Бетонная плотина

 

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства, преимущественно в суровых климатических условиях. В строительный период верховая часть 2 и низовая часть 6 центральной зоны по-разному реагируют на разогрев бетонного массива под воздействием реакции схватывания бетона, т.к. каждая из них выполнена из бетона, отличающегося содержанием в нем цемента. После охлаждения бетонных массивов центральной зоны, низовая часть 6 сжимается, а компенсатор 9 компенсирует температурное укорочение зазора между верхней 10 и нижней 11 частями трубопровода 7, предотвращая его разрыв. 1 ил.

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства и может быть использована при сооружении высоконапорных гравитационных и контрфорсных плотин, преимущественно в суровых климатических условиях.

В суровых климатических условиях тело бетонной плотины в период строительства подвергается нагреву в результате схватывания бетона, после завершения бетонных работ - остыванию под воздействием отрицательной температуры окружающего воздуха, а в процессе эксплуатации - воздействию сезонных колебаний температуры наружного воздуха.

Это обстоятельство создает неблагоприятное напряженное состояние плотины, вызывает температурную усадку ее элементов, что приводит к образованию трещин и раскрытию швов на верховой и низовой частях плотины и в конечном итоге обусловливает недолговечность сооружения. В связи с этим при проектировании бетонных плотин возникает проблема улучшения их напряженного состояния.

Известна бетонная плотина, включающая гребень, прискальную зону и центральную зону, разделенную на верховую и низовую части полостью, заполненной антифрикционным материалом, и расположенной параллельно низовой грани плотины (см. а.с. СССР №513146, Е02В 7/10). Полость, заполненная антифрикционным материалом, выполняет роль скользящего шва, компенсирующего негативные последствия температурной усадки бетона, в частности, разрыв трубопровода.

Однако, в данной конструкции бетонной плотины низовая часть центральной зоны, отделенная от основного массива центральной зоны скользящим швом, жестко соединена с гребнем, что при температурной усадке бетона и соответствующем в связи с этим укорочением низовой грани, не

исключает вероятности образования в ней трещин и нарушения целостности трубопровода в непредвиденном месте.

Этот недостаток устранен в другой бетонной плотине, включающей гребень, прискальную зону и центральную зону, разделенную на верховую и низовую части полостью, расположенной параллельно низовой грани плотины и сопряженной в диаметральной плоскости с полостью, выполненной в низовой части центральной зоны плотины, в месте соединения этой части с гребнем плотины, причем напорный трубопровод расположен в низовой части центральной зоны плотины и разделен выполненной в этой части плотины полостью на верхнюю и нижнюю части, см. патент РФ №27602

Данная конструкция бетонной плотины обладает более благоприятным напряженным состоянием низовой грани. Полость, заполненная антифрикционным материалом, выполняет в прототипе роль скользящего шва, компенсирующего негативные последствия температурной усадки бетона в низовой части центральной зоны, включающей напорный трубопровод, могущие привести к образованию трещин в низовой части и разрыву трубопровода. Это обстоятельство позволяет независимо от возведения центральной зоны укладывать низовую часть с включенным в ее состав трубопроводом целиком, по поверхности возведенной центральной зоны, что значительно сокращает сроки строительства плотины и ввода ее в эксплуатацию, связанные со временем остывания двух разнородных массивов бетона.

При этом полость, выполненная в низовой части плотины, заполнена бетоном и после остывания указанной части создает предварительное обжатие ее, улучшая тем самым напряженное состояние низовой части плотины в эксплуатационный период, после принятия плотиной напора и при сезонных изменениях температуры наружного воздуха.

Однако, данная конструкция бетонной плотины при температурной усадке бетона и соответствующем в связи с этим укорочением низовой грани,

не исключает вероятности нарушения целостности трубопровода под воздействием деформационных сил до заполнения вышеуказанной полости бетоном.

Эти недостатки устранены в конструкции бетонной плотины, включающей гребень и центральную зону, разделенную на верховую и низовую части полостью, расположенной параллельно низовой грани плотины и сопряженной в диаметральной плоскости с полостью, выполненной в низовой части центральной зоны плотины, в месте соединения этой части с гребнем плотины, причем напорный трубопровод расположен в низовой части центральной зоны плотины и разделен на верхнюю и нижнюю части выполненной в низовой части центральной зоны плотины полостью, при этом последняя снабжена тарельчатым компенсатором, элементы которого жестко связаны с верхней и нижней частями напорного трубопровода соответственно, см. патент РФ №32506.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

Недостатком данного технического решения является конструктивная сложность тарельчатого компенсатора, его повышенная металлоемкость и недостаточная надежность в связи с необходимостью наличия уплотнений.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции компенсатора, снижение его металлоемкости и повышение надежности работы.

Согласно полезной модели бетонная плотина, включающая гребень и центральную зону, разделенную на верховую и низовую части полостью, расположенной параллельно низовой грани плотины и сопряженной в диаметральной плоскости с полостью, выполненной в низовой части центральной зоны плотины в месте соединения этой части с гребнем плотины, причем напорный трубопровод расположен в низовой части центральной зоны плотины и разделен выполненной в этой части плотины полостью на верхнюю и нижнюю части, которая снабжена компенсатором, характеризуется тем, что

компенсатор выполнен в виде кольца с поперечным сечением в виде полугофры, причем кольцо по периметру своей верхней грани прикреплено к верхней части напорного трубопровода, а по периметру своей нижней грани - к нижней части напорного трубопровода.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет критерию «новизна».

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежом, на котором изображено поперечное сечение трубопровода в зоне расположения компенсатора.

Плотина содержит прискальную зону 1, центральную зону 2, и гребень 3. Полость 4, параллельная низовой грани 5 плотины, заполнена антифрикционным материалом (отдельной позицией не обозначен) и разделяет центральную зону 2 на две части: верховую часть (обозначена той же позицией 2, что и вся центральная зона) и низовую часть 6. Трубопровод 7 включен в низовую часть 6 центральной зоны 2. Заполненная бетоном полость 8 выполнена в низовой части центральной зоны плотины и сопряжена в диаметральной плоскости трубопровода 7 с полостью 4. Внутри полости 8 размещен компенсатор 9. Трубопровод 7 разделен полостью 8 в диаметральной плоскости на верхнюю 10 и нижнюю 11 части. Компенсатор 9 выполнен в виде кольца с поперечным сечением в виде полугофры, которое по периметру своей верхней грани 12 прикреплено к верхней части 10 напорного трубопровода 7, а по периметру своей нижней грани 13 - к нижней части 11 напорного трубопровода 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В строительный период верховая часть 2 и низовая часть 6 центральной зоны по-разному реагируют на разогрев бетонного массива под воздействием реакции схватывания бетона, т.к. каждая из них выполнена из бетона,

отличающегося содержанием в нем цемента: верховая часть 2 выполнена, например, из укатанного бетона, с меньшим содержанием цемента, а низовая часть 6 - из вибрированного бетона, с большим содержанием цемента. Температурный разогрев бетонного массива верховой части 2 в связи с этим меньше, чем разогрев бетонного массива низовой части 6. В результате во время разогрева и последующего остывания двух частей центральной зоны, разделенных скользящим швом, представляющим полость 4, заполненную антифрикционным материалом, происходит проскальзывание одной части относительно другой без образования трещин. Поскольку низовая часть, совместно с трубопроводом 7, жестко соединена нижним концом с прискальной зоной 1, а трубопровод включен в состав низовой части 6, то при температурных деформациях происходит проскальзывание низовой части 6 без образования трещин и разрывов трубопровода 7, части 10 и 11 которого жестко соединены с верхней 12 и нижней 13 гранями компенсатора 9 соответственно.

Это обстоятельство позволяет вести независимое возведение верховой и низовой частей центральной зоны 2.

На втором этапе, после охлаждения бетонных массивов центральной зоны, низовая часть 6 сжимается, а компенсатор 9 компенсирует температурное укорочение зазора между верхней 10 и нижней 11 частями трубопровода 7, предотвращая его разрыв. После этого полость 8 заполняется бетоном, соединяющим гребень плотины 3 и низовую часть 6 в единый неразделимый монолит. Полость 8, заполненная бетоном, после остывания низовой части 6, создает предварительное обжатие этой части плотины, улучшая ее напряженное состояние в эксплуатационный период, после принятия плотиной напора и при сезонных изменениях температуры наружного воздуха.

Таким образом, заявляемая полезная модель улучшает напряженное состояние низовой части бетонной плотины по сравнению с прототипом за счет исключения негативного влияния температурной усадки бетона на целостность напорного трубопровода в низовой части плотины до заполнения

выполненной в этой части полости бетоном, что в конечном итоге повышает надежность и долговечность конструкции плотины в целом.

Для осуществления заявляемой полезной модели могут быть использованы известные строительные материалы и технологии.

Указанное обстоятельство, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию «промышленная применимость».

Бетонная плотина, включающая гребень и центральную зону, разделенную на верховую и низовую части полостью, расположенной параллельно низовой грани плотины и сопряженной в диаметральной плоскости с полостью, выполненной в низовой части центральной зоны плотины в месте соединения этой части с гребнем плотины, причем напорный трубопровод расположен в низовой части центральной зоны плотины и разделен выполненной в этой части плотины полостью на верхнюю и нижнюю части, которая снабжена компенсатором, отличающаяся тем, что компенсатор выполнен в виде кольца с поперечным сечением в виде полугофры, причем кольцо по периметру своей верхней грани прикреплено к верхней части напорного трубопровода, а по периметру своей нижней грани - к нижней части напорного трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области водоснабжения и может применяться в системах подготовки воды для питьевых целей, при необходимости очистки подземных вод, содержащих устойчивые формы железа - железоорганические комплексные соединения в концентрации до 1,0-1,5 мг/дм3 и агрессивные газы
Наверх