Арочная плотина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (11) 16 51) Е 02 В 71 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Грузинский ордена Трудового КрасногоЗнамени научно-исследовательский институтэнергетики и гидротехнических сооружениЙ(54) (57) АРОЧНАЯ Г 1 ЛОТИНА, выполненная из отдельных столбов, соединенныхмежстолбчатыми швами, отличающаяся тем, что, с целью снижениязатрат на эксплуатацию и обеспечения пространственной работы сооружения с одновременным регулированием напряжений, а также до. стижения 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.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 сиосооы их возведения, позволя 1 огцие 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 отдельны столбов, соединенных межстолбчатыми швами, при этом в шов, подверженный раскрою, вмонтированы радиальные направляющие, каждая из которых соединена посредством имеющей возможность осевого перемещения муфты со смежными элементами при помощи шарнирных тяг. Швы между столбами в целях обеспечения монолитности конструкции требуют обязательного омоноличивания путем цементации 12.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 й 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 це 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. 51015 20 по линии каждого межстолбчатого шва встолбах выполнены трапецевидные проемыс поочередным расположением больших оснований со стороны верхнего и нижнего бъефов, в которых устроены скрепленные анкерными тягами с телом плотины по всейее высоте консоли, соответствуюцие ио профилю проему, причем анкерные тяги выведены в образованные между телом плотиныи внутренним торцом консоли колодцы.Наличие консолей, имеющих клинообразную форму в совокупности с анкернымитягами, позволяет перекрывать межстолбчатые швы тела плотины и обеспечивать еенеобходимое обжатие. В резулы ате достигается требуемая взаи мосвязь элементовсооружения и обеспечивается возможностьуправления ее пространственной работой,приспосабливаемость к действующим нагрузкам, что позволяет подобрать болееэкономичные параметры сооружений.На фиг. 1 показана арочная плотина спериметральным швом; на фиг. 2 - то же,вид сверху в сечении; на фиг. 3 - . сечениеА-А на фиг. 2.В арочной плотине 1 с периметральнымшвом 2 между столбами 3 со стороны верхнего 4 и нижнего 5 бьефов с иоочереднымрасположением 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 концыаикерных 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 Ч-образные латунные уплотнители 11. Швы между столбами 3 и армированными стальнойарматурой 12 консолями 7 заделаны биту- мом 13. Материал (бетон) столбов 3 и армированных консолей 7 один и тот же.Арочная плотина работает следующимобразом,При возведении арочной части плотины 1 ка плотины омоноличиваются путем цементации) между ее столбами 3 с иоочередным расположением по всей высоте плотины заранее оставляют трапециевидные прое-. мы, в которых по мере затухания температурно-усадочных деформаций в столбах 3 25 30 35 40 45 50 55 Поставленная цель достигается тем, что(ниже периметрального шва седло и проб1052616 Предлагаемая арочнаяплотина Показатели Путем цементациимежстолбчатыхшвов 6067124 886790 76971 411942 69360 14450636067124 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 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 меж 15 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 арочной25 плотины, например, методом конечных элементов. Обеспечение монолитности Регулирование возникающих Невозможнонапряжений Расход, руб:на омоноличивание межстолбчатых швов на анкерные крепления и устройства для обжатия пготины и регулированиянапряжений на армирование трапециевидных консолей на заделки швов междустолбами и трапециевидными консолями битумноймастикой, а также подконсолями над периметральным швом Покрытие битумной смазкой поверхностей проемов и периметральных швов 2 облегчает скольжение армированных консолей по поверхности и уплотняет швы.Армирование стальной арматурой 12 консолей 7 предотвращает возникновение в них горизонтальных трещин в случае неравномерной затяжки анкерных тяг 6.Ъ"-образные латунные уплотнители 11, устроенные в межстолбчатых швах 10 со стороны верхнего бьефа 4, служат для предупреждения возможной фильтрации в плотине.Колодцы 8 предназначены для вывода 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-экономи. ческие 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 трапс циавидными консолями, крспленными анкернымитягаю Периодическое в процессеэксплуатацииСоставитель Н. Калштейн Техред И. ВересТираж 673И Государственного комитеделам изобретений и открМосква, Ж - 35, РаушскаяП Патент, г. Ужгород, ул ешннк орректор Г. Огодписное Редактор Т. МермЗаказ 8810/23ВНИИПдо113035,филиал ПП а СССРытийаб., д. 4/5Проектная,