Υδραυλικές κατασκευές - φράγματα

Transcript

1 Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος Υδραυλικές κατασκευές - φράγματα Υπερχειλιστές εκχειλιστές Ν.Ι.Μουτάφης, Λέκτορας Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Περ. Κεφ. 12 ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΤΕΣ - ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΕΣ Μάθημα : Υδραυλικές Κατασκευές Φράγματα 9ο Εξάμηνο Ν. Ι. Μουτάφης Φράγμα Shih Kang Σεισμός Chi-Chi Σεπτ (Φωτογραφία : Tim Little BC Hydro)

4 Εικόνα 1: Μετωπικός υπερχειλιστής 4

5 Χ.Θ ,000 Αξονας Y/X R=5,00 α=45 ο Α.Σ.Α. Α.Κ. Π.Κ. 1 1 Α.Κ Π.Κ. Αξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων 1 2,5 Σχήμα 1: Ελεύθεροι υπερχειλιστές 5

6 0 x x ( ) 1,85 H d = 2,0 * y H d y Σχήμα 2: Διαστασιολόγηση έργου υπερχείλισης βάσει του H d (Τυπικός σχεδιασμός στέψης υπερχειλιστή από: US Army Waterways Experimental Station, 1959) 6

7 45 60 Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ ,0 49, ,00 ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ Y1 1:1,5 50 Χ.Θ ,00 Y0 50 ΔΙΩΡΥΓΑ ΠΤΩΣΗΣ 50 ΛΕΚΑΝΗ ΗΡΕΜΙΑΣ 55 Y2 s=0,333 20,00 Y3 Χ.Θ ,000 0 Σχήμα 3: Μετωπικός υπερχειλιστής Κάτοψη Φράγμα Λειβαδίου Ν. Πάτμου 7

8 Χ.Θ ,000 Α.Σ.Α. Αξονας Y/X Τοξωτό θυρόφραγμα R=5,00 α=45 ο 1 1 Α.Κ Π.Κ. Αξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων 1 2,5 Σχήμα 4: Εκχειλιστές με θυροφράγματα 8

9 Εικόνα 2: Μετωπικός εκχειλιστής-έργο υπερχείλισης Φράγμα Κρεμαστών, π. Αχελώος 9

10 Εικόνα 3: Πλευρικός Υπερχειλιστής Έργο υπερχείλισης Φράγμα Καστακίου, π. Αχελώος 10

11 Εικόνα 4: Πλευρικός υπερχειλιστής ΥΗΕ Καστρακίου 11

12 Σχήμα 5: Πλευρικός υπερχειλιστής Κάτοψη Φράγμα Σισανίου, π. Μύριχος - Κοζάνη 12

13 Α. Σ/Δ Σ.Τ. s = 0.33 Αξονας γέφυρας Αρχική επιφάνεια εδάφους s = Καμπύλη Λεκάνη ηρεμίας Διώρυγα απαγωγής Αγκύρια Κεκλιμένη διώρυγα πτώσης Εργο εκτόξευσης Λεκάνη αποτόνωσης Σχήμα 6: Πλευρικός υπερχειλιστής Μηκοτομή Φράγμα Σισανίου, π. Μύριχος, Κοζάνη 13

14 Eπιφάνεια εδάφους Aξονας Φρέατος Υπερχειλιστή Aξονας Σήραγγας Υπερχειλιστή Κλίση Σχήμα 7: Φρεατοειδής υπερχειλιστής Μηκοτομή Φράγμα Σέττα Μανίκια Ευβοίας 14

15 Σχήμα 8: Σιφωνοειδής Υπερχειλιστής - Τομή 15

16 45 60 Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ ,0 49, ,00 ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ Y1 1:1,5 50 Χ.Θ ,00 Y0 50 ΔΙΩΡΥΓΑ ΠΤΩΣΗΣ 50 ΛΕΚΑΝΗ ΗΡΕΜΙΑΣ 55 Y2 s=0,333 20,00 Y3 Χ.Θ ,000 0 Σχήμα 9: Βασικά τμήματα υπερχειλιστών 16

17 Χ.Θ ,000 s=0,333 Διώρυγα προσαγωγής Διώρυγα πτώσης Λεκάνη ηρεμίας Διώρυγα φυγής Εργο υπερχείλισης 47,00 45,00 44,00 26,00 20,00 Σχήμα 10: Βασικά τμήματα υπερχειλιστών - Μηκοτομή 17

18 Εικόνα 5: ΥΗΕ Ασωμάτων Καθοδηγητικός τοίχος εκχειλιστή 18

19 Εικόνα 6: ΥΗΕ Στράτου Καθοδηγητικός τοίχος εκχειλιστή 19

20 Σχήμα 11: Ένα άνοιγμα - χωρίς γέφυρα (ανεστραμμένο Π) 20

21 Σχήμα 12: Ένα άνοιγμα - χωρίς γέφυρα - Κατασκευή με ανεξάρτητους φορείς (τοίχους αντιστήριξης και πλάκες δαπέδου) 21

22 Σχήμα 13: Ένα άνοιγμα με γέφυρα - Μονολοθική πλαισιωτή κατασκευή των ακροβάθρων, του δαπέδου και της γέφυρας 22

23 Σχήμα 14: Περισσότερα του ενός ανοίγματα - Μονολιθικές πλαισιωτές κατασκευές 23

24 Σχήμα 15: Περισσότερα του ενός ανοίγματα - Μονολιθικές κατασκευές ακροβάθρων και μεσοβάθρων 24

25 Εικόνα 7: Θεμελίωση μονολίθου 25

26 Εικόνα 8: ΥΗΕ Πουρναρίου Μονόλιθος εκχειλιστή 26

27 Εικόνα 9: Ξυλότυπος τμήματος μεσοβάθρου 27

28 Εικόνα 10: Τεχνικό υπερχείλισης Κλείδες μεταξύ μονολίθων 28

29 Σχήμα 16: Κλείδες - Διάταξη 29

30 Σχήμα 17: Φορτία τεχνικού υπερχείλισης: Ίδιον βάρος και σεισμός 30

31 Σχήμα 18: Πιέσεις γαιών ή/και φερτών υλικών 31

32 Σχήμα 19: Υδροστατικές πιέσεις συνήθεις συνθήκες 32

33 Σχήμα 20: Υδροστατικές πιέσεις συνθήκες υπερχείλισης 33

34 Σχήμα 21: Άνωση 34

35 Σχήμα 22: Άνωση με στεγανοποίηση (τσιμεντενέσεις) Αμφίβολη αποτελεσματικότητα μείωση 30% (?) 35

36 Σχήμα 23: Άνωση με στεγανοποίηση & αποστράγγιση 36

37 Εικόνα 11: Διώρυγα Πτώσης Φράγμα Ραπεντώσας 37

38 Εικόνα 12: Διώρυγα Πτώσης με αερισμό δαπέδου Φράγμα Μεσοχώρας 38

39 Σχήμα 24: Λεπτομέρεια διώρυγας πτώσης 39

40 Εικόνα 13: Υπερχειλιστής σε φράγμα βαρύτητας 40

41 Εικόνα 14: Υπερχειλιστής σε φράγμα βαρύτητας Πλευρικές διώρυγες πτώσης Συγκέντρωση ροής στην κοίτη 41

42 Εικόνα 15: Βαθμιδωτή διώρυγα πτώσης - Φράγμα Άνω Μερά - Μύκονος 42

43 Εικόνα 16: Βαθμιδωτή διώρυγα πτώσης - Φράγμα Μαραθίου - Μύκονος 43

44 Εικόνα 17: Πλευρικοί καθοδηγητικοί τοίχοι με συρματοκιβώτια Φράγμα Damte - Αιθιοπία 44

45 Εικόνα 18: Έργο εκτόξευσης 45

46 Σχήμα 25: Έργο Εκτόξευσης & Λεκάνη Αποτόνωσης 46

47 Εικόνα 19: Έργο εκτόξευσης ΥΗΕ Κρεμαστών Καθοδηγητικός τοίχος 47

48 Εικόνα 20: Τυπική Λεκάνη Ηρεμίας 48

49 Εικόνα 21: Βαθμιδωτή διώρυγα πτώσης & Λεκάνη Ηρεμίας Φράγμα Κόρης Γεφύρι, Ν. Χίου 49

50 Εικόνα 22: Λεκάνη Ηρεμίας με οδοντώσεις - Φράγμα Περδίκκα - Πτολεμαίδα 50

51 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Εικόνα 17: Πλευρικοί καθοδηγητικοί τοίχοι με συρματοκιβώτια Φράγμα Damte Αιθιοπία, CC: BY- NC-SA 51

52 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.