Сборная арочная плотина Советский патент 1988 года по МПК E02B7/12 

f п.

(Л

ф ч

М

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при возведении арочных плотин, селезащитных и других подпор- ных сооружений.

Целью изобретения является снижение сроков строительства и повьтение технологичности возведения арочной плотины,

На фиг. 1 изображена предлагаемая сборная арочная плотина, общий вид, поперечньй разрез; на фиг. 2 - криволинейный, седловидный блок с треугольными углублениями, общий вид; на фиг. 3 - клиновидный3 криволинейный блок трапецеидальной формы с двумя усеченными вершинами, устанавливаемый со стороны верхнего бьефа, общий вид; на фиг. 4 - криволинейный трапе- цеидальный блок, устанавливаемый со стороны нижнего бьефа, общий вид; на фиг. 5 - клиновидный, криволинейный блок ромбовидной формы, общий вид; на фиг. 6 узел I на фиг. 1 (с замо- ноличенным стыком блоков в произвольном сечении); на фиг. 7 - то же- (с замоноличенным стыком блоков по торцу верхнего блока); на фиг. 8 - узел II на фиг. 1 (с замоноличенным сты- ком блоков в произвольном сечении); на фиг. 9 - то же(с замонолнченным стыком блоков по торцу верхнего блока) ; на фиг. 10 - узел III на фиг.1 (с замоноличенным стыком блоков в произвольном сечении); на фиг. 11 - то же (с замоноличенным стыком блоков по торцу верхнего блока); на фиг, 12 - фрагмент тела арочной плотины с указанием радиусов закругле- ния отдельных элементов кладки и блоков.

Арочная плотина включает криволинейные седловидные блоки 1, которые установлены в основании плотиньт тре- угольными выступами вверх и на гребне плотины треугольными выступами вниз (фиг, 1). Седловидный блок 1 устанавливают выпуклой стороной в сторону верхнего бьефа, при этом, дли на lj( со стороны верхнего бьефа больше длины вогнутого конца блока l со стороны нижнего бьефа (фиг. 2).

В криволинейные треугольные углубления седловидного блока установлены криволинейные трапецеидальные блоки 2 и 3, причем блок 2 со стороны верхнего бьефа, а блок 3 со стороны нижнего бьефа. Толстый конец блока 2 имеет выпуклую форму, узкая часть - вогнута (фиг. 3), выпуклая часть блока образует напорную грань плотины, а вогнутая часть располагается внутри кладки. У блока 3 толстый конец вогнут, он создает низовую грань плотины, а узкая часть блока имеет вьтук- лую форму (фиг. 4) и располагается внутри кладки. У обоих блоков размеры 1 больше чем 1. Все выпуклые и вогнутые части блоков 2 и 3 соответствуют аналогичным частям блока I, что способствует плотному прилеганию блоков один к другому.

Во внутреннюю часть кладки устанавливают криволинейные ромбовидные блоки 4 (фиг. 5), длинная сторона которых 1 имеет выпуклую форму, а вогнутая сторона уже вьшуклой и имеет длину 1. Выпуклая сторона расположена в сторону верхнего бьефа.

Уложенные в такой последовательности блоки создают тело сборной плотины, на гребне которого располагают блок 1, перевернутый вдоль продольной оси плотины на 180°, а непосредственно под ним располагают два криволинейных ромбовидных блока 4,

Все блоки имеют пазы 5 (фиг. 2-5, 7, 9 и П), которые могут быть любой конфигурации и предназначены для перекрытия фильтрации воды в вертикальных швах между блоками.

Bice вершины ромбовидных блоков, треугольные вершины седловидных блоков и две верщины трапецеидальных блоков создают криволинейные полости 6 прямоугольной формы, которые на фиг.6 и 7 (узел I) показаны в омоноличенном виде. Одна из острых усеченных вершин ромбовидного блока и нижняя усеченная вершина трапецеидального блока создают криволинейные полости 8 треугольной формы, которые на фиг. 8 и 9 (узел II) также показаны в омоноличенном виде. Нижняя усеченная вершина трапецеидального блока и основание треугольного углубления седла седловидного блока создают криволинейные полости 8 треугольной формз, которые показаны на фиг. 10 и 11 (узел III). Полости 6 и 7 вмешают монтажные петли 9, а омоноличивание этих полос- тей и полостей 8 предотвращает фильтрацию воды в наклонных швах и повышает устойчивость кладки. Фильтрация по вертикальным швам предотвращает омоноличивание вертикальных полостей.

которые создают торцовые пазы 5 соседних блоков (на фиг. 6, 9 и 11 эти полости обозначены цифрой 5).

Вертикальные полости имеют сквоз- ной выход к верхним и нижним горизонтальным поясам (криволинейньтх в плане), на фиг. 7, 9, и 11 показано как вертикальные полости соединяются с горизонтальными. Совместное омоноли- чивание этих полостей образует вокру каждого блока и по плотине в целом противофильтрационную преграду. Таки преграды можно устроить по одному, двум и трем (всем) вертикальным по- лостям, которые проходят узлы блоков. Полости 5-8 со стороны нижнего бьефа, можно не омоноличивать, тогда они в теле плотины будут выполнять роль вертикального и горизон- тального дренажей.

На фиг. 12 показана схема кладки блоков плотины в поперечном сечении. На схеме показаны отдельные размеры блоков (в буквенных обозначениях), углы ot, , tS и их соответствие друг другу. Например, размер а 2а +е; b 2b +k; (ъ +k) и т.д. На этой же схеме даны радиусы кривизны отдельны частей блоков, напорной (г, ) и низе- вой (r,j) грани.

Радиус кривизны напорной грани и соответственно частей трапецеидальны блоков, создающих эту грань, обозначен г, . Этот радиус зависит от. ширин створа и надежности работы сборной арочной плотины. Остальные радиусы зависят от него и выбранных размеров блоков. Так, ,+d (где или любой другой размер); ,-d; г r,j -е/2; r rg-e; , ,-е/2, г, г,-г,,-а ; к,г Размеры усеченных частей блоков (е, k) подбираются таким образом, .чтобы в образовавшиеся в стыках блоков полости 6 и 7 могли вмешаться монтажные петли 9. Высота седловидного блока с не зависит от остальных размеров и выбирается из условий прочности данного блока и возможностей подъемно-транспортных механизмов.

Размеры блоков по длине со стороны верхней грани 1 больше, чем со стороны низовой грани 1 (фиг, 2-5). Причем, длина 1. может быть одинаковой для всех блоков или различной. Если длины блоков делать неодинаковы

ми, то предпочтительнее чтобы размер трапецеидальных блоков был больше аналогичного размера седловидного блока, а 1, блока ромбовидной формы больше 1 трапецеидальных блоков. Увеличивая длину указанных блоков добиваются того, чтобы их вес примерно был равен весу массивного седловидного блока и тем самым облегчается подбор подъемно-транспортных механизмов, их разновидность, количество блоков в теле плотины и их стыков.

Длина . дуги узкой части блоков (фиг.--2-5) зависит от выбранного размера 1,, радиуса кривизны блока и центрального угла и , который показан на фиг. 5 на примере блока ромбовидной формы. Длина дуги сегмента оп-ределя- ется по формуле:

(1)

150°

5 О

0

5

0

где л 3, 14;

г - радиус кривизны;

W - центральный угол.сегмента.

Используя эту формулу, получаем значение 1, так задавшись значением 1,, вставив его вместо 1 и решив формулу (1) относительно (j , получаем значение центрального угла блока (при известном г, например ). Зная значение и и радиус кривизшз противоположной стороны блока (например - для ромбовидного блока), определяем по формуле (1) длину дуги 1. Таким образом можно определить длину дуги любой части любого блока.

Пример кладки арочной плотины с конкретными размерами блоков и радиу-. сами кривизны их отдельных частей.

Допустим, что по условиям ширины створа радиус закругления напорной грани плотины равен г, 60 м, по условиям прочности и устойчивости плотины достаточная толщина арки равна 3,3 м. Определяем остальные размеры и радиусы кривизны блоков кладки.

Задавшись размерами полостей 6 и 7 из условия удобного размещения монтажных петель, усеченные вершины блоков принимаем равными ,3 MJ k 0,18 u. Приняв большую длину ромбовидного и трапецеидального блоков равной ,5 м, получаем общую толщину арочной плотины, равную 3,3 м. При значении углов , J 118 , о 39 и известных значениях а, 1, k остальные размеры равны: ,9 м, ,6 м,

5

i),36 м; ,08 м, ,15 м, шири |ia седловидного блока равна 3,6 м. тим размерам соответствуют следующ Ьадиусы кривизны блоков и их отдель тх частей (при г, 60 м): ,15 ,A м; ,25 м; ,1 м; г,58,5 м; ,2 м; ,6 м;

57,45 м; ,3 м, г,,56,7 м;

«56,55 м.

9 1i

1а

Если большую длину 1, всех четьфех иидов блоков принять одинаковой и рав юй 1,6 м, то центральные углы и длина Ij каждого из блоков будут следую- щие: для трапецеидального блока со |;тороны верховой грани uJ l ,528 -1,56 м, для седловидного блока t ,525°, ,5 м, для трнпецеидаль- юго блока низовой грани ,576° , ,55, для ромбовидного блока J 1,552, ,56 м. .

При данных размерах и радиусах закругления блоки будут иметь следующие веса: ромбовидный блок - 3,6 т, тра- 1ецеидальные блоки - 5 т, седловид- ньй блок - 9,9 т (при ,9 м).

По Длине плотины блоки устанавливаются в перевязку швов, В береговых примыканиях (пятах арки) плотина омо- ноличивается. Кладка арочной плотины устойчива без омоноличивания вертикальных и горизонтальных швов и улучшается с их омоноличиванием.

При возведении такой арочной плотины как. селезащитного сооружения,швы между блоками желательно не омоноли- чивать, чтобы через них просачивалась

вода, а плотина задерживала влекомые селевым потоком насосы.

Для более полного омоноличивания швов между блоками на всех соприкасающихся поверхностях блоков создают матричные поверхности (любой формы) в виде углубленных штраб. Предусмотрев в блоках специальные отверстия, произведя через них и полости 5 цементацию, добиваются полного омоноличивания всех поверхностей по контуру каждого блока. Конструкцию плотины можно армировать путем пропуска металлических стержней через специальные отверстия и полости с последующей их цементацией и анкеровкой арматуры в основание. При необходимости плотину (или отдельные ее участки) делают преднапряженной.

Формула изобретения

Сборная арочная плотина с постоян 25 ным радиусом кривизны напорной грани содержащая блоки ромбовидной формы с усеченными вершинами, блоки трапецеидальной формы с одной усеченной вершиной и блоки седловидной формы, с 30 треугольными углублениями, отличающаяся тем, что, с цепью снижения сроков строительства и повышения технологичности возведения арочной плотины, блоки тела плотины 35 выполнены криволинейными в плане и клиновидными в направлении нижнего бьефа, а трапецеидальный блок имеет дополнительную усеченную вершину в нижней части блока.

if иг. 5

/

I

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - снижение сроков строительства и повышение технологичности возведения арочной плотины. Тело арочной пло- тины включает криволинейные, ромбовидные 4, трапецеидальные 2, 3 и седловидные I блоки, которые имеют кли- новидность в плане в сторону нижнего бьефа. Радиусы кривизны блоков со стороны напорной грани больше, чем со стороны низовой. Трапецеидальные блоки 2 и 3 имеют дополнительно усеченную вершину в нижней части блока, усеченные вершины блоков создают криволинейные полости прямоугольной формы, которые омоноличиваются. 12 ил. с

фиг. 6

Фи5.8

Ж

Л.

л

фиг fO

фиг. 7

Фиг. 9

Фиг. г Г

фиг. 12