3.2. Разрезка плотины швами
Во избежание недопустимо больших напряжений в различных частях бетонной плотины на нескальном основании, появляющихся при неравномерных осадках основания и при температурных деформациях, плотину делят на секции сквозными температурно-осадочными швами. Разрезку плотины производят чаще по быкам, чтобы избежать неравномерных осадок смежных быков, что может привести к заклиниванию затвора.
На суглинистых грунтах разрезается каждый бык.
Деформационные температурно-осадочные швы устраивают вертикальными толщиной 4–5 см в верхней части и 1–1,5 см в пределах фундаментной плиты. Толщина швов-надрезов – 1–2 см.
Уплотнение швов осуществляется в виде шпонок.
3.3 Быки
Оголовок быка выполняется полукруглым, так как разрезается сквозным температурно-осадочным швом. Толщину разрезного быка принимаем 6 м. Минимальная толщина между пазами 0,8м.
В нижнем бьефе отметку верха уступа быка принимаем на 1,2 м выше максимальной отметки уровня нижнего бьефа. Быки выдвинем в верхний бьеф для обеспечения условий пропуска транспорта. Ширина по гребню быка, отведенная для устройства дороги составляет 22 м.
3.4 Устои
Устои предназначены для защиты примыкающей к водосливу земляной плотины или берега от размыва; для обеспечения плавного растекания потока в нижнем бьефе; для предотвращения опасного воздействия фильтрации в зоне примыкания водосливной плотины к земляной или берегу; служат опорами для затворов и мостов.
Различают устои сопрягающие, устраиваемые для сопряжения водосливной плотины с грунтовой или берегом, и раздельные, которые отделяют водослив от глухой бетонной плотины или здания ГЭС.
4.Проектирование бетонной водосливной плотины.
4.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины и гребня быка. Дано:
За отметку гребня плотины принимается большая из двух, вычисленных по формулам:
где
превышение гребня плотины над расчетным
уровнем в верхнем бьефе :
где
Расчет отметки гребня земляной плотины при основном сочетании нагрузок.
Действие ветра на водную поверхность приводит к ветровому нагону и образованию волн. Ветровой нагон представляет собой отклонение водного зеркала от горизонтального положения с уклоном в сторону, противоположную действию ветра.
Элементы ветровых волн и высота ветрового нагона определяются согласно СНиП 2.06.04-82 "Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения".[3]
Первоначально определяем класс грунтовой плотины по капитальности:
м
По приложению Б.1 СНиП 33.01.2003 "Гидротехнические сооружения. Основные положения" [4], для плотины из грунтовых материалов высотой 31,3м, для грунта типа Б, класс капитальности грунтовой плотины III.
Для
сооружения IIIкласса
капитальности принимаем обеспеченность
расчетной скорости для основного и
особого сочетания нагрузок равными: 4%
(
)
и 30% (
)
Высота ветрового нагона определяется как:
расчетная скорость
ветра;
длина
разгона волны;
Определим высоту волны 1% обеспеченности.
Вычислим безразмерные комплексы:
t– период развития волн на водохранилище, 6ч.
2)
Для глубоководной зоны (
)
по найденным коэффициентам определим
параметры по графику (рис 1.) СНиП
2.06.04-82 "Нагрузки и воздействия на
гидротехнические сооружения".[3] , при
помощи которых вычислим средний период
волны и среднюю высоту волны.
Принимаем наименьшее значение комплексов:
Определяем среднюю высоту волны:
Средний период волны:
3) Средняя длина волны:
4)
Условие
13,5
м > 11,6 м, следовательно, расчет выполнен
верно для глубоководной зоны.
5) Определим высоту волну 1% обеспеченности:
где
коэффициент зависящий от волнообразующих
факторов, принимаемый по таблице 6 для
высоты волны 1% обеспеченности.
Таблица 6.
|
|
0,1 |
1 |
2 |
5 |
10 |
|
|
2,96 |
2,42 |
2,26 |
1,95 |
1,71 |
6) Высота наката волн на откос 1% обеспеченности:
где
коэффициент шероховатости, принимаемый
по [3, табл. 6];
коэффициент
проницаемости откоса, принимаемый по
[3, табл. 6];
коэффициент,
принимаемый по [3, табл. 7];
коэффициент,
принимаемый по графику [3, рис. 10] в
зависимости от пологости волны
на глубокой воде и заложения откосов.
Заложение откосов = 3.
7) Превышение гребня плотины над расчетным случаем:
где
Расчет отметки гребня земляной плотины при особом сочетании нагрузок.
Элементы ветровых волн и высота ветрового нагона определяются согласно СНиП 2.06.04-82 "Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения" [3].
Высота ветрового нагона определяется как:
расчетная скорость
ветра;
длина
разгона волны;
Определим высоту волны 1% обеспеченности.
Вычислим безразмерные комплексы:
t– период развития волн на водохранилище, 6ч.
2)
Для глубоководной зоны (
)
по найденным коэффициентам определим
параметры по графику (рис 1.) СНиП
2.06.04-82 "Нагрузки и воздействия на
гидротехнические сооружения".[3] , при
помощи которых вычислим средний период
волны и среднюю высоту волны.
Принимаем наименьшее значение комплексов:
Средняя высота волны:
Средний период волны:
3) Средняя длина волны:
4)
Условие
14,5
м > 2,73 м, следовательно, расчет выполнен
верно для глубоководной зоны.
5) Определим высоту волну 1% обеспеченности:
где
коэффициент зависящий от волнообразующих
факторов, принимаемый по таблице 6 для
высоты волны 1% обеспеченности.
6) Высота наката волн на откос 1% обеспеченности:
где
коэффициент шероховатости, принимаемый
по [3, табл. 6];
коэффициент
проницаемости откоса, принимаемый по
[3, табл. 6];
коэффициент,
принимаемый по [3, табл. 7];
коэффициент,
принимаемый по графику [3, рис. 10] в
зависимости от пологости волны
на глубокой воде и заложения откосов.
Заложение откосов = 3.
7) Превышение гребня плотины над расчетным случаем:
где
Выберем наибольшую отметку гребня плотины из:
За отметку гребня быка бетонной водосливной плотины принимается большая из двух:
