6.4 Конструирование бетонной плотины
6.4.1 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 (см. рисунок 6.4).
Но при своей экономичности этот профиль должен удовлетворять двум условиям:
-
отсутствие растягивающих напряжений в бетоне;
-
устойчивость тела плотины против сдвига по основанию.
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:
(6.52)
где 
коэффициент, учитывающий потерю
фильтрационного давления за счет
устройства противофильтрационных
завес, дренажей и шпунтов, принимаемый
0,5;
(6.53)
где отметку подошвы плотины принимаем из условия, что срежем три метра глины.
Из условия устойчивости плотины на сдвиг по основанию ширина подошвы водосливной плотины определится из выражения:
(6.54)
где 
– коэффициент надёжности по назначению
сооружения, принимаемый в зависимости
от класса сооружения 1,25;
f – коэффициент трения бетона по грунту, принимаемый для скалы 0,78.
Точка пересечения кривых определит искомую ширину подошвы водосливной плотины.
Для нахождение n воспользуемся
алгебраическими вычислениями путем
приравнивания
и
.
Все расчёты сведены в таблицу 6.2, а сам
график представлен на рисунке 6.5. В
результате получаем ширину подошвы
В=41 м.
Таблица 6.2 – Расчет ширины подошвы плотины
|
n |
B' |
B'' |
|
-0,15 |
38,28 |
48,80 |
|
-0,12 |
38,32 |
47,98 |
|
-0,10 |
38,36 |
47,44 |
|
0,10 |
39,18 |
42,70 |
|
0,12 |
39,31 |
42,28 |
|
0,15 |
40,64 |
39,36 |
|
0,30 |
40,99 |
38,82 |
|
0,60 |
46,74 |
34,16 |
|
0,80 |
54,96 |
31,63 |
|
0,95 |
67,82 |
29,97 |
|
1,00 |
75,36 |
29,45 |
Рисунок 6.5. К расчёту ширины подошвы плотины
6.4.2 Разрезка плотины швами
Швы устраивают для обеспечения монолитности бетона секций плотины между швами при неравномерной осадке плотины и неравномерного распределения температуры в теле плотины.
Расстояние меж секционными швами в бетонных сооружениях на скальном основании быть не более 30 м. Поэтому принимаем расстояние между швами равным 24 метрам. Разрез делаем по быку.
Температурные швы для плотин на скальном основании принимаем шириной 1 см на расстоянии 5 м от лицевых граней и гребня, а внутри тела плотины 0,3 см.