Арочная плотина

 

АРОЧНАЯ ПЛОТИНА, выполненная из отдельных столбов, соединенных межстолбчатыми швами, отличающаяся тем, что, с целью снижения затрат на эксплуатацию и обеспечения пространственной работы сооружения с одновременным регулированием напряжений, а также достижения требуемой водонепроницаемости межстолбчатых швов без цементации, по линии каждого межстолбчатого шва в столбах выполнены трапециевидные проемы с поочередным расположением больших оснований со стороны верхнего и нижнего бьефов, в которых устроены скрепленные анкерными тягами с телом плотины по всей ее высоте консоли, соответствующие по профилю проему, причем анкерные тяги выведены в образованные между телом плотины и торцом консоли колодцы. (Л ел ю о: 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК з(51) Е 02 В 71

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3462100/29-15 (22) 02.07.82 (46) 07.11.83. Бюл. № 41 (72) М. И. Гогоберидзе, Ю. Н. Микашвили, Т. 3. Варданашвили и Д. Д. Джаджанидзе (71) Грузинский ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (53) 627.825 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 336398, кл. Е 02 В 7/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 346438, кл. E 02 В 7/12, 1970 (прототип), (54) (57) АРОЧНАЯ ПЛОТИНА, выполненная из отдельных столбов, соединенных межстолбчатыми швами, отличающаяся

ÄÄSUÄÄ 1052616 A тем, что, с целью снижения затрат на эксплуатацию и обеспечения пространственной работы сооружения с одновременным регулированием напряжений, а также достижения требуемой водонепроницаемости межстолбчатых швов без цементации, по линии каждого межстолбчатого шва в столбах выполнены трапециевидные проемы с поочередным расположением больших оснований со стороны верхнего и нижнего бьефов, в которых устроены скрепленные анкерными тягами с телом плотины по всей ее высоте консоли, соответствующие по профилю проему, причем анкерные тяги выведены в образованные между телом плотины и Top LloM консоли кол одц ьь

1052616

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкции арочной плотины с периметральным швом, и может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации последней для облегчения ее конструкции, обеспечения пространственной работы сооружения и водонепроницаемости межстолбчатых швов, а также регулирования возникающих в разных зонах арочной части опасных напряжений.

Арочные плотины как пространственные конструкции обладают большими запасами прочности, однако неравномерность распределения напряжений в сооружении и возникновение их концентрации в некоторых зонах плотины ограничивают возможность облегчения конструкции.

В гидротехническом строительстве применяются различныс конструкции арочных плотин и спосооы их возведения, позволяющие обеспечить пространственную работу тела плотины, состоящего из отдельных столбов, а также регулирования возникающих напряжений.

Известно гидротехническое сооружение и способ его возведения, в котором с целью обеспечения монолитности тела плотины и возможности регулирования напряжений сначала цементируются вертикальные швы между блоками (в горизонтальных швах устраиваются уплотнения), а после поднятия напоры — и горизонтальные (1).

Известна также арочная плотина, выполненная из отдельных столбов, соединенных межстолбчатыми швами, при этом в шов, подверженный раскрою, вмонтированы радиальные направляющие, каждая из которых соединена посредством имеюшей возможность осевого перемещения муфты со смежными элементами при помощи шарнирных тяг. Швы между столбами в целях обеспечения монолитности конструкции требуют обязательного омоноличивания путем цементации (2) .

Основным недостатком известных конструкций является необходимость цементации межстолбчать х швов тела плотины, однако требуемое качество омоноличивания не всегда достигается во время строительства или же практически не сохраняется ири эксплуатации сооружени и иЗ-за воздействия напряжений, возникающих вследствие колебания действующих нагрузок и температуры окружающей среды.

Кроме того, эффект обжатия вертикальных столбов получается лишь в верхних ярусах сооружения, так как нижние концы вертикальных столбов жестко заделаны в скальном основании или в бетонных массивах столбов.

Таким образом, несмотря на значительные затраты на омоноличивание путем це25

55 ментации стоимостью несколько миллионов рублей, не обеспечивается необходимая монолитность сооружений.

Цел ь изобретения — снижение затрат на эксплуатацию и обеспечение пространственной работы сооружения с одновременным регулированием напряжений, а также достижение требуемой водонепроницаемости межстолбчатых швов без их цементации.

Поставленная цель достигается тем, что по линии каждого межстолбчатого шва в столбах выполнены трапецевидные проемы с поочередным расположением больших оснований со стороны верхнего и нижнего бъефов, в которых устроены скрепленные анкерными тягами с телом плотины по всей ее высоте консоли, соответствую цие ио профилю проему, причем анкерные тяги выведены в образованные между телом плотины и внутренним торцом консоли колодцы.

Наличие консолей, имеющих клинообразную форму в совокупности с анкерными тягами, позволяет перекрывать межстолбчатые швы тела плотины и обеспечивать ее необходимое обжатие. В результате достигается требуемая взаи мосвязь элементов сооружения и обеспечивается возможность управления ее пространственной работой, приспосабливаемость к действующим нагрузкам, что позволяет подобрать более экономичные параметры сооружений.

На фиг. 1 показана арочная плотина с иериметральным швом; на фиг, 2 — то же, вид сверху в сечении; на фиг. 3 — - сечение

А-А на фиг. 2.

В арочной плотине l с периметральным швом 2 между столбами 3 со стороны верхнего 4 и нижнего 5 бьефов с поочередным расположением по всей высоте арочной части плотины 1 и с помощью радиально расположенных анкерных тяг 6 с телом плотины 1 скреплены трапециевидные армированные консоли 7, причем свободные концы аикерных тяг выведены в колодцы 8, образованные между телом плотины 1 и внутренним торцом 9 армированной консоли 7.

В межстолбчатых швах 10 плотины со стороны верховой грани 4 установлены V-образные латунные уплотнители 11. Швы между столбами 3 и армированными стальной арматурой 12 консолями 7 заделаны битумом 13. Материал (бетон) столбов 3 и армированных консолей 7 один и тот же.

Арочная плотина работает следующим образом.

При возведении арочной части плотины 1 (ниже периметрального шва «седло» и «пробка» плотины омоноличиваются путем цементации) между ее столбами 3 с поочередным расположением по всей высоте плотины заранее оставляют трапециевидные прое-. мы, в которых по мере затухания температурно-усадочных деформаций в столбах 3

1052616

Предлагаемая арочная плотина

Показатели

Путем цементации межстолбчатых швов

6067124

886790

76971

411942

69360

1445063

6067124

Всего стоимость, руб. устанавливают армированные консоли 7, соответствующие по конфигурации проему.

Соответственно нарастанию столбов 3 и консолей 7 в последних вдоль межстолбчатых швов 10 располагают анкерные тяги 6, одни концы которых закреплены в столбах 3 и армированных консолях 7, а свободные концы для затяжки выводятся в колодцы 8.

С помощью лебедок, установленных в колодцах, или другим способом анкеры 6 затягиваются таким образом, чтобы швы меж- 10 ду столбами 3 и армированными консолями

7 полностью закрылись, а усилия от затяжки армированных консолей передавались соседним столбам 3. В результате, помимо закрытия швов между армированными консолями 7 и столбами 3, закрываются и меж15 столбчатые швы 10 как с верховой, так и с низовой граней, а в плотине образуются дополнительные усилия, которые можно регулировать таким образом, чтобы предотвратить опасность возникновения растягивающих напряжений.

Месторасположение анкерных тяг, их количество и величины затяжки устанавливаются после расчета объемного напряженно-деформированного состояния арочной

25 плотины, например, методом конечных элементов.

Обеспечение монолитности

Регулирование возникающих Невозможно напряжений

Расход, руб: на омоноличивание межстолбчатых швов на анкерные крепления и устройства для обжатия пготины и регулирования напряжений на армирование трапециевидных консолей на заделки швов между столбами и трапециевидными консолями битумной мастикой, а также под консолями над периметральным швом

Покрытие битумной смазкой поверхностей проемов и периметральных швов 2 облегчает скольжение армированных консолей по поверхности и уплотняет швы.

Армирование стальной арматурой12 консолей 7 предотвращает возникновение в них горизонтальных трещин в случае неравномерной затяжки анкерных тяг 6.

V-образные латунные уплотнители 11, устроенные в межстолбчатых швах 10 с0 стороны верхнего бьефа 4, служат для предупреждения возможной фильтрации в плотине.

Колодцы 8 п реди азн ачены для вы вода концов анкерных тяг 6 и установки лебедок или других устройств для затяжки, а также для сбора фильтрационной воды и осмотра плотины.

Затяжки консолей начинаются с ключевой части плотины и продолжаются с последующей затяжкой консолей, расположенных в стороне пят

В таблице приведены технико-экономические параметры предлагаемой арочной плотины и базового объекта.

Как видно из приведенных данных, экономия средств при строительстве предлагаемой арочной плотины по сравнению с базовым объектом составляет около 4,6 млн. руб.

Обжатие тела плотины трапециевидными консолями, крепленными анкерными тягами.

Периодическое в процессе эксплуатации

1052616

Составитель H. Кавешннков

Редактор Т. Мермелштейн Техред И. Верес Корректор Г. Огар

Заказ 8810/23 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4