مقاله کامل و جامع سد سازی

1- کلیات تاریخچه

سد وزنی یک سازه بتنی توپر است که به واسطه وزن خود در مقابل نیروهای وارده مقاومت می کند. تا اواسط قرن نوزدهم, سدهای بنایی بدون توجه به اصول طراحی ساخته می شدند. قدیمی ترین سد وزنی ثبت شده, سد وزنی الکانته در اسپانیاست که زمان ساخت آن بین 1579 تا 1594 می باشد.سد فورن (شکل1) که بین سالهای 1861 تا 1866 بر روی رودخانه لویر در 9 کیلومتری بالا دست سنت اتین فرانسه ساخته شد, شکل اولیه سدهای مدرن امروزی است. در سال 1855 تحقیقات سازیلی و دلوکره منجر به برقراری یک مقطع عرضی منطقی با مقاومتهای مساوی در ترازهای مختلف شد. نظریه نامبردگان بر مبنای اصول زیر قرار داشت:

الف: پایداری مقطع در مقابل واژگونی در حول لبه پایین دست

ب: پایداری در مقابل لغزش در امتداد صفحه پایه و درزهای افقی در ترازهای مختلف

پ: قانون ذوزنقه برای تعیین تنشهای بهره برداری (روابط معمول مقاومت مصالح)

شکل 1- سد فورن در فرانسه

مهندسینی که در حدود سالهای 1900, به دنبال خطوط تئوریک بودند, شرایط وقوع و توسعه یک ترک از بالا دست, فشار استاتیک آب, فشار برکنش آب و موارد دیگر را مطالعه و معیارهای پایداری زیر را پیشنهاد کردند.

1-بدون توجه به تراز وقوع ترک, کرنش الاستیک در انتهای ترک در یک درز افقی باید فشاری باقی بماند. (معیار پلتریا)

2-کرنش فشاری الاستیک در یک ترک, که فرض می شود از بالا دست باز شده, باید طوری افزایش یابد که تمایلی برای توسعه به سمت پایین دست نباشد. (شرط هافمن)

3-تنش فشاری الاستیک در یک درز افقی باید بزرگتر از فشار هیدرواستاتیک باشد, به نحوی که درز به صورت بسته باقی بماند. (معیار موریس لوی)

توزیع فشار برکنش توصیه شده برای طرحی از طرف محققین مختلف, از فشار هیدرو استاتیک کامل یکنواخت در تمام عرض قاعده (در تراز پایه یا هر درز افقی در ترازهای مختلف) تا توزیع مثلثی با فشار هیدرواستاتیک کامل در بالادست و فشار صفر در پایین دست, اختلاف داشت.

مباحثات انجام یافته روی فشار برکنش منجر به نتایج زیر شد:

الف: باید اقداماتی در جهت نفوذناپذیری پی انجام شود.

ب: زهکش هایی برای کاهش فشار برکنش در قاعده سد تعبیه گردد.

پ: توزیع فشار برکنش از بالادست به سمت پایین دست دارای تغییراتی باشد.

2-تعاریف عمومی

I-محور سد

به عنوان یک مبنای هندسی, تصویر لبه بالا دست تاج سد (بالاترین تراز سد), به عنوان محور سد یا محور مبنای سد انتخاب می گردد. محور سد در پلان, در اکثر اوقات مستقیم است, لیکن برحسب شرایط توپوگرافی, گاهی به صورت منحنی و یا با ناحیه وسطی مستقیم و نواحی جناحی منحنی انتخاب می شود.

II-مقطع عرضی سد

یک سد وزنی معمولاً دارای سه نوع مقطع شامل: مقطع غیر سرریز, مقطع سرریز و مقطع آبگیری برای نیروگاه می باشد.

شیب وجه پایین دست مقطع عرضی غیرسرریز و مقطع عرضی آبگیر معمولاً ثابت بوده و مقدار آن در حدود 7/0 تا 8/0 افقی به 1 قائم می باشد.

منحنی تاج مقطع سرریز سد, با توجه به منحنی عمومی سطح زیرین آبشار (جریان آب از روی سرریز لب تیز) انتخاب می شود. شیب وجه پایین دست نیز طوری انتخاب می شود که در بالا به منحنی تاج و در پایین به منحنی حوضچه آرامش یا جام سرریز مماس شود

شکل 2 – مقطع عرضی سرریز سد وزنی

سرریز ممکن است آزاد باشد و یا دبی سرریز توسط دریچه هایی کنترل گردد. مقطع آبگیری شامل تجهیزاتی از قبیل اشغال گیر, دهانه شیپوری لوله آبگیر, تیرک آب بند, دریچه های اضطراری, لوله تحت فشار می باشد. در صورت وجود فضای کافی, نیروگاه در پای مقطع آبگیر ساخته می شود.

 فرمت فایل ورد