trasare baraje

21
Trasarea construcțiilor hidrotehnice

description

trasare baraje(incomplet)

Transcript of trasare baraje

Page 1: trasare baraje

Trasarea construcțiilor hidrotehnice

Page 2: trasare baraje

Cuprins

Constructii hidrotehnice – definitii si clasificari Bazinul hidrografic al României Generalitati asupra trasarii constructiilor hidrotehnice Retele de sprijin Metode de trasare Trasarea barajelor. Cazuri principale de trasare

Trasarea barajelor in arc Trasare barajelor de pamant Trasarea barajelor de greutate

Precizia restabilirii punctelor principale ale retelelor de sprijin ale constructiilor hidrotehnice fixate pe teren prin aliniamente reperate

Trasarea ecluzelor Trasarea elementelor metalice ale constructiilor hidrotehnice Studiu de caz: Baraj pentru amenajare piscicola in judetul Neamt Baraje semnificative

Page 3: trasare baraje

Constructii hidrotehnice – definitii si clasificari

Constructiile hidrotehnice sunt lucrari complexe care se executa atat pentru folosirea resurselor de apa in diverse scopuri, cat si pentru combaterea efectelor distructive ale apei. Prin realizarea acestora, se urmareste folosirea apei in scopuri precum:

alimentarea cu apa potabila si industriala; producerea de energie electrica; irigatii; atenuarea viiturilor; lucrari de aparare si drenare; dezvoltarea transportului pe apa, a pisciculturii si a sporturilor nautice; ameliorarea microclimatului si a mediului inconjurator.

Principalele constructii caracteristice ale unui obiectiv hidrotehnic sunt:• Centrala hidroelectrica• Barajul• Diguri• Lacul de acumulare• Canale• Conducte si galerii de aductiune si evacuare• Ecluze• Bazine portuare• Descarcatoare de ape mari

Barajul reprezinta orice lucrare hidrotehnica, avand o structura existenta sau propusa, care este capabila sa asigure acumularea permanenta sau nepermanenta de apa, de deseuri industriale lichide sau solide depuse subacvatic (din industria chimica, industria energetica si din iazurile de decantare din industria miniera), a caror rupere poate produce pierderea necontrolata a continutului acumulat, cu efecte negative deosebit de importante asupra mediului social, economic si/sau natural.

Fig. 1. Barajul Inguri – Georgia

Page 4: trasare baraje

Bazinul hidrografic al unui râu

Bazinul hidrografic sau bazinul de recepţie al unui curs de apa, este suprafaţa de pe care este colectat debitul de apa al acelui curs de apa.

Fig. 2. Bazinul hidrografic al raului Arges, 12500 kmp

Bazinul hidrografic în România: Din punct de vedere hidroenergetic, teritoriul României a fost împărţit în 9 bazine

hidrografice, aşa cum este ilustrat în figura de mai jos:

Fig.3. Cele nouă bazine hidrografice ale României

Page 5: trasare baraje

Generalitati asupra trasarii constructiilor hidrotehnice:Pentru realizarea trasarii constructiilor hidrotehnce sunt necesare urmatoarele documente:

harta zonei constructiei hidrotehnice la scara: 1:50.000-1:100.000, in functie de natura lucrarii si de dimensiunle terenului pe care se executa constructia;

planul general al constructiei hidrotehnice, cu curbele de nivel (fig.4) continand amplasamentul general al constructiilor, cailor de comunicatii etc;

planul general de trasare si schemele de trasare a diferitelor obiecte ale constructiilor hidrotehnice, inclusiv ale elementelor de detaliu obtinute in urma pregatirii topografice a proiectului de constructie in vederea aplicarii lui pe teren .

Fig. 4. Planul general al constructiei hidrotehnice

Lucrari topografice la proiectarea unui obiectiv hidrotehnic

1. ridicari topografice pentru intocmirea planurilor la scari mari;2. asigurarea topografica a studiilor hidrologice, pentru intocmirea profilului longitudinal si a profilelor transversale ale albiei raului;3. trasarea axelor drumurilor si a cailor de acces;

Page 6: trasare baraje

4. trasarea conturului proiectat al lacului de acumulare.

Ridicarea topografica a vaii raului Aceasta etapa cuprinde:

realizarea retelei de sprijin (planimetrice si altimetrice), alcatuita din puncte de drumuire principale;

realizarea retelei de nivelment; ridicarea detaliilor planimetrice si altimetrice de pe maluri pe baza profilelor

transversale (perpendiculare pe albie), iar intre profile prin metoda radierii. Reteaua de sprijin trebuie sa asigure reprezentarea planimetriei suprafetei

terenului (obiectele existente, coturile si meandrele albiei, insulele si bancurile de nisip din albie, etc.), cat si reprezentarea reliefului terenului si a fundului albiei, sa permita determinarea cotelor nivelurilor apei in lungul raului si transversal pe rau, sa asigure prin masuratori adancimea navigatiei pe rauri, fluvii si litoralul maritim.

Reteaua de sprijin pentru ridicarea vaii si albiei raului este alcatuita din drumuiri principale de teodolit-nivelment fixate pe un mal in lungul raului sau pe ambele maluri in cazul albiei mai lata de 300m. Traseul drumuirii principale este o drumuire intinsa cu laturi aproximativ egale, de circa 200 – 500 m lungime, sprijinita la capete pe puncte ale retelei de stat, la intervale de 3 – 20 km.

Drumuirea principala de teodolit se proiecteaza, de obicei, pe sectoare corespunzatoare lungimilor pragurilor si grindurilor, acestea reprezentand importanta pentru transportul pe apa, unde problema de baza este asigurarea adancimii necesare pentru navigatie.

Aplicarea pe teren a conturului lacului de acumulare

In etapa studiilor definitive, pe teritoriul viitorului lac de acumulare se face marcarea pe teren a conturului lacului care este o linie sinuoasa. Marcarea pe teren se face cu stalpi de lemn si balize avertizoare (ultimele doar in locuri stabilite). Conturul lacului de acumulare este determinat de punctele corespunzatoare cotei remuului normal proiectat.

Pe teren se traseaza linia franta a,b,c,d..., astfel ca abaterile in plan sa nudepaseasca valorile date in proiect ( de obicei 10-25 m). Pozitia punctelor A,B,C,… de pe conturul lacului de acumulare se transpune pe teren prin nivelment geometric sau trigonometric

Page 7: trasare baraje

Fig. 5. Conturul lacului de acumulare

Aplicarea pe teren a conturului lacului de acumulare prin nivelment geometric se face conform figurii 6. Se admite ca fata de reperul de lucru A(Ha) trebuie gasit pe teren punctul a, de cota data Hb. Citirea b pe mira asezata in punctul a al conturului lacului de acumulare, care sa corespunda cotei proiectate Ha, se determina cu relatiile cunoscute.

Fig. 6.Trasarea prin nivelment geometric

Lucrari topografice in timpul executiei constructiilor hidrotehnice

1. Aplicarea pe teren a axelor principale ale constructiilor hidrotehnice: axele barajelor de beton si de pamant; axele turbinei centralei hidroelctrice; axele deversorului si ale evacuatorului de ape mari; axele canalelor de aductiune, de evacuare si derivatie; axele podurilor rutiere si de cale ferata; axele tunelurilor si galeriilor.

Page 8: trasare baraje

2.Lucrari topografice in timpul executiei terasamentelor: trasarea axei unui canal, de panta proiectata; trasarea debleelor (canale mari, ecluze, etc.); trasarea barajelor de pamant (ramblee); trasarea unor platforme orizontale si a planurilor inclinate; trasarea cotelor la adancimi mari.

Retele de sprijin:

Pentru trasarea constructiilor hidrotehnice se proiecteaza : retea de sprijin planimetrică, sub forma de triangulatie sau drumuiri

poligonometrice; retea de nivelment.

Retele de sprijin au o importanta mare in executarea constructiilor hidrotehnice deoarece ele permit:

aplicarea proiectelor pe teren; asigurarea santierului cu puncte de sprijin necesare trasarii; executarea ridicarilor topografice de executie; urmarirea comportarii in timp a constructiilor hidrotehnice;

Retelele trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii principale: precizie mare; conservare indelungata; stabilitate mare a punctelor; asigurarea permanenta a controlului; orientarea retelei potrivit axelor principale ale constructiei.

Experienta acumulata la realizarea constructiilor hidrotehnice a dus la stabilirea urmatoarelor cerinte principale cu privire la retelele de sprijin:

retelele de sprijin trebuie sa fie introduse in proiectele de ansamblu si de executie ale constructiilor hidrotehnice;

laturile de triangulatie trebuie repartizate astfel incat sa coincida cu axele principale ale constructiei;

laturile retelelor de trasare trebuie sa fie asezate paralele sau perpendiculare pe axele principale ale constructiilor;

pozitia punctelor retelei trebuie sa se determine cu o eroare maxima de ± 5 mm; bazele se recomanda sa fie laturi ale retelei de triangulatie si sa fie masurate cu

eroarea de ordinul 1:1 000 000; masurarea unghiurilor trebuie sa se faca cu o eroare maxima de ± 3cc pentru

reteaua principala si ± 6cc pentru cea suplimentara;Rețeaua de microtriangulație:

Este recomandat ca rețeaua de sprijin în cazul barajelor să fie o rețea de microtriangulație, care respectă principiile rețelei de triangulație a României

Formată din triunghiuri echilaterale și două baze de plecare; Se efectuează măsurători unghiulare;

Page 9: trasare baraje

Fig.7. Exemplu de retea de microtriangulatie

Metode de trasare:

Metodele de trasare în detaliu a construcţiilor sunt următoarele: metoda coordonatelor polare; metoda coordonatelor rectangulare; intersecţiei unghiulare înapoi ; intersecţiei liniare; intersecţiei reperate; microtriangulaţiei; poligonometriei;

La alegerea metodei de trasare a punctelor construcţiei - în plan - se iau în consideraţie următorii factori:

densitatea punctelor reţelei de sprijin; precizia necesară trasării construcţiilor; dimensiunile şi caracterul construcţiei; amplasamentul construcţiei (teren uscat sau cu apă); metodele de execuţie a construcţiei

Metoda coordonatelor polare Metoda de determinare a coordonatelor spaţiale folosită este metoda

coordonatelor polare. În contrast cu metoda intersecţiei spaţiale, la care sunt necesare cel puţin două puncte de staţie, la această metodă este suficient un singur punct de staţie pentru a rezulta coordonatele tridimensionale (3D). Coordonatele punctelor obiect se calculează din elementele măsurate: unghiuri orizontale, unghiuri verticale (zenitale) şi distanţa înclinată.

Definirea sistemului local de coordonate:

Page 10: trasare baraje

- originea sistemului în centrul de vizare al staţiei totale din puncul de staţie de coordonate (0, 0, 0);

- axa Oy pe direcţia spre punctul de referinţă.• Principiul metodei constă în măsurarea, din punctul de coordonate (0, 0, 0) a

laturii de sprijin a unghiului orizontal şi a distanţei orizontale, până la punctul de detaliu, căruia îi vom determina coordonatele coordonatele rectangulare plane în funcţie de coordonatele cunoscute şi de elementele măsurate pe teren.

Metoda intersecţiei unghiulare înapoi: Metoda intersecţiei unghiulare înapoi se utilizează la trasarea cu precizie a unor

puncte situate în zone greu accesibile, precum centrele infrastructurilor podurilor sau punctele fundamentale ale ploturilor barajelor de beton.

Trasarea prin această metodă presupune următoarele etape: - se trasează provizoriu punctul C, ale cărui coordonate sunt indicate în proiect, prin metoda coordonatelor polare, metoda intersecţiei liniare sau prin altă metodă, obţinându-se pe teren un punct apropiat C’; - se staţionează cu teodolitul în punctul C’ trasat provizoriu şi se determină unghiurile orizontale din direcţiile orizontale măsurate spre trei puncte A, B, E, din reţeaua de trasare. Măsurătorile se fac prin metoda seriilor, efectuând 3…4 serii; - se calculează coordonatele punctului C’, prin retrointersecţie; - se calculează reducţiile (corecţiile) ce trebuie aplicate în punctul C’, pentru a se obţine poziţia pe teren a punctului C.

Metoda intersecţiei unghiulare înapoi: Aplicarea acestor corecţii se face astfel:

- în cazul reducţiilor polare – se staţionează cu teodolitul în punctul C’, se trasează, cu luneta în poziţia I, unghiul orizontal , faţă de direcţia C’E, iar pe direcţia rezultată se va aplica distanţa orizontală C’C. - în cazul reducţiilor rectangulare – cu teodolitul instalat în punctul C’ se vizează punctul E, având introdusă la cercul orizontal citirea , se roteşte luneta până când se va obţine la cecul orizontal citirea 0g,00c00cc; această direcţie coincide cu axa OX a sistemului rectangular de axe, pe ea aplicânduse corecţia ; perpendicular pe această direcţie se aplică corecţia .

Page 11: trasare baraje

Fig. 8. Metoda intersecţiei înapoiMetoda intersecţiei unghiulare înapoi:

Controlul trasării se poate efectua: - prin trasarea punctului construcţiei şi din alt punct al reţelei de sprijin (de exemplu: trasarea punctului C din punctele reţelei de sprijin A şi B Fig. 9); - trasarea punctului C prin altă metodă de trasare; - compararea distanţelor şi unghiurilor dintre punctele trasate, obţinute prin măsurarea pe teren cu cele indicate în proiect.

Fig. 9. Principiul calculului preciziei

Trasarea barajelor in arc: Barajele in arc reprezinta acele baraje care au in plan o forma curbilinie si

lucreaza ca bolta sau arc, transmitand in cea mai mare parte malurilor sarcina orizontala provenind din presiunea apei si a aluviunilor;

Se executa deseori prin nedeversoare si rareori deversoare;

Page 12: trasare baraje

Majoritatea barajelor construite au un unghi la centru de aproximativ 140-160g, ceea ce se explica prin dificultatea de a adapta la conditiile topografice locale arce cu unghiuri la centru mari;

Fig.10. Trasarea barajelor in arc Construcţia barajului de beton arcuit se face pe ploturi; Fiecare plot cuprinde un număr de lamele suprapuse, fiecare de înălţimea 1,50 ...

2,0 m.; Secţiunile orizontale ale lamelelor sunt patrulatere la care două laturi curbe (Fig.

11) sunt corespunzătoare paramentului amonte şi paramentului aval, iar celelalte două laturi rectilinii sunt corespunzătoare rosturilor dintre ploturile vecine.

Elementele componente ale unui baraj arcuit: a- plan; b- sectiune verticala prin plot;

1- plot;

2- lamela

Fig 11.

Page 13: trasare baraje

Fig. 12. Barajul Vidraru Din punct de vedere geometric barajul arcuit este definit prin raza de curbură şi

unghiul la centru. Fiecare plot are cate un punct fundamental F situat pe una din verticalele plotului,

astfel aleasă încât să străbată un număr cât mai mare de lamele. In proiect se determină în sistemul reţelei de trasare coordonatele rectangulare ale

punctelor fundamentale Fi pentru fiecare plot al barajului. Faţă de punctul fundamental F sunt calculate în proiectul de execuţie elementele

geometrice pentru montarea cofrajului necesar turnării betonului la fiecare lamelă. După turnarea betonului se execută trasarea în înălţime a părţii superioare a

fiecărei lamele la cota proiectată. Trasarea în plan a punctului fundamental se repetă pentru lamelele fiecărui plot

deoarece, odată cu turnarea betonului, punctul fundamental Fi dispare ca poziţie.

Trasarea in plan a punctului fundamental F se efectueaza prin retrointersectie. Astfel se stationeaza cu aparatul in zona barajului, se vizeaza punctele retelei de

sprijin si se determina coordonatele unui punct provizoriu F’. Aceste coordonate se compara cu coordonatele punctului fundamental F din

proiect. Prin metoda coordonatelor polare se determina pozitia definitiva a punctului F

fata de pozitia punctului provizoriu F’. La final se stationeaza cu aparatul in noul punct determinat, se realizeaza din nou

retrointersectia vizand punctele vechi ale retelei de sprijin si se verifica corectitudinea coordonatelor punctului fundamental F.

Page 14: trasare baraje

Fig.13. Trasarea punctului fundamental Cerinţa de bază a trasării este materializarea rapidă şi cu precizie ridicată a

poziţiei punctului fundamental F succesiv pe toate lamelele plotului, chiar în timpul execuţiei barajului. Din cauza preciziei ridicate (eroarea maximă 1,5... 2 cm) aplicarea pe teren a punctului fundamental proiectat F se efectuează în două etape: trasarea aproximativă şi definitivarea trasării

Trasarea definitivă implică atat calculul corecţiilor (rectangulare sau polare), cat şi tehnica de aplicare pe teren a corecţiilor pentru determinarea poziţiei definitive a punctului fundamental F.

Trasarea lamelei in timpul executiei se realizeaza in felul urmator: din punctul fundamental F se trasează în plan prin metoda coordonatelor polare punctele de colţ 1, 2, 3 şi 4 , cat şi două laturi retrase la 1 m în interiorul lamelei, paralele la direcţiile 1—4 şi 2—3.

Faţă de aceste laturi se trasează prin metoda coordonatelor rectangulare pe coardă o serie de puncte pentru instalarea cofrajului curb necesar turnării betonului lamelei respective.

Trasarea la cota proiectată HF a lamelelor se face la baza plotului prin nivelment geometric după care se continuă prin nivelment trigonometric, folosind 3 sau 4 repere de nivelment (din reţeaua de trasare).

Trasarea barajelor in arc constituie o problema topografica speciala care, datorita unor conditii specifice, se deosebeste de trasarile circulare obisnuite.

Corpul barajului se imparte in blocuri separate; barajul se construieste pe blocuri, pe zone sau trepte.

Problema principala pentru trasarea barajelor in arc consta in stabilirea arcului de cerc corespunzator fiecarei zone, precum si a punctelor de legatura in care se va face pichetarea, astfel incat cofrajul fiecarui bloc sa fie ridicat pe locul indicat.

Trasarea se executa in mod progresiv, odata cu constructia, modificandu-se continuu cotele care deseori au diferente de la fundul vaii pana la coronamentul barajului.

Trasarea se executa in general, din puncte situate in afara barajului

Page 15: trasare baraje

Punctele care trebuie pichetate sunt calculate dinainte si sunt marcate prin semnale.

Determinarea pozitiei acestor puncte se face prin intersectii. Din cauza inclinarilor mari ale vizelor precum si datorita necesitatii unei precizii superioare, vizele se efectueaza in cele 2 pozitii ale lunetei, iar punctul cautat se obtine la intersectia diagonalelor patrulaterului de erori rezultat.

Fig.14. Trasare executata din puncte situate in afara barajului In general se folosesc 2 instrumente, ceea ce reprezinta avantajul ca se elimina

stationarea pe baraj, insa prezinta si dezavantajul ca cei 2 operatori trebuie sa-si coordoneze strict operatiile in conditiile dificile ale santierului, cu vizibilitati grele etc., ceea ce poate provoca greseli de trasare.

Din cauza acestor dificultati se lucreaza cu un singur instrument cu care se va stationa pe baraj, in apropierea arcului care urmeaza a se trasa, executandu-se masuratori catre 3 puncte exterioare; in felul acesta se determina locul instrumentului si de la acesta se determina elementele necesare pichetarii curbei, prin inversarea formulelor de centrare.

Astfel, din coordonatele punctului P de pe arc se determina valorile α si β ale unghiurilor determinate de cele 3 directii de la punctul P la punctele exterioare Pi (Fig 15).

Fig.15. Trasare executata cu doua instrumente

Page 16: trasare baraje