ремонтных работ на рабочем затворе.