Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Марта 2015 в 14:32, реферат
По условиям использования гтс делятся на постоянные и временные. Постоянные сооружения используются при эксплуатации объекта неограниченное время, временные - лишь в период строительства или ремонта (перемычки, ограждающие стенки и дамбы, строительные тоннели и т.д.). Постоянные гтс подразделяются на основные и второстепенные.
Опасными могут быть любые перечисленные виды или их сочетания, приводящие к разрушению сооружений, либо их отдельных элементов. Для оценки фильтр. прочности грунтов используются следующие их характеристики: зерновой состав, плотность частиц грунта; влажность, а также пластичность, раскатывание и сцепление на разрыв.
Формирование длины подземного контура бетонной плотины
Схема подземного контура зависит от свойств основания, которое может быть однородным или неоднородным, из связных и несвязных грунтов, с водоупором или без него, залегающим на различной глубине, с возможным нахождением напорных грунтовых вод в основании плотины. Поэтому выбор рациональной схемы подземного контура в виде фундам. плиты и водобоя является важнейшей составной частью проектирования плотины. Для улучшения контакта грунта и основания устраиваются верховой и низовой зубья фунд. плиты, которые, одновременно, предотвращают контактную фильтрацию.
Для обеспечения фильтр. прочности основания, устойчивости на сдвиг и всплытие (для водобоя) развитие длины подземного контура осуществляется за счет понура и вертикальных элементов (шпунтов, завес, свай и т.д.). Эффективное снижение фильтр. противодавления обеспечивается совместным использованием дренажа и вертикальных элементов.
Различаются следующие схемы ПК:
Значительный эффект достигается применением анкерного понура (на связных грунтах) с верт. преградой и гориз. дренажом перед зубом плотины, что позволяет проектировать облегченную плотину.
Минимально допустимую длину подземного контура Lmin с учетом влияния сопротивлений на входе и выходе фильтр. потока определяют по формуле Lmin =H/Iдоп.- 0,88 Tр., где Iдоп.= Iсr/кз, где Icr – зависит от грунта, а кз – коэф запаса (зависит от класса сооружения). При нехватке длины подземного контура для обеспечения фильр. прочности основания, ее увеличивают гибким или анкерным понуром, а при необходимости и вертикальными элементами в сочетании с дренажами.
Бетонные плотины на нескальных основаниях
В соответствии со СНИПом бетонные и ж/б плотины разделяются на основные виды по конструкции и технологическому назначению.
По конструкции различают плотины:
Часто отдельно выделяются ячеистые плотины, обычно заполненные грунтом. Они могут быть как гравитационные (а), так и контрфорсные (б).
По технологическому назначению различают плотины:
1) глухие; 2) водосбросные (с водосливными отверстиями, с глубинными отверстиями и двухъярусными).
Бетонные и ж/б плотины строят в различных природных и климатических условиях на скальных, полускальных и нескальных грунтах. Из них гравитационные (глухие) и арочные плотины сооружаются только на скальных, а ж/б и гравитационные водосливные – как на скальных, так и нескальных основаниях.
Бетонные плотины успешно применяют в любых климатических условиях и при любой сейсмике. Недостатком таких плотин является необходимость затрат на их возведение из цемента и металла.
Имеются два направления удешевления бетонных плотин:
При нескальном основании существенную экономию (20-45%) бетона по сравнению с массивной конструкцией удается получить лишь при загрузке полостей балластом, т.е. применение ячеистых конструкций с засыпкой полостей.
Поверхностные затворы водосливных плотин
Плоский затвор
Обычный плоский металлический затвор представляет собой несущую конструкцию, покрытую с напорной стороны водонепроницаемой обшивкой (листовая сталь). Металлическая несущая конструкция представляет собой балочную конструкцию, состоящую:
Ригели представляют собой неразрывную конструкцию, причем стойки (кроме крайних, называемых опорными) разрезаются ригелями на отдельные части, которые располагаются между ригелями.
Подъемные усилия 3 прилагаются к опорным стойкам, на которые давление воды передается
на ригели и затем на опорные стойки. При поднятии затвора опорные стойки перемещаются по специальным рельсам 9 (рис.1), заделанных в пазах.
Рис. 1. Схема плоского металлического затвора
1-ригель; 2-опорная стойка; 3 -подъемное усилие; 4-стойка; 5- обшивка; 6-донное уплотнение; 7-боковое уплотнение; 8-деревянный брус длиной Н; 9-закладная часть (рельс).
Шандоры.
Рис. 2. Стальные шандоры с деревянным уплотнением:
1- стальные балки; 2 - дерево
В некоторых случаях шандорную стенку можно рассматривать как плоский секционный затвор, который может использоваться как аварийный или ремонтный затвор.
При щирине отверстия < 8м используются шандоры (рис.2), а при ширине отверстия > 8м переходят к металлическим шандорам (рис.3), образующим уже металлический секционный плоский затвор.
Рис. 3. Металлические колесные шандоры (секционный металлический затвор):
1 – металлическая обшивка; 2 – уплотнение (дерево)
Сегментный металлический затвор.
Главным недостатком плоских затворов является то, что для их подъема требуются большие усилия S~1,5G, а сегментные затворы позволяют снизить это усилие S~0,8G, где G=0,15F. F – площадь отверстия, перекрываемого затвором, м2.
Схема устройства обычного сегментного затвора показана на рис.4. Как видно из рисунка:
Обшивка 1 изогнута по дуге окружности радиусом R=(1,0-2,5)Н;
Пространственную несущую конструкцию 2, имеющую такой же вид, как и для плоского затвора, но изогнутую по дуге радиусом R;
Опорные ноги 3, при помощи которых гидростатическое давление передается на опоры 4;
Короткие ж/б опоры (консоли) 5, выпущенные из стен быков или устоев, на этих консолях располагаются опорные шарниры. Консоли позволяют избавиться от пазов и уменьшить толщину быков.
Рис. 4. Схема обычного сегментного затвора
1 – обшивка; 2 – простр. несущая конструкция; 3 – опорная нога; 4 – опорный шарнир; 5 – короткая консоль; 6 – уплотнение
Имеются построенные сегментные затворы с Н=9,0 м; В=45 м и Н=14 м; В=40 м.
Вальцевые эатворы.
Вальцевые или цилиндрические затворы представляют собой трубу большого диаметра, перекрывающую водосливное отверстие. Эта труба выкатывается по наклонным зубчатым рельсам, укрепленным в пазах быков (рис.5).
Рис. 5. Схема поперечного сечения обычного вальцевого затвора.
А–в виде круглоцилиндрической трубы; б–с нижним щитком 4; в– с передним козырьком 6;
1–обшивка; 2–гибкая тяга; 3–рельс в пазу с зубчатой рейкой; 5–труба.
Рис. 6. Схема опорных частей вальцевого затвора 1
2 – гибкая тяга; 3 – бандаж (с зубчатым зацеплением) на конце затвора; 4 – рельс (в пазу) с зубчатой рейкой; 5 – точка прикрепления гибкой тяги к затвору; 6 – уплотнение; β = угол охвата затвора зубчатым зацеплением.
Вес затвора G=0,5F+0,02F F, где S= 0,8G – подъемное усилие. Площадь, перекрываемая этими затворами равна 300-450 м2, что гораздо больше, чем плоских и сегментных затворов.
Конструкция затворов следующая:
Водосбросные и водопропускные сооружения
В составе речных гидроузлов предусматривают водопропускные сооружения, подразделяемые по назначению на два характерных вида: водосбросы и водоспуски.
Водосбросы – предназначены для пропуска из водохранилища в н/б при заданных расчетных уровнях воды в верхнем бьефе пропуску льда, шуги и др. плавающих тел в нижний бьеф.
Водоспуски – используют для постоянных попусков воды из водохранилища в н/б диктуемых водохранилищами и санитарными нормами, для опорожнения водохранилища в целях ремонта сооружений, расположенных в в/б и т.д. Входное отверстие водоспуска располагается на отметках, обеспечивающих сработку водохранилища до этого уровня.
При выборе типов и размеров этих сооружений следует рассматривать возможность их совмещения в одном сооружении. Максимальный расчетный расход зависит от класса сооружения и для I кл. составляет 0,01%; для II кл. – 0,1%; для III – IV кл. – 0,5 и 1,0 % соответственно. Водопропускную способность водосброса определяют при полном открытии всех сооружений, использующих воду для своей работы (гэс, судоходный шлюз, водовыпуск и т. д.) Следует учитывать возможность форсировки уровня в/б. Санитарные расходы устанавливают из условия полного обеспечения потребителей в н/б и работы промпредприятий. Отметка порога водоспуска назначается из условия подачи сан. расхода в н/б при отметке ГМО в водохранилище.
Водосбросы
Применяемые в речных гидроузлах типы водосбросов определяются, в основном, топографическими, геологическими, гидрологическими и эксплуатационными условиями, а также условиями производства работ по возведению различных сооружений гидроузла.
По расположению в узле сооружений водосбросы подразделяются на две группы: 1) в теле плотины; 2) вне тела плотины (береговые).
Водосбросы в теле плотин располагаются либо в русле реки, либо на пойме. Они делятся на открытые и трубчатые водосбросы. Открытые водосбросы по своей работе похожи на бетонные водосливные плотины, но требуют более сложных сопрягающих устройств с земляной плотиной для защиты последней от размывов. Трубчатые водосбросы в грунтовых плотинах работают в условиях напорного потока и имеют возможность удовлетворять различные требования, связанные с пропуском воды в н/б.
Береговые водосбросы существенно отличаются от водосбросов в теле грунтовой плотины.
Их выполняют в виде открытых водосбросных каналов, туннелей и различных сочетаний водослива с каналом, шахтой и туннелем. Они подразделяются на управляемые (с затворами) и автоматического действия. По конструктивному оформлению водосбросы могут быть: трубчатые, береговые открытые, траншейные, шахтные, туннельные, сифонные и др.
Трубчатые водосбросы устраивают в плотинах небольшой высоты до 60-80 м. Они используются комплексно – сначала для пропуска строительных расходов, а затем в качестве водосбросов и водоспусков.
В состав трубчатого водосброса входят: а) головная часть в виде водослива или башни, оборудованных затворами; б) донная труба, укладываемая в грунт основания; в) выходная часть с устройством для гашения энергии потока в виде водобойного колодца, трамплина или гасителя другого типа. Донные трубы выполняются обычно ж/б с круглым, овальным или прямоугольным сечением. Трубы укладывают на плотное основание и надежно сопрягают с телом плотины и основанием (устройством двух или трех диафрагм по периметру трубопровода).
По длине трубы ее разрезают температурно-осадочными швами через 20-25 м, выполняя в них водонепроницаемые шпонки для предотвращения выноса грунта фильтр. потоком.
Береговые открытые водосбросы
Они устраиваются на гидроузлах, как с грунтовыми, так и с арочными и контрфорсными бетонными глухими плотинами. Располагают их, как правило, на одном берегу. Они служат для пропуска расходов от 500 до 12000 м3/с на одно сооружение. Береговые водосбросные сооружения состоят из трех частей: а) подводящего канала; б) водослива фронтального типа, регулирующего сбрасываемый расход; в) водоотводящего устройства. Подводящий канал должен обеспечивать плавный подвод воды к водосливу, поэтому имеет обычно криволинейное очертание и переменную ширину вдоль потока.