Гидротехнические сооружения (Часть 1)
Статические расчеты сопрягающих сооружений
Сопрягающие сооружения представляют собой подпорные стенки. В продольном направлении стенки через 20-40 м разрезаются температурно-осадочными швами, в которых устраивают гидроизоляционные шпонки. Высота стенок может быть малой - до 5 м, средней - до 20 м и высокой - более 20 м. Есть примеры, когда на построенных гидроузлах строительная высота стенок более 50 м.
Конструкции быков
Толщина быка зависит от конструкций затворов и размеров перекрываемых водосливных отверстий, размеров и конструкций расположенных на них мостов, подъемников. Ориентировочно толщину неразрезного быка можно назначить по графику (рис. 9.18), где Н - напор на гребне водослива.
Статические расчеты быка
Расчеты устойчивости и прочности быков (полубыков) ведутся для следующих видов основных нагрузок: в строительный период - действие собственного веса, мостов, подвижных нагрузок и их тормозных усилий. Эти нагрузки дают неравномерное сжатие быка, особенно если он отрезан от фундаментной плиты; в эксплуатационный период - действие на бык (полубык) гидростатического давленияW2 и давления, передающегося от затвора W1 давления воды со стороны нижнего бьефа W3 (рис. 9.21), бокового давленияW4 от начала быка до вертикальной шпонки; в период ремонта, когда один пролет закрыт аварийными затворами, а через соседний пропускается расход при максимальной отметке воды верхнего бьефа.
Расчеты общей прочности плотины
При работе плотины учитываются наиболее невыгодные сочетания нагрузок, в том числе нагрузки строительного периода.
Предлагается следующий порядок сбора нагрузок: для песчаных грунтов эпюра контактных напряжений под каждым элементом сооружения в строительный период суммируется с напряжениями, полученными после омоноличивания; для глинистых основании контактные напряжения определяются так же, но с учетом перераспределения их по времени.
Расчет фундаментной плиты и быков на их совместную работу в поперечном (вдоль потока) направлении
Производится из соображений, что конструкция в целом испытывает растяжение в нижней части фундаментной плиты, поэтому иногда этот расчет называют расчетом плотины на общий изгиб.
В расчете на общий изгиб должны учитываться усилия, полученные при расчете элементов фундаментной плиты на местный изгиб. Этот учет может быть сделан различными методами, известными в строительной механике.
Расчет несущей способности основания и устойчивости плотины против сдвига
В соответствии с положениями СНиП П-16-76 основания рассчитываются по двум группам предельных состояний: по первой группе - по несущей способности, по второй группе - по деформациям (осадкам, прогибам и пр.). Оценка наступления предельного состояния производится из условия
Общие понятия о несущей способности основания и предельном равновесии сооружения на нескальном основании
На рис. 9.24 показана фундаментная плита плотины, на которую действуют вертикальные а и сдвигающие т нагрузки, отнесенные к единице; площади подошвы сооружения. Под действием нагрузок, передаваемых
Расчеты устойчивости сооружений по схеме плоского сдвига
Оказываются достоверными, если при песчаных, крупнообломочных, твердых, полутвердых глинистых основаниях выполняется условие
Расчет устойчивости плотины при сдвиге с частью основания
При невыполнении приведенных выше условий - формул (9.12), (9.17) плотина на сдвиг на однородных основаниях проверяется по схеме смешанного сдвига (см. рис. 9.25, б).
Сопротивляемость основания сдвигу складывается из сопротивляемостей на участках плоского сдвига В2 и с выпором В1. При отсутствии эксцентриситета в приложении нагрузки или при эксцентриситете в сторону верхнего бьефа
Расчет устойчивости плотины со сдвигом основания по кругло-цилиндрическим плоскостям
На практике чаще используют метод круговых поверхностей сдвига. В этом методе рассматривается плоская задача. Предполагается, что в предельном состоянии плотина сдвигается с глубинным захватом основания. Начало круговой поверхности сдвига основания может быть расположено в любой точке подошвы плотины (точка А, рис. 9.28).
Проектирование плотин на нескальных основаниях в составе речных гидроузлов
Строительство плотин на нескальных основаниях в составе низконапорных и средненапорных гидроузлов отличается большой сложностью, так как приходится иметь дело, как правило, с разнообразными геологическими условиями, условиями многоводных рек, большими объемами работ. Многолетний опыт проектирования и строительства гидроузлов на нескальных основаниях, является уникальным по своему содержанию.
Особенностями проектирования и строительства плотин на нескальном основании
В отличие от плотин на скальном основании являются:
1) их многодельность, большое количество различных конструкций для обеспечения фильтрационной устойчивости основания, достижения сохранности сооружения от действия воды в верхнем и нижнем бьефе;
Экономика строительства плотин на нескальных основаниях и пути их удешевления
В области снижения стоимости плотин на нескальном основании за последние годы наметилось четыре основных направления:
Бетонные гравитационные плотины на скальных основаниях Общие сведения
Особенности плотин. Гравитационные бетонные плотины на скальных основаниях обладают следующими характерными чертами, обусловленными свойствами основания: благодаря высоким значениям параметров сдвига f и с они требуют меньшего объема материала, чем плотины на нескальных основаниях
Классификация гравитационных плотин
Современные гравитационные плотины строят обычно водосбросными т. е. с водосливными и глубинными отверстиями; глухими выполняют лишь участки, сопрягающие водосбросную плотину с берегами.
Примеры уже построенных плотин
На рис. 8.1 приведены профили гравитационных плотин на скальных основаниях, глухие и водосливные, а в табл. 10.1 даны типы плотин, построенных в СССР.
Совершенно необычен профиль Токтогульской плотины, что объясняется сложными геологическими условиями и высокой сейсмичностью района стройки (рис. 10.5). Для сопоставления с плотинами на нескальном основании приведен профиль одной из самых высоких этого типа - Цимлянской плотины (на рис. 8.1, б).
Скальные основания
В расчетах прочности и устойчивости, основания плотин считаются однородными, сплошными, изотропными; в действительности же скальные основания (как и нескальные) обычно неоднородны, сложены разными по свойствам горными породами, анизотропны и, как правило, разбиты многочисленными трещинами, т. е. такие основания не являются сплошными. Массив основания поэтому обладает меньшей прочностью и большей деформативностью, чем слагающие его «куски» пород.
Классификация оснований, их состав
Все основания плотин можно разделить на скальные и полускальные. К скальным основаниям относят массивы прочных пород с жесткими связями между зернами, а слагающие их породы характеризуются «в куске» пределом прочности на сжатие более 20 МПа и на растяжение более 1 МПа, модулем деформации более 5 ГПа.
Структурные типы оснований
Как правило, массивы скальных оснований представляют собой комплексы горных пород разных форм и механических свойств, тектонически обычно нарушенных трещинами, разломами и др.
Роль воды в скальных основаниях
Природный режим подземных вод в зоне плотины и водохранилища резко изменяется: происходит подъем их уровня в берегах в верхнем бьефе, вследствие чего ранее сухие породы насыщаются водой и свойства их могут изменяться; возникает фильтрация вод под плотиной и в обход ее в берегах; сооружение и берега подвергаются усилиям от фильтрационного давления воды, движущейся по трещинам пород; заполняющий трещины материал может вымываться и выноситься в нижней бьеф.
Подготовка и улучшение плотин
Подготовка основания для сооружения плотины заключается во вскрытии котлована до заданных отметок подошвы плотины, обработке поверхности скалы и ее очистке, обеспечении связи подошвенной части бетонной плотины с породами основания. Улучшение основания, если это требуется, состоит в цементации трещин и тектонических зон и заделке слабых участков бетоном, укреплении раздробленных участков различными связями и конструкциями.
Укрепление скальных оснований
Неблагоприятные свойства скальных оснований такие, как разнородность (наличие пород разной жесткости), включение - слабых пород среди надежных, большая и неравномерная деформативность, значительная трещиноватость, наличие тектонических: зон, малая сопротивляемость сдвигу, могут смягчиться или вообще практически исчезнуть благодаря проведению различных конструктивно-строительных мероприятий. Глубинная цементация основания или какой-либо его зоны производится в тех случаях, когда необходимо уменьшить деформативность основания вообще (повысить его жесткость или модуль деформации).
Дренаж основания и береговых примыканий
Дренаж скальных оснований является мощным средством для изменения режима фильтрации, иногда даже более эффективным, чем завесы и понуры. Совместное применение завес и дренажа дает максимальный эффект.
Так же рекомендуем посмотреть:
-
Виды торговой мебели
Оборудование для торговли необходимо для того, чтобы осуществлять хранение и демонстрацию различного товара. -
Особенности алюминиевых и медных листов
Современная промышленность нуждается в качественных материалах, которые не будут окисляться и подойдут для штамповки любого типа. -
Использование облицовочной керамической плитки
Сегодня, пожалуй, использованием облицовочной керамической плитки уже и не удивишь совсем никого: встретить ее можно если и не в каждом доме, то в трети точно. -
Как сделать подвесной потолок в офисе
Когда на рынке появился гипсокартон, заниматься ремонтом стало проще. Раньше для отделки можно было использовать кафельную плитку, обои. -
Аренда экскаватора: особенности выбора техники и ее эксплуатации
В строительстве, при проведении дорожных работ, в процессе демонтажа зданий активно используется землеройная техника.