Бетонная плотина
Иллюстрации
Реферат
БЕТОННАЯ ПЛОТИНА, содержащая полый береговой опорный массив, состоящий из верхового и низового перекрытий и опорных плит, отличающаяся тем, что, с целью улучшения напряженно-деформированного состояния плотины и основания в зоне берегового примыкания, верховое перекрытие опорного массива выполнено в виде арочной конструкции , обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью давления большей, чем интенсивность давления водохранилища на смежной отметке. eoMti ffffSfSt, «BBV Ql
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) i
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 f
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21), 3358583/29-15 (22) 01.12.81 (46) 07.10.83. Бюл. 1) 37 (72) Б.A. Наторхин (53) 627. 825 (088. 8) (56) 1. Гришин M.Ì. и др. Бетонные плотины (на скальных основаниях ).
М., Стройиздат, рис. 11.26 „ с. 283. (54)(57) БЕТОННАЯ ПЛОТИНА, содержащая полый береговой опорный массив, состоящий из верхового и низового перекрытий и опорных плит, о т л и3(51) Е 02 В 7/12, Е 02 В 7 10 чающаяся тем, что, с целью улучшения напряженно-деформированного состояния плотины и основания в зоне берегового примыкания, верховое перекрытие опорного массива выполнено в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью давления большей, чем интенсивность давления водохранилища на смежной отметке.
1046405
Изобретение относится к гидротехническому строительству и касается возведения бетонных, преимущественно арочных и арочно-гравитационных плотин в узких створах на основаниях с участками трещиноватых 5 и выветренных пород.
Известна бетонная плотина, включающая между низовой гранью и скальным основанием опорный массив, снабженный "активным швом", состоящим 10 иэ ряда плоских домкратов (1) .
Наиболее близкой к изобретению является бетонная плотина, включающая полый береговой опорный массив, состоящий из верхового и низового перекрытий и опорных плит j2) .
Недостатком таких бетонных плотин является то, что конструкции опорных массивов не позволяют автоматически регулировать величину и направление усилий, передаваемых на борта створа при изменении нагрузок на плотину, так как положение таких опорных массивов кинематически неизменяемо.
Целью изобретения является улучшение напряженно-деформированного
25 состояния плотины и основания в зоне берегового примыкания.
Поставленная цель достигается те л, что верховое перекрытие опорного массива выполнено в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, полость которого заполнена текучим материалом с интенсивностью давления большей, чем интенсивность дав- 35 ления водохранилища на смежной отметке.
На фиг. 1 показана плотина со стороны нижнего бьефа, на фиг. 2 разрез A-А на фиг. 1 (сопряжение 40 бетонной плотины с основанием посредством опорного массива).
Плотина 1 (арочная или арочногравитационная) опирается посредством опорного массива 2 на трещиноваzoe-и-.выветренное основание 3.
Опорных массивов может быть один или несколько в зависимости от размеров зоны трещиноватых и выветренных пород. В частности, на фиг. 1 показана плотина, опирающаяся на
50 основание.из сплошь трещиноватых и выветренных пород с опорными массивами по всему бортовому примыканию плотины. Каждый из опорных массивов состоит из верхового перекрытия 4, выполненного в виде арочной конструкции, обращенной выпуклостью внутрь опорного массива, опорной плиты 5, примыкающей к подошве плотины, низового перекрытия 6 и опор- 60 ной плиты 7, примыкающей к основанию. Сопряжение верхового перекрытия 4 с опорными плитами 5 и 7 осуществляют через криволинейные в арGчном направлении швы, ориентиро- 65 ванные нормально к действующим нагрузкам, а сопряжение низового перекрытия б с опорными плитами
5 и 7 — через плоские швы, заполненные пластическим материалом и ориентированные по плоскостям, сходящимся в нижнем бьефе. Геометрические параметры арки 4 и ее ориентация относительно плотины и основания назначают иэ условий напряженно-деформированного. состояния зоны плотина — основание, учитывая, что верховое перекрытие 4 должно выполнять следующие функции: вызывать дополнительный распор по верховой грани плотины, уменьшая этим растягивающие напряжения в зоне примыкания верховой грани к опорному массиву, пригружать основание к зоне примыкания опорной плиты 7, к основанию со стороны водохранилища, изменять направление равнодействующей от плотины на основание в целях уменьшения ее пологости, служить стенкой для разделения водохранилища и внутренней полости опорного массива.
Низовое перекрытие б может быть выполнено любой формы по сечению, например трапециедальной. его роль определяется следующими функциями: передачей основных нагрузок на основание в строительный период; участием в перераспределении напряжений совместно с верховым перекрытием,в эксплуатационный период; совместным: с другими элементами опорного массива замыканием полости опорного массива. B качестве текучего материала, размещаемого в полости опорного массива, может быть назначена, например, тиксотропная жидкость с включениями в виде барита.
Плотина 1 возводится известным способсм, например столбами. В зоне примыкания плотины. к трещиноватым и выветренным породам основания устраивают опорный массив 2, состоящий из верхового перекрытия 4, приплотинной опорной плиты 5, низового перекрытия б и плиты 7, примыкающей к основанию. Очередность строительства элементов опорного глассива определяется технологическими особенностями возведения плотины. При значительном протяжении, зоны трещиноватых и выветренных пород по бортовому примыканию плотины к основанию верховое и низовое перекрытия разрезают швами, ориентированными по направлению максимальных главных снижающих напряжений от плотины и заполняют деформируемым материалом, например композициями на основе каменноугольных смол. При необходимости создания различных напоров в полостях рядом находящихся опорных массивов последние могут быть раз1046405
А — А
Составитель В.Волков
Техред И.Гайду
Корректор А-. Тяско
Редактор Н. Лазаренко
Тираж 673 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7684/30
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 делены плитами, ориентированными по направлению максимальных главных сжимающих напряжений, с совмещением их со швами, заполненными деформируемым материалом.
Заполнение текучим материалом 5 полостей опорных массивов производят одновременно с заполнением водохранилища.С этой целью текучий материал подают через специально выполненное отверстие с заслонкой на нижних отметках полости опорного массива со стороны низовой грани плотины, а контролируют заполнение через такое же отверстие, выполненное на верхних отметках. С целью уве- 5 личения интенсивности давления внутри опорного массива и его поддержания на расчетном уровне можно использовать давление столба такого же материала, поступающего по трубопроводам из резервуара, расположенного выше отметки полости со стороны низовой грани плотины. Аналогичного эффекта можно достичь, используя механические средства увеличения давления, например гидронасосы. В этом случае стабилизацию пригрузки текучего материала в полости опорного массива осуществляют с- использованием демпферных систем, например газовых, с отрегулированным зо на определенном уровне обратным клапаном.
Применение изобретения позволяет улучшить напряженно-деформированное состояние и в плотине и в 35 основании, улучшение напряженно-деформированного состояния плотйны реализуется за счет того, что верховое перекрытие опорного массива, выполненное в виде арки, удлиняется под воздействием давления текучего материала, находящегося в полости опорного массива и находящегося под давлением, большим, чем гидростатическое давление воды на смежном участке водохранилища.
Это удлинение арочного перекрытия вызывает появление сжимающих напряжений в пятовом примыкании верховой грани плотины, т.е. там, где обычно имеет место незначительное сжимающее напряжение или растягива" ющее, что,благоприятно сказывается на.общем напряженно-деформированном состоянии плотины. Аналогичное воздействие арочное перекрытие опорного массива имеет и для основания, где таким образом можно предотвратить его разрывы. Указанное преимущество предлагаемого арочного перекрытия перед известными плоскими перекрытиями позволяет опорному массиву кинематическ t изменяться, реагируя на изменение давления со стороны водохранилища как при заполнении водохранилища, так и при возникновении экстремальных нагрузок на плотину в период ее эксплуатации или непредвиденных подвижках берегов. Кроме того, выбором конструкции арочного перекрытия и его расположением по отношению к продольной оси плотины можно перераспределить нагрузки на основание в связи с наличием в основании ненадежных в прочностном отношении зон.