Бетонная плотина

 

1. БЕТОННАЯ ПЛОТИНА, преимущественно с полым береговым опорным массивом, включающим верховое перекрытие, выполненное в виде ароч ной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью давления большей, чем интенсивность давления водохранилища на смежной отме ке, низовое перекрытие и фундаментную плиту, отличающаяся тем, что, с целью повьппения надежности работы опорного массива при экстремальных воздействиях на сооружение и непредвиденных подвижках берегов, внутри опорного массива устроена распорная конструкция, рас положенная между полостью опорного массива и низовым перекрытием, состоящая из попеременно расположенных расклинивающих элементов, боковые поверхности которых сходятся S иг. i по плоскостям со стороны низового перекрытия,и смежных с нимирасклиниваемых элементов, боковые поверхности которых сходятся по плоскостям со стороны верхового перекрытия , причем расклинивающие элементы выступают широким торцом за плоскость расклиниваемых элементов со стороны полости опорного массива, а узким торцом не доходят до плоскости расклинивае1Ф1х элементов со стороны низового перекрытия. 2.Плотина ПОП.1, отличающая с я тем,что,с целью улучщения контакта фундаментной плиты с основанием , фундаментная плита выполнена из двух частей, одна из которых расположена под верховым перекрытием и распорным слоем опорного массива, а другая - под низовым перекрытием, причем обе части плиты сопр}шены по шву, заполненному пластическим материалом. у 3.Плотина, по п. 1, отличающ а я с я тем, чтр, с целью улучщения демпфирующих качеств распорного слоя, расклинивающие элементы ра:спорного слоя снабжены по широкому торцу прослоем упругого материала , а промежуток между узким торцом и низовым перекрытием заполнен сжимаемым пластическим материалом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ХЮ Р

РЕСПУБЛИК

З Ю Е 02 В 7 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН н автсосномм сеидатильств г (21) 3553352/29-15 (22) 11.02.83

{46) 30.10.84. Бюл.У 40 (72) Б.А.Наторхин (53) 627.821(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 346438þ кл. Е 02 В- 7/12 ° 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1046405, кл. Е 02 В 7/12, 1981. (54)(57) 1. БЕТОННАЯ ПЛОТИЙА, преимущественно с полым береговым опорным массивом, включающим верховое перекрытие, выполненное в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью давления большей, чем интенсивность дав" ления водохранилища на смежной отметке, низовое перекрытие и фундаментную плиту, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы опорного массива при экстремальных воздействиях на соо- у ружение и непредвиденных подвижках берегов, внутри опорного массива устроена распорная конструкция, расположенная между полостью опорного массива и низовым перекрытием, состоящая из попеременно расположенных расклииивающих элементов, боковые поверхности которых сходятся г

„Я0„„1121348 А по плоскостям со стороны низового перекрытия,и смежных с ними расклиниваемых элементов, боковые поверхности которых сходятся по плоскостям со стороны верхового перекрытия, причем расклинивающие элементы выступают .широким торцом за плоскость расклиниваеьых элементов со стороны полости опорного массива, а узким торцом не доходят до плоскости расклиниваемлх элементов со стороны низового перекрытия.

2. Плотина по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем,что,с целью улучшения контакта Фундаментной плиты с основанием, Фундаментная плита выполнена из двух частей, одна из которых расположена под верховым перекрытием н распорным слоем опорного массива, а другая — под низовым перекрытием, причем обе части плиты сопряжены по шву, заполненному пластическим материалом.

3. Плотина, по п.l, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью улучшения демпфирующих качеств распорного слоя, расклинивающне элементы распорного слоя снабжены по широкому торцу прослоем упругого материала, а промежуток между узким торцом и низовым перекрытием заполнен сжимаемым пластическим материалом.

\ тие со стороны опорного массива, вер= ховое перекрытие может разрушиться.

Последующее вытекание текучего матеI риала из полости опорного массива нарушит функционирование опорного массива и сооружения в целом. Аналогичное явление может произойти и при, непредвиденных подвижках берегов.

Цель изобретения - повышение надежности работы опорного массива при экстремальных воздействиях на сооружение и непредвиденных подвижках берегов.

Укаэанная цель достигается тем, что в бетонной плотине, преимущественно с полым береговым опорным массивом, включающим верховое перекрытие, выполненное в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью давления большей, чем интенсивность давления во; дохранилища на смежной отметке, низовое перекрытие и .фундаментную плиту, внутри опорного массива устроена распорная конструкция, расположенная между полостью опорного массива н низовым перекрытием, состоящая из попеременно расположенных расклинивающих элементов, боковые поверхности котарых сходятся по плоскостям со стороны низового перекрытия,и смежных с нимрасклиниваемых элементов, боковые поверхности которых сходятся по плоскостям со

l стороны верхового перекрытия, причем расклинивающие элементы выступают широким торцом за плоскость расклиниваемих элементов со стороны полости опорного массива, а узким торцом не доходят до плоскости расклиниваемих элементов со стороны ни-зового перекрытия.

С целью улучшения контакта фундаментной плиты с основанием фундаментная плита может быть выполнена из двух частей, одна из которых расположена под верховым перекрытием и распорным слоем опорного мас сива, а другая - под низовым перекрытием, причем обе части плиты сопряжены по шву, заполненому пластическим материалом.

Кроме того, с целью улучшения демпфирующих качеств распорного слоя расклинивающие элементы рас" порного слоя могут быть снабжены по широкому торцу прослоем упругого материала, а промежуток между

2S

Ф ) 12! 348

Изобретение относится к гидротехническому строительству и касается возведения бетонных плотин, преимущественно арочных и арочно-гравитационных, в узких створах на основаниях с участками трещиноватых и выветренных .пород, Известна арочная плотина, в которой для увеличения надежности путем перераспределения усилий с блоков плотины, швы между которыми подвержены раскрытию, на соседние бло-. ки предусмотрено устройство .фермы с подвижными муфтами, соединяющимися посредством шарнирных тяг с 15 соседними блоками (! ), Недостатком данной плотины является то, что перераспределение усилий может быть реально осуществлено только на близконаходящиеся блоки, так как при перераспределении усилий на более отдаленные участки плотины потребуется и создание зна-. чительно более мощной фермы, муфт и шарнирных тяг, что .трудно осуществимо. Для участков плотины, имеющих значительную толщину, например в примыкании плотины к основанию. применение такой фермы трудно реа" лизуемо даже на близконаходящиеся участки иэ-sa значительных усилий в плотине.

Наиболее близкой к предлагаемой является бетонная плотина, преимущественно с полым береговым опорным массивом, включающим верховое перекрытие, выполненное в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью дав" ления большей, чем интенсивность давления на смежной отметке водохранилища, низовое перекрытие и фундаментную плиту.

Верховое перекрытие такого опорного массива может быть выполнено иэ бетонных элементов, имеющих трапециедальное в горизонтальном направлении сечение, с боковыми поверхностями, оходящимися у одних элемен- 50 тов со стороны опорного массива, а у других (смежных с первыми) — со стороны водохранилища (2 .

Однако при воздействии на верховое перекрытие экстремальных наг- 55 рузок со стороны водохранилища с удельными усилиями, превышающими удельные усилия иа верховое перекры3 112134 узким торцом и низовым перекрытием заполнен сжимаемым пластическим ма-териалом.

На фиг.l изображена схема сопряжения основных узлов в системе бе,тонная плотина-основание, вид с

I нижнего бьефа; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.l; на фиг.3 — узел 1 на фиг.2; на фиг.4 и 5 — узел П на фиг.2 (варианты исполнения). Нафиг.1-2 приняты следующие обозначения: Бетонная плотина 1, скаль.ное основание 2, полый береговой

;опорный массив З,расклннивающнй элемент 4 верхового перекрытия полого опорного массива, расклиниваеиый элемент 5 верхового перекрытия полого опорного массива, низовое перекрытие 6 полого опорного массива, расклинивающий элемент 7 распорного слоя, расклиниваеиий элемент 8 распорного слоя, полость 9 Ьпорного массива, промежуток 10 между расклинивающнм элементом распорного слоя и низовым перекрытием, прослой 11 упругого материала, верховая часть

12 фундаментной плиты, низовая часть

13 фундаментной плиты и дефориируемый шов 14 фундаментной плиты..

Плотина 1 опирается на основание

2 в зоне расположения трещиноватых и выветренных пород посредством полого берегового опорного массива 3.

Опорных массивов 3 может быть один или несколько в зависимости от размеров трещиноватой и выветренной З5

% эоны основания. В частности, на,фнг.! показана арочная плотина, опирающаяся в зоне левобережного примыкания на несколько опорных массивов.

Каждый .из опорных массивов 3 сос- 40 тоит из верхового перекрытия, выполненного в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива н представляющий из себя сплошную конструкцию или конструкцию, 45 состоящую из сопряженных по боковым поверхностям расклинивающих. элементов 4, боковые поверхности которых сходятся со стороны водохранилища, и чередующихся с ниии расклиниваемис 50 элементов 5, боковые поверхности которых сходятся со стороны полости опорного массива, низового перекрытия 6, распорного слоя, состоящего из сопряженных по боковым поверхностям расклинивающих элементов 7,. боковые поверхности которых сходят ся со стороны низового перекрытия и чередующихся с ними расклиниваемых элементов 8, боковые поверхности которых сходятся со стороны верхового перекрытия.

Расклинивающие элементы 4 верхо" вого перекрытия располагают по радиальной оси арочной конструкции в створе с расклинивающими элементами

7 расиорного .слоя, а расстояние между их смежными поверхностями в пределах полости 9 опорного массива назначают из условий максимально возможного прогиба арочной конструк. .ции с учетом радиальных перемещений

1 расклинивающих элементов 7 распорного слоя и упругих деформаций всей системы узлов, входящих в опорный массив.

Между арочной конструкцией верхового перекрытия и распорным слоем устраивают полость 9 опорного мас-, сива. В пределах полости 9 опорного массива расклинивающне 7 элементы распорного слоя выступают широким торцом за плоскость распорного слоя со стороны полости опорного массива 9 на расстояние, соответствующее максимально возможныи перемещениям расклинивающих элементов 7 в системе распорного слоя и с учетом этих же перемещений не доходят узким торцом до низового перекрытия, 6 опорного массива. Промежуток 10 между узким торцом каждого расклннивающего элемента 7 распорного слоя и низовым перекрытием опорного массива может быть заполнен сжнмаеиам пластическим материалом, например вспененным полнуретаном,,а широкий торец расклинивающего элемента 7 распорного слоя может быть снабжен прослоеи ll упругого материала, выполненным, например, из неопрена.

Опорный массив опирается на трещиноватое и выветренное основание через фундаментиую плиту, которая может быть выполнена из двух частей, одна из которых (верховая часть

12) расположена под верховым перекрытием и распорныи слоем, а другая (низовая часть 13) расположена под низовым перекрытием опорного массива. Между верховой частью 12 и низовой частью 13 фундаментной плиты устраивают дефориируемый шов 14, заполненный пластическим материалом, например компаундом на основе каменноугольных смол. нологического оборудования при монтаже остальных узлов.

Сопряжение опорного массива с основанием может быть осуществлено не только в варианте сплошной фундаментной плиты, но и через разрезную фундаментную плиту, выполняемую из двух составных частей, одну из которых (верховую часть 12) располагают под верховым перекрытием и распорным слоем, а другую (низовую часть 13) располагают под низовым перкрытием опорного массива.

В сопряжении обеих частей фундаментной плиты устраивают деформируемый шов 14, имеющий криволинейное очертание или очертание по плоскости первого порядка и заполнекный плас" тическкм материалом. Связь обеих частей фундаментной плиты может быть при необходимости обеспечена, например, петлевыми стыками, образуемыми попарно связанными метаплическими петлями, заанкерованными каждая своим .концом в соответствующую часть фундаментной плиты. Геометрия деформируемого шва 14 назначается по условиям исключения скалывания граней

l2 и 13 фундаментной плиты в их сопряжении. В частности, при расчетной осадки основания под верховой частью 12 фундаментной плиты большей, чем расчетная осадка под низовой час. тью 13 фундаментной плиты (фиг.4), центр поверхности деформируемого шва должен находиться со стороны водохранилища, а при противоположном соотношении осадок основания под частями 12 и )3 фундаментной плиты (фиг.5) - со стороны нижнего бьефа.

Заполнение текучим материалом полости опорного массива производят одновременно с заполнением водохранилища или же при завершении возве". дения очередного опорного массива.

С этой целью текучий материал подают через специально выполненное отверстие с заслонкой на нижних отметках полости опорного массива со стороны низового перекрытия 6, а контролируют заполнение через такое же отверстие на верхних отметках низового перекрытия 6. С целью увеличения интенсивности давления внутри полости опорного массива и его поддержания на расчетном уровне можно использовать давление столба такой же жидкости, поступающей из резервуара, расположенного выше отметf l! 21348

Бетонная плотина I может быть воз-ведена одним иэ известных способов, . например столбами. В зоне примыкания плотины 1 к трещиноватым и выветренным участкам основания 2 ус" 5 траивают один или несколько опорных массивов 3, Очередность возве< дения элементов опорного массива определяется технологическими особенностями возведения плотины. При значительном протяжении зоны тре" щиноватых и выветренных пород по бортовому примыканию плотины к ос нованию,когда один опорный массив запроектировать невозможно в силу появ- 15 ления в нем нежелательных напряжений

I . ипи в силу невозможности создать желаемое силовое воздействие со стороны полости опорного массива за счет текучего матеркапа, возводят несколь- 20 ко опорных массивов, При этом от1 дельные опорные массивы отделяют друг от друга плитами, ориентированными по направлению главных сжимающих напряжений, передающихся от 25 плотины на опорный массив.

Приступают к возведению опорного массива после частичного или полного омоноличивакия швов между столбами .тела плотины на уровне расположения будущего опорного массива. Расклини" вающие элементы 4 верхового пере" крытия, расклиниваемые элементы 5 верхового перекрытия, а также расклинивающи)е элементы 7 распорного слоя и расклиниваемые элементы 8 распорного .слоя могут быть изготовлены на строительной площадке и перемещены на место сборки или же изготовлены по месту литого бетона. По40 верхности сопряжения расклинивающих элементов верхового перекрытия и расклиниваеьых элементов верхового перекрытия, а также аналогичные поверхности элементов 7 и 8 и поверх45 ности сопряжения расклиниваемых элементов 8 с низовым перекрытием опорного массива 6 могут быть при необходимости покрыты тонким слоем гидромзолирующего и пластичного материала, изготовленного, например, на основе каменноугольных смол.

Возведение низового перекрытия осуществляют из монолитного бетона, причем очередность его возведения относительно других узлов опорного массива может быть предопределена использованием низового перекрытия в качестве блока для размещения тех112 ки полости опорного массива со стороны нижнего бьефа. Аналогичного эффекта можно достичь, используя механические средства увеличения давления, например гидронасосы. В этом случае стабилизацию пригрузки теку" чего материала в полости опорного массива осуществляют с использованием демпферных систем, например газовых, снабженных отрегулированным на заданном уровне обратным клапанбм.

Изобретение позволяет обеспечить надежность функционирования опорно1Зч8 8 го массива и сооружения в целом вследствие того, что при экстремальном воздействии или при непредвиденных подвижках берегов арочная кон5 струкция верхового перекрытия опарного массива может изменять осевую длину при заранее .заданных предельных прогибах арочной конструкции, ограничиваемых работой распорного слоя. При этом обеспечивается распор по периметру опирания арочной конструкции, что исключает потери текучего материала из полости опор- ного массива.

1 121348

Составитель Н.Кавешников

Техред Л. Коцюбняк Корректор М. Леонтюк

Редактор Р,Ковач

Филиал ППП "Патент", r.улторо., ул.Проектная, 4

Заказ 7899/22 Тиран 643 Подписное

SHHHHK Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5