Арочная плотина

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности работы плотины. Центральная часть 1 арочной плотины отделена от береговых примыканий 2 продолжающимися до основания 6 наклонными конструктивными швами 4, а от бетонной плиты 5, устраиваемой в пойменной части ущелья, горизонтальным конструктивным швом 7. Наклонные швы проведены по точкам, соответствующим нулевым точкам в эпюрах изгибающих моментов отдельных бесшарнирных поясов, при воздействии на сооружение гидротехнического давления воды. Для обеспечения совместной работы центральной части 1 и береговых примыканий 2 арочной плотины наклонные швы между ними выполнены штрабными. При этом поверхности, по которым центральная часть 1 арочной плотины вступает в контакт с каждым из береговых примыканий 2, являются концентрическими цилиндрическими поверхностями. Для обеспечения деформации нижней кромки центральной части 1 арочной плотины при одновременном восприятии ею консольных усилий, возникающих в этой части, горизонтальный шов 7 выполнен плоским, а арка и бетонные плиты 5 в основании 6 соединены между собой анкерами, которые в створе шва снабжены компенсатором. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (б11 4 Е 02 В 7/14

pl@

L .„=ИМ

l с) Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4358765/23-15 (22) 04.01.88 (46) 30.12.89. Бюл. ¹ 48 (71) Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (72) А.М.Тоноян (53) 672.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1335629, кл. Е 02 В 7/14, 1986.

Гидротехнические сооружения.

Справочник проектировщика/ Под ред. В.П,Недриги. М.: Стройиздат, 1983, с.324. (54) АРОЧНАЯ ПЛОТИНА (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения — повышение экономичности и надежности работы плотины.

Центральная часть 1 арочной плоти ны отделена от береговых примыканий

2 продолжающимися до основания 6 наклонными конструктивными швами 4, а от бетонной плиты 5, устраиваемой в пойменной части ущелья, горизонИзобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к арочным плотинам.

Цель изобретения — повышение эко" номичности и надежности плотины в работе.

На фиг.1 показана плотина со сто-. роны нижнего бьефа; на фиг.2 — то же, в плане; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.l; на фиг.4 — сечение Б-Б на

„„SU„„1532654 А1 тальным конструктивным швом 7. Наклонные швы проведены по точкам,соответствующим нулевым точкам в эпюрах изгибающих моментов отдельных бесшарнирных поясов, при воздействии на сооружение гидротехнического давления воды. Для обеспечения совместной работы центральной части l и береговых примыканий 2 арочной плотины наклонные швы между ними выполнены штрабными. При этом поверхности, по которым центральная часть

1 арочной плотины вступает в контакт с каждым из береговых примыканий 2, являются концентрическими цилиндрическими поверхностями.Для обеспечения деформации нижней кромки центральной части 1 арочной плотины при одновременном восприятии ею консольных усилий, возникающих в этой части, горизонтальный шов 7 выполнен плоским, а арка и бетонные плиты 5 в основании 6 соединены между собой анкерами, которые в створе шва снабжены компенсатором. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. фиг.l; на фиг.5 — сечение В-В на фиг.l

Арочная плотина включает центральную часть 1 и береговые примыкания

2, расположенные между центральной частью 1 плотины и бортами 3 ущелья и отделяемые при помощи наклонных конструктивных (деформационных) швов 4, которые пересекают плотину на всю ее высоту. Кроме того, в состав

1532654 плотины входит бетонная плита 5, углубленная в основании 6 плотины и отделенная от центральной части арки плоским горизонтальным швом 7, который оснащен противофильтрационным элементом 8.

Плотина работает следующим образом.

Благодаря распорным усилиям, воз" никающим в центральной части 1 арочной плотины и береговых примыканиях, ;разделенных конструктивными швами 4, плотина работает как единое целое, передавая нагрузку от гидростатиче,,!ского давления воды на борта 3 уще-! лья и основание 6 плотины. При этом благодаря наличию плоского горизонтального шва 7 между центральной частью 1 арочной плотины и плитой 5 в

- основании нижняя кромка центральной части относительно свободно (насколь ко позволяют силы трения) деформи|1 ! руется, что обеспечивает более полную передачу распорных усилий, раэвива- 25 ! емых в этой части, на береговые примыкания 2. Своместная работа центральной части 1 арочной плотины и ее береговых примыканий обеспечивается благодаря н ию между mt 1птраб- 30 ных швов 4, проведенных по точкам, соответствующим нулевым точкам в эпюрах изгибающих моментов отдельных бесшарнирных поясов, на которые мысленно разбивается арочная плотина, и имеющих цилиндрические (круговые) поверхности. Анкеры, устраиваемые между центральной частью 1 арочной плотины и бетонной плитой 5, воспринимают консольные усилия, возникаю- 40 щие в этой зоне. Наличие наклонных швов 4 в теле плотины придает большую гибкость конструкции, обеспечивая ее надежную работу при температурных воздействиях на сооружение и не- 45 равномерных осадках основания, что проявляется в выравнивании напряжений в сечениях арки, уменьшении процента ее армирования..Улучшение напряженного состояния плотины позво- . ляет уменьшить толщину арочной пло50 тины, в особенности в ее центральной части.

Например, при высоте арочной плотины цилиндрической конструкции

32,0 м, радиусе верховой грани арки !

63 3 м, величине центрального угла

2 o(106, длине арки по гребню

115,1 м и по основанию 17 м длина центральной части арки у гребня равна 42,75.м, у основания — 9,24 м.

Для уменьшения жесткости плотины в целях смягчения влияния температурных и других воздействий на напряженное состояние сооружения, целесообразно несколькэ уменьшить толщину центральной части арки в сравнении с толщиной береговых примыканий, превращая, таким образом, центральную часть арки в своеобразный компенсатор (ослабленную зону).

Сравнение значений напряжений в арочных плотинах разрезной и неразреэной конструкций при температурных воздействиях на сооружение (температура верхнего бьефа при наполненном водохранилище +4 С летом и зимой, температура воздуха +18 С летом, "9,2 С зимой, температура замыкания замка центральной части арки +4 С) показывает, что в контактной з оне плотины с основанием эти напряжения меняются незначительно в пределах

2-16Х, а в замке центральной части арки они уменьшаются на 17-1127. Такое значительное уменьшение максимальных значений напряжений позволяет снизить процент армирования плотины на 35-40Х в среднем или же уменьшить толщину арки на 15-20Х, что значительно превосходит дополнительные затраты, связанные с устройством конструктивных швов для разрезки тела плотины.

Проведение траектории наклонных конструктивных швов по нулевым точкам эпюры моментов в пролете арки, способствуя смягчению влияния температурных и аналогичных ему воздействий (усадка бетона и пр.) на напряженное состояние плотины, не снижает общую несущую способность! конструкций.

В зонах с высокой сейсмичностью (свыше 7-8 баллов) предлагается соединение между собой анкеровкой концов центральной части и береговых примыканий плотины по всей длине наклонных конструктивных швов. Анкеры выполняются точечными на оси шарнира с тем, чтобы они не уничтожали подвижность соединяемых элементов, т.е. поворот вокруг оси шарнира без смещения в тангенциальном направлении к шарниру °

5 15

Формула изобретения

Ф

1. Арочная плотина, выполненная с конструктивными швами, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности работы плотины, она снабжена бетонной плитой, при этом центральная часть плотины отделена от участков береговых примыканий продолжающимися до ее основания наклонными конструктивными швами штрабной конструкции, а бетонная плита заглублена в основание под центральной частью .плотины . и.отделена от нее горизонтальным плоским швом, причем наклонные швы проведены по точкам, соответствующим нулевым точкам в эпюрах изгибающих моментов отдельных бесшарнирных поясов, на которые разбивается плотина при действии на нее гидростатического давления воды.

32654

О

2. Плотина по п.1,о т л и ч а ющ а я с я тем. что, с целью обеспечения совместной работы центральной

5 части и береговых примыканий плотины, наклонные штрабные швы между ними выполнены в виде контактирующих между собой концентрических цилиндрических поверхностей, расположенных на береговых примыканиях с одной стороны и на центральной части арочной плотины с другой.

3. Плотина по п.1, о т л и ч а15 ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения свободной деформации нижней кромки центральной части арочной плотины при одновременном восприятии ею возникающих в этой части консольных усилий, она соединена с бетонной плитой в основании анкерами, а последние в створе шва снабжены компенсаторами.

Фиг. 2

1532654

A-А

Дог. 5

Редактор И.Рыбченко

Заказ 8077/40 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 фуад. 3

Составитель В.Байдаков

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова