Реальные профили гравитационных плотин
Выше были рассмотрены формы профилей плотин при нагрузке их собственным весом и гидростатическим (в том числе и фильтрационным) давлением. В реальных условиях на плотины действуют и другие нагрузки: давление наносов в верхнем бьефе, давление ледяного покрова, давление волн, сейсмические нагрузки и др. Это вызывает необходимость несколько исправить профиль плотины. Вызывает изменения профиля и устройство отверстий и некоторые требования эксплуатации.
Рис. 8.4 Формы экономичных профилей гравитационных плотин для различных значений параметра сдвига f (по данным рис. 8.3)
Рис. 8.5 Схемы профилей плотины для случаев и:
а и в - на глинистом основании (f=0,3); эпюры нормальных наиряжений в эксплуатационный и в строительный период (обозначены соответственно сплошными и пунктирными линиями); б - на песчаном (f=0,45)
Рис. 8.6 Изменения теоретического профиля плотины при учете дополнительных действующих сил и эксплуатационных условий
Так, силы давления наносов WН и давления льда Wли сейсмические силы Wс (рис. 8.6, а) могут потребовать уширения подошвы плотины и наклона (полного или частичного, рис. 8.6, б); волновые явления в верхнем бьефе (рис. 8.6, в) помимо увеличения горизонтальных сил требуют повышения гребня плотины на величину , плюс к этому необходим эксплуатационный запас высоты гребня (рис. 8.6, в), это вызывает дополнения основного профиля еще надстройкой весом Gн. Надстройка может иногда вызвать также дополнительный наклон верховой грани.
Устройство водослива на плотине сопряжено с понижением гребня, приданием плавной, округлой формы оголовку и сливной (низовой) грани (рис. 8.6, г) и вызывает некоторое перераспределение сил и моментов; однако чем выше плотина, тем это перераспределение играет меньшую роль.
Точно так же давлением воды нижнего бьефа при общем анализе высоких плотин пренебрегают, на плотинах низких и средней высоты давление воды нижнего бьефа учитывается и оно может оказать существенное влияние на напряженное состояние плотин.
Формы реальных профилей плотин зависят еще от условий сопряжения плотины с основанием и примыканий ее к берегам или другим сооружениям, а также от различных специальных мероприятий по повышению экономичности плотин и уменьшению затрат объема бетона в них, но эти вопросы будут освещены ниже.