Hidrogradnje Brane

Veleučilište u Varaždinu STUDIJ GRADITELJSTVA

Kolegij: HIDROGRADNJE

BRANE

Varaždin, travanj 2013.

VELEUČILIŠTE U VARAŽDINU ODJEL GRADITELJSTVO

HIDROGRADNJE

Brana (pregrada)

građevina građevina kojom se pregrađuje pregrađuje riječna dolina ili korito korito rijeke radi radi zadržavanja zadržavanja ili zahvać zahvaćanja anja vode, zadržavanja zadržavanja nanosa, odlaganja jalovine i drugo


HIDROGRADNJE

Povijest •

•

•

5000 g. pr.Kr pr.Kr.. na rijekama Eufrat, Tigris, Nil počelo se zadržavati vodu za potrebe navodnjavanja (kanali, kopani bazeni s nasipima,…). prve prve nasu nasute te i zida zidane ne bran branee građ građen enee u Eg Egipt iptu, u, Perzij erziji,i, Je Jeme menu nu,, Indiji i Kini Najstarija Najstarija poznata poznata brana brana (zidana) (zidana) Saad el Kafara sagrađena je u Egiptu 2700. g. p.n.e., visine 15 m, a sa svrhom kontrole i zaštite od poplava. poplava.


HIDROGRADNJE

Povijest •

•

•

Najstarija nasuta je brana Gukow u Kini – visine 30 m, izgrađena 240. g. pr.Kr. Najveći broj starih brana koje postoje i danas (cca. 60 brana) izgrađeno je u periodu 500‐1300 g. pr.Kr. Oblik brana se kroz povijest mijenjao.

Tek u XVI v. brane dobivaju znatnije dimenzije, postoje još i danas. Brana Alicante (Španjolska, 1580. god.) ‐ veoma neekonomične dimenzije u usporedbi s današnjim konstruktivnim oblicima.


HIDROGRADNJE

Podjela prema svrsi/namjeni

•

•

•

•

•

•

•

Akumulacijske (jednonamjenske, višenamjenske) Retencijske (privremeno zadržavanje vode) Zahvat vode (vodoopskrba, navodnjavanje, …) Kanaliziranje rijeka (brane u nizu‐veće dubine/plovnost) Zadržavanje nanosa – pragovi Jalovišta (nema u RH) Nasipi (obrana od poplava)


HIDROGRADNJE

Podjela prema materijalu

Nevezani materijal – NASUTE BRANE zemljane brane od prirodnih materijala: o homogenog presjeka bez zaptivnog tijela o heterogenog presjeka s nepropusnom glinenom vertikalnom ili kosom jezgrom, ili s jezgrom nekog drugog nepropusnog ili slabo propusnog materijala ili vodonepropusnom oblogom


HIDROGRADNJE


Nevezani materijal – NASUTE BRANE od kamenog nabačaja: o s vertikalnom ili kosom nepropusnom jezgrom od prirodnih materijala o s vertikalnom dijafragmom od umjetnih ili pripremljenih materijala o s uzvodnim vodonepropusnim ekranom (AB, asfalt‐ betonski, ljevani asfalt, geomembrane,…)



Vezani materijal – BETONSKE BRANE

HIDROGRADNJE


HIDROGRADNJE

Podjela prema veli či ni

VELIKE (nekad Visoke) brane VELIKA BRANA ‐ prema definiciji ICOLD‐a je svaka brana koje je visina od najniže kote temeljne plohe do krune jednaka ili veća od 15 m.

  15 Pored toga velika brana je i ona brana koje je visina od najniže kote temeljne plohe do krune brane jednaka ili veća od 5 m a manja ili jednaka 15 m, ako je volumen akumulacijskog jezera jednak ili veći od 3,0 mil. m3.

5    15 (Kriteriji prema ICOLD‐International Comission on Large Dams)


HIDROGRADNJE


VELIKE (nekad Visoke) brane Stari kriterij:

  10  ako imaju duljinu ро kruni veću od 500 m, veće jezero od 100 000 m3 , ili ako preko njih treba propuštati količinu vode veću od 2000 m3/s. Sve druge brane smatraju se niskima.


HIDROGRADNJE


MALE (nekad Niske) brane sve ostale


Podjela prema nač inu prenošenja optereć enja

Gravitacijske

Lučne

HIDROGRADNJE



Gravitacijske

HIDROGRADNJE


Pomoćna i glavna brana HE Jajce II. na Vrbasu

HIDROGRADNJE


Pomoćna i glavna brana HE Jajce II. na Vrbasu

HIDROGRADNJE


HIDROGRADNJE



Lučne

HIDROGRADNJE


Brana Grančarevo na Trebišnjici

HIDROGRADNJE


Brana Grančarevo na Trebišnjici Beton 370000 m3

HIDROGRADNJE


HIDROGRADNJE


HIDROGRADNJE

U svijetu danas, prema ICOLD‐ovom registru, ima više od 40.000 velikih brana, od čega se u Hrvatskoj nalazi 29 velikih brana Napomena: Oznake tipova brana navedene su prema standardu ICOLD‐a i znače: PG ‐ gravity, gravitacijska, CB ‐ buttress, rasčlanjena; VA ‐ arch, lučna; MV ‐ multiple arch, višelučna; BM ‐ barrage; pokretna, ER ‐ rockfill; nasuta kamena; TE ‐ earthfill; nasuta zemljana Ime brane

Godina izgradnje

Tip brane

Vodotok

Grad

BAJER BOROVIK BOTONEGA BUKOVNIK Č AKOVEC

1951 1978 1986 1959 1982

PG TE ER PG BM/TE

Ličanka Vuka Butoniga Ogulinska Dobra Drava

Fužine Đakovo Pazin Ogulin Čakovec

Č AKOVEC (nasipi)

1982 1984 1988

TE TE PG

Drava Vrapčak Cetina

Čakovec Zagreb Split

1989 1989 1992 1987 1970 1953

BM/TE TE TE TE VA ER/TE

Drava Drava Kraljevec Lepenica Boljunčica Lokvarka

Koprivnica Koprivnica Zagreb Fužine Pazin Delnice

1983 1958 1968 1986 1961 1993 1984

TE ER TE TE PG TE ER/PG

Opsenica Cetina Petnja Ponikve Cetina Pusti dol Zrmanja

Gračac Sinj Slavonski Brod Krk Omiš Zagreb Obrovac

1985 1959

ER TE/PG

Ričina Zagorska Mrežnica

Imotski Ogulin

1967 1984 1983

ER TE TE/PG

Lika Vrapčak Ričica

Gospić Zagreb Gračac

VALIĆI VARAŽDIN

1967 1975

PG BM/TE

Rječina Drava

Rijeka Varaždin

VARAŽDIN (nasipi)

1975

TE

Drava

Varaždin

ČOKOT Đ ALE

DUBRAVA DUBRAVA (nasipi) LAGVIĆ LEPENICA LETAJ LOKVARKA OPSENICA PERUĆ A PETNJA PONIKVE PRANČEVIĆI PUSTI DOL RAZOVAC RIČICA SABLJACI SKLOPE SOPOT ŠTIKADA


HIDROGRADNJE

Osnovni dijelovi brane: ‐ Tijelo brane ‐ Evakuacijski organ (preljev) ‐ Temeljni ispust (pražnjenje vode i ispiranje nanosa) i osiguranje vododrživosti.


HIDROGRADNJE

Osnovne dimenzije brane su: Os brane Visina brane (od temelja do krune) Hidraulička visina brane (razlika kote maksimalnog uspora i kote dna rijeke prije izgradnje) Duljina brane u kruni •

• •

•


HIDROGRADNJE

Fizički faktori koji utječu na izbor tipa brane:

•

Topografija (oblik pregradnog profila)

Topografija globalno definira u prvom koraku tip brane. Uska dolina ukazuje na betonsku preljevnu branu, dok je široka dolina povoljna za nasute i rašlanjene brane. •

Geologija i uvjeti temeljenja (jedra stijena, šljunak, prah, pijesak, glina, nejednoli č ni uvjeti temeljenja)

Ovisno o temeljnom tlu bira se i tip brane. Na stijeni se mogu temeljiti sve brane, dok se na prahu, pijesku i glini može temeljiti samo zemljana nasuta brana •

Raspoloživi materijal

Budući da se u branu ugrađuje velika količina materijala važno je da je potreban materijal u području izgradnje, te je time definirana brana. •

Veli č ina preljeva i njegova lokacija

Ovisno o količini vode koja se mora propustiti kroz pregradni profil ovisi rješenje preljeva (evakuacije velikih voda), te u određenim uvjetima to može definirati tip brane (preljevna, nepreljevna i sl). •

Potres

Opasnost od potresa može dati prednost nasutim branama, ali ne treba isključiti i betonske.


HIDROGRADNJE

NASUTE BRANE

PREDNOSTI

MANE o

Minimalni zahtjevi kod temeljenja i prilagodljivost skoro svim vrstama terena, o

o

Mogućnost korištenja raznovrsnog i heterogenog materijala za nasip o

Jeftino i brzo ugrađivanje.

Osjetljivost na prelijevanje,

Osjetljivost na procjeđivanje i ispiranje materijala (unutrašnja i regresivna erozija),

o

o

Za evakuaciju velikih voda potrebni su posebni betonski objekti izvan brane, o

Veliki obim radova (zbog blagih kosina).


HIDROGRADNJE

BETONSKE BRANE

PREDNOSTI

o

Izdržljivost na prelijevanje i procjeđivanje, o

Male količine materijala (strm nagib).

MANE o

Visoki zahtjevi za temeljenje (visoka nosivost tla, niska deformabilnost, ne u potresnoj zoni),

o

Visoka jedinična cijena (spor rad i brojna radna snaga),

o

Za lučne brane provjerava se odnos visine brane i širine doline.


HIDROGRADNJE

BETONSKE BRANE

1. Svi presjeci brane u pravilu trebaju biti tlačno naprezani. 2. Ispod brane ne dozvoljavaju se vlačna naprezanja u tlu, a tlačna moraju biti manja od propisom dozvoljenih. Taj je uvjet zadovoljen ako rezultanta (R) svih sila prolazi jezgrom presjeka nožice brane. 3. Granično je stanje kada rezultanta prolazi nizvodnim rubom jezgre i tome odgovara najmanji presjek brane odnosno najmanja širina nožice brane (b).


HIDROGRADNJE

BETONSKE BRANE

Provjera stabilnosti 1. Stabilnost na prevrtanje 2. Stabilnost na klizanje


HIDROGRADNJE

Smanjenje uzgona 1. Izvođenjem injekcijske zavjese (injektiranje)


HIDROGRADNJE

Smanjenje uzgona 1. Izvođenjem injekcijske zavjese (injektiranje)

Grančarevo na Trebišnjici


HIDROGRADNJE

Smanjenje uzgona 2. Dreniranjem iza injekcijske zavjese


HIDROGRADNJE

Smanjenje uzgona 3. Produžavanjem puta vodi (slabi vodonepropusni zastor)


HIDROGRADNJE

Lučne brane

•

Optereć enje prenose uglavnom na bokove doline.

•

Sigurnost i stabilnost konstrukcije ovisi o fizikalno‐ mehani čk im karakteristikama materijala u konstrukciji i nosivosti temelja.

•

•

u pravilu nearmirane (betoni sa 230‐300 kg cementa po m3 ). Armiranje se koristi samo kod otvora i u kruni brane.


HIDROGRADNJE

Lučne brane PREDNOSTI o

40‐60% su ekonomičnije od gravitacijskih, o

brže se grade.

MANE o o o

zahtijevaju dobre uvjete temeljenja,

zahtijevaju visokorazvijenu tehnologiju pripreme i ugradnje betona,

zahtijevaju savjestan i iskusan nadzor i strogu kontrolu tijekom građenja i o

eksploatacije.

Hidrogradnje Brane

Recommend Documents