ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS PROCEDIMENTOS PARA DIMENSIONAMENTO BÁSICO DE BARRAGENS ESTABILIDADE DE BARRAGEM A GRAVIDADE Helmo Lemos Engenheiro Civil – CERPCH Projetos Pós Graduado Engenharia da Energia UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá 19 de Maio de 2008
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ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
PROCEDIMENTOS PARA
DIMENSIONAMENTO BÁSICO DE
BARRAGENS
ESTABILIDADE DE
BARRAGEM A GRAVIDADE
Helmo LemosEngenheiro Civil – CERPCH Projetos
Pós Graduado Engenharia da Energia
UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá
19 de Maio de 2008
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS1 – Introdução
2 – Barragens
3 – Tipos de barragens
4 – Barragem a gravidade
5 – Esforços atuantes
5.1 – Perfis das barragens
5.2 – Subpressão
6 – Dimensionamento da Barragem à Gravidade
6.1 – Considerações
6.2 – Exercício de aplicação 1
6.3 – Exercício de aplicação 2
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
1 – Introdução
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
2 – BARRAGENS
Barragens: obras transversais ao fluxo dos rios que
represam ou bloqueiam a passagem da água.
Desempenham funções de:
- Represamento para captação e desvio;
- Elevação do nível da água (PCH´s e navegação);
- Reservatórios regularizadores de vazões;
- Formar reservatórios amortecedores de ondas de cheias.
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
Podemos dividir em dois tipos:
- Não submergíveis;
- Submergíveis.
Classificação quanto ao comportamento estático:
Gravidade
• Concreto
• Terra
• Enroncamento
• Mista
Ambursen (contrafortes)
Infláveis de borracha
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Gravidade - concreto
estabilidade garantida pelo seu próprio peso agindo sobre a fundaçãob
0,2
0,3
hb
hv
0,7
c
1
0,6
0,40
0,40
2,00 B L 2,000,60
0,50
87
2
3
1
4
5
6
6
Mureta de proteção
Crista da barragem
Crista do trecho vertedor
Alvenaria de pedra argamassada
Superfície limpa da rocha
Junta
Parede lateral da bacia de dissipação
Pedra lançada
Obs. Dimensões em metros
NA
1
2
3
4
5
6
7
8
0,3NAmax
Barragem a gravidade, com bacia de dissipação no trecho do vertedouro
Barragem de concreto
Dimensões básicas [m]
hb hs B b C L
2,0 1,0 1,40
0,7 0
5,3
2,5 1,5 1,255,4
3,0 2,0 2,10
3,5 2,5 2,45
0,9 0,405,5
4,0 3,0 2,80
4,5 3,5 3,15 6,0
5,0 4,0 3,5 1,2 0,70 6,8
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Gravidade - terra
borda livre
crista da barragem
Trincheiras
1m
1J
paramento de montante
paramento de jusante
base da barragem
Barragem de terra com material homogêneo
1m
1J
material permeável
material impermeável
Barragem de terra com material misto
núcleo impermeável
Camada permeável
Camada impermeável
Material permeável
(arenoso)
m1
j
1
Barragem de terra com núcleo impermeável
material argiloso
Camada permeável
Camada impermeável
m1 j
1Material permeável
Barragem de terra com cobertura impermeabilizante
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Gravidade – Enroncamento
Dimensionamentos hB até 5m:
formadas por blocos de pedras que variam de tamanho de acordo com as condições locais e com o projeto
11 1
1
h1 h2
b1 b3 b2
b
1
m1
j
3
2
3
1
4 5
a 3 31
hB
b1 b3 b2
b
1
1
2,5 1,3
12
3 4
5
6
Galgável Não Galgável
Altura da barragem
[m]
Dimensões aproximadas [m]
b1 b2 b3 b h1 h2
1 3,5 5,5 0,7 9,7 --- ---
2 4,4 6,9 1,1 12,4 --- ---
3 5,4 8,3 1,4 15,1 --- ---
4 6,4 10,0 1,4 17,8 --- ---
5 7,4 11,7 1,4 20,5 --- ---
1 3,4 2,2 1,1 13,0 --- ---
2 6,0 3,9 2,0 23,0 1,0 0,5
3 8,5 5,6 2,9 33,0 1,5 0,71
4 11,2 7,3 3,7 43,0 2,0 2,0
1 – Talude de montante
2 – Vedação – material argiloso
3 – Transição
4 – Enrocamento lançado
5 – Talude de jusante
6 – Trincheira com transição / rocha
Galgável
Não
Galgável
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Gravidade - Mista
parte de terra e parte de enrocamento
enrocamentoterra
dreno
3
m
1
j
1
31 1
1,5
311,5
a
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DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Tipo Ambursen para hB < 3m
barragem do tipo de contrafortes com formato de esquadro e face inclinada voltada para montante e a vertical
para jusante. O vão entre dois contrafortes consecutivos é vedado pela sobreposição de pranchões, colocados
apoiados sobre a face de montante ou engastados entre ranhuras nos contrafortes. ( Galgável )
Dimensões da seção de uma barragem Ambursen [m]
hB hv b c Pranchão
1,00 0,60 1,40 0,80
0,20x0,20
1,50 1,00 2,10 0,80
2,00 1,00 2,80 1,00
2,50 1,50 3,30 1,00
3,00 2,00 3,80 1,00
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Infláveis de BorrachaFeitas de borracha industrial e fibra sintética reforçada, com cobertura resistente ao ozônio e radiação
ultravioleta. Apresentam alta elasticidade, resistência à abrasão, atrito e ruptura. Segundo o seu fabricante, a
espessura da manta varia de 9,5 a 25 mm, dependendo da altura da barragem, que pode variar de 0,30 metros a
3 metros.
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Infláveis de Borracha
DIMENSIONAMENTO DE BARRAGENS
3 – TIPOS DE BARRAGENS
ELETRIFICAÇÃO DE COMUNIDADES ISOLADAS ATRAVÉS DE MINICENTRAIS HIDRELÉTRICAS