Арочная плотина

н 1 зн.икнкчоСю 1рй 669002 Союз Соватскик Социалистических Республик(5)М. Кл. Е 02 В 7/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 250679(54) АРОЧНАЯ ПЛОТИНА Изобретение относится к гидротехническим сооружениям из эластичныхоболочек, а именно к арочным плотинам,которые могут быть использованы в качестве временных сооружений,5Известны плотины из эластичныхоболочек с системой несущих и вантовых тросов, оттяжек и береговых анкеров 11.Однако такие плотины обладают невысокой надежностью, так как соединение несущего троса и напорной эластичной оболочки не обеспечивает достаточной работоспособности,Более близким техническим решением к изобретению является конструкцияарочной плотины, выполненной в видеэластичной оболочки, закрепленной посредством системы несущих и вантовыхтросов с оттяжками и береговых анкеров 2.Однако эта плотина также имеет малую надежность ввиду неустойчивостипотока на плоской водосливной грани,Кроме того, сложность изготовления имонтажа плотины затрудняют ее практическое использование.ВЦель изобретения - повышение надежности плотины,ЗО Поставленная цель достигается вы-.полнением вантового троса составнымиз центрахной и боковых частей, ккоторым гребень оболочки прикрепленпосредством оттяжек, расположенныхрадиально, причем центральная частьзакреплена посредством несущих тросов на дне водотока, а боковые прикреплены к береговым анкерам совместно с гребнем оболочки,На фиг. 1 изображена предлагаемаяплотина, вид в плане; на фиг. 2 - тоже, вид со стороны нижнего бьефа; нафиг. 3 - один элемент водонапорнойэластичной оболочки, вид в аксонометрии,Арочная плотина выполнена в видеводонапорной эластичной оболочки, состоящей из ряда модульных элементов,каждый из которых выполнен из водонепроницаемой эластичной мембраны 1, запасованного по периметру мембраны тросика 2, петель 3 по углам мембраны имонтажных швов 4Модульные элементынижней кромкой крепятся к бетонномуанкеру (зубу) 5, а верхней - через оттяжки 6, собирающие ванты (трос-подбор) 7 и несущие троса 8 к совмещенным береговым анкерам 9 и нижележащим анкерам 10 на дне водотока. Состороны нижнего бьефа выпущена гибкая рисберма 11, а со стороны верхнего -гибкий водонепроницаемый понур 12. Основным элементом водонапорной оболочки являются модульные элементы, которые в развернутом состоянии представляют собой трапецию из водонепроницаемого эластичного материала, Повсему периметру многоугольника запасовывается тросик 2,соединенный с петлями 3 по углам многоугольникаВклейка тросика 2 необходима для Усилениякраев растяжимой мембраны 1 и монтажа на ней петель 3, с помощью которых происходит соединение модулей водонапорной оболочки плотины с бетонным3 УбОм 5 и вантОВОй системой креплениягребня, Бетонный анкер 5 может бытьвыполнен, например, в виде подковообразного в плане железобетонного зубас закладными частями, выходящими изгребня зуба в виде вертикальныхстержней через интервал,. равный меньшей стороне мембраны 1, на которыекрепятся нижние петли 3 соседних модульных элементов, Рекомендуется выводить зуб 5 с целью предупреждения 15 20 25 контактной Фильтрации и на боковой откос до берегового анкера 9, к которому крепятся крайняя петля 3 модульного элемента и трос-подбор 7 вантовойсистемы, В зависимости от величиныоткоса укрепленного берега и угламожно в целях экономии материала соответственно раскроить и торцовыеэлементы, На Фиг. 1 приведен примервыполнения конструкции в виде вертикальных торцовых стенок. Верхние петли 3 двух соседних модульных элементов водоподпорной оболочки крепятсясовместно через тросовую оттяжку б ктросу-подбору 7, нагрузка с которогопередается с помощью несущих тросов8 к анкерам 10, Ликера 10 вынесены всторону верхнего бьефа и могут размеЖаться как на откосах, так и дне водотока, на нижележащих отметках относительно береговых анкеров 9, к которым крепятся троса-подборы 7 крайнихсекций непосредственно, без помощинесущего троса 8. 35 45 В собранном состоянии как вантовая ние будет частью окружности переменноГО Радиуса, находящегося в обратной 66 система, так и водоподпорная оболочка 50в целом, характеризуются двоякой кривизной, за счет чего гребень плотиныпринимает стабилизированное пространственное положение. При появлении состороны верхнего бьефа гидростатической нагрузки водоподпорная оболочкапринимает очертания показанные нафиг. 1 и на Фиг, 2, а модульный элемент трансформируется из плоского всложную пространственную систему, причем его осевой профиль будет по кривой эластики (расчет по уравнениюгибкой нити под действием Гидростати"ческой нагрузки), а поперечное сечезависимости от величины гидростатической нагрузки, кривизны арок гребняплотины, анкерного зуба 5, Размеры модульнсго элемента и число их выбирается из условии конкретной задачи но должны обеспечивать равнонагруженность всех модульных элементов и соответственные их пространственные положения, Водонепроницаемость швов между модульными элементами водопод" порной оболочки обеспечивается за счет взаимоуплотнения боковых модульных элементов под действием гидростатических сил со стороны верхнего бьеФа 1 в местах с выраженной кривизной, т,е,. в нижних частях обооки, где длина периметра сечения мембраны поевьппает половину окружности, построенной на соответству 1 сщем параметрс как на диаметре), Предупреждение от неравномерности распределения нагрузок на соседние модульные элементы а также для всдонепроницаемости вышележащих частей водоподпорной оболочки обеспечивается выполнением по длине вертикальной стороны мембраны 1 каждого модульного элемента монтажного шва 4, Обеспечение воцонепроницаемости оболочки плотины достигается также свойствами материала гибкой мембраны 1, т, е, растяжимостью тканикОтО рая может достигать порядка 20-30 от первоначальных размеров или же недеформирующихся частей под ,ой же нагрузкой и запасованных по периметру мембраны 1 тросиков 2, которые Фактически собирают и передают гчдростатическоедавление с модульного элемента на зуб 5 и вантовую систему крепления гребня плотины. Примерный характер площади взаимоперекрытия модульных элементов показан заштрихованной зоной и выделен пунктирной линией на ФНГ 3,Цдя уменьшения Фильтрации через ложе водотока предусматривается гибкий водонепроницаемый понур 12, однимкраем заходящий поверх анкерного зуба 5 для перекрытия соединений модульных элементов, При работе в вадосброснсм режиме пропуск всего проходящего потока осуществляется через гребень плотины с гидраликой истечения аналоГичной такОВОй полягональных ВОДО сливов с той лишь разницей что Глубины по всдосливному Фронту уменьшаются при приближении к берегам и вь 1- ход Гребня на берег вьюе Возможных отметок верхнего бьефа. Сопряжение бьефов происходит компактным потоком сбиваемым к центру, ио его гидравлическая структура характеризуется .рельеФОм водосливнОГО тракта ВОДОЛОД- поркой оболочки, т.е. чередованием Вдоль потока повышенных и пониженных участков, что вызывает рассосредото" чение потока яа элементарные Группы струй различных траекторий, которые помимо разных углов входа в нижнийбьеф имеют и различную степень сжатия Таким образом, обеспечивается и формирование более устойчивого входапотока в нижний бьеф.Для предотвращения Оазмыв а дна в фторону нижне го бьее)а Выпускается гибкая рясберма 11 с грунтонаполняемой емкостью на конце, Этим 5 обосновано и частичное сужение русла ВОДОтока за счет бое(ове)х устоеВ е тк как компоновка сооружения исключает воэможность появления со стороны нижнего бьефа Водоворотных областей, )0Действующие гичростатяческие нагрузки со стороны Верхнего бьефа на Водоподпорную оболочку значительно превосходят возможные гидродинамические со сторонье переливающегося потока 15 н- Водосбросную грань плотины,и потому не требуется дополнительное конструктивное усиление швов прилегак)щих соседних модулей,Изобретение обеспечявает безаварий 0 ную работу и качественное сопряжение бьефов. Запас прочности по материалу мембраны В отличие от других гибких плотин гораздо ниже (из условяй равнонагруженности каждого модульного элемента и каждой части мембраны), ниже и трудоемкость изготовления ОтдаЛает также необходямОстЬ ИЗГОТОвлене 1 Й мембран больших размеров, Распоо арки обеспечивает не только водонепрони 5 й цаемость оболочки, но и надежное ее Д соединение с берегами ри большой степени динамической устойчивости конструкции В целом (В отношении колебаний и биений)а также формирование необходимой гидравлической структуры 35 транзитного потока. Размещение анкеров центральных несущих тросов вантоВой системы на дне русла пОзВОляет увеличивать перекрываемый пролет, а принцип равнонагруженности модульных .;0 элементов с запасовкой по периметру тросов - применить менее прочный материал мембраны по сравнению с инь"ея типами 1 мягких плотин такого же напора и пролета, Для консервации пло-,тины на зимний период достаточно стравить совмещенный гребень плотины с вантовой системой иэ двух точек на береговых устоях и плотина полностью ляжет на дно со всей тросовой системой крепления. Модульная система выполнения водонепроницаемой оболочки и посекционное выполнение вантовой системы обеспечивает плотине не только высокую степень индустриальности (полное изготовление в заводских условиях) и технологичности (изготовление по типовым элементам), но и монтажности(элементы по размерам и весу могут собираться вруччую силами нескольких человек) при минимальных земляных и бетонных работах (заливка зуба, боковых устоев и анкеров в верхнем бьефе),Формула изобретенияАрочная плотина, выполненная в виде эластичной оболочки, закрепенной посредством системы несущих и вантовых тросов с Оттяжками и береговых анкеров, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ее надежности, вантовый трос выполнен составным из центральной и боковых частей, к кото" рому гребень оболочки прикреплен посредством оттяжек, расположеннйх ра" диально, причем центральная часть закреплена посредством несущих тросов на депз водотока, а боковые прикреплены к береговым анкерам совместно с :;ребнем оболочки.е 1 сточники информации, принятые во внимание при экспертизе1 Затворницкий О.Г, Конструкции: яз мягких оболочек В гидротехническом строительстве. 1975, с, 17.2 Исследование конструкций к техф норабочему проекту строительства плотины на р,Лван-су, Отчет БИС Новочеркасского инженерно-мелиоративного института, Новочеркасск, 1976.669002О 9 У Сооуаантел Л уакоеноуртехред Л. алферова Корректо бко Резак Зака таянноРо коитбретеннн и отВ - а В руГ УжГородр О тент 8/21 Тир ЦНИИБИ Государпо делам нз 113035 Иоаква ф А=лр .