Арочная плотина Советский патент 1989 года по МПК E02B7/14 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к арочным плотинам.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности плотины в работе.

На фиг.1 показана плотина со стороны нижнего бьефа; на фиг.2 - то же, в плане; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на

фиг.1; на фиг.5 - сечение Б-В на фиг.1

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

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

Плотина работает следующим образом.

Благодаря распорным усилиям, воз- пикающим 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 ущелья 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 (насколько позволяют силы трения) деформи- (руется, что обеспечивает более полну передачу распорных усилий, развива- емых в этой части, на береговые примыкания 2. Своместная работа централной части 1 арочной плотины и ее береговых примыканий обеспечивается благодаря наличию между ними штраб- 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- шие в этой зоне. Наличие наклонных швов 4 в теле плотины придает большую гибкость конструкции, обеспечива ее надежную работу при температурных воздействиях на сооружение и не- равномерных осадках основания, что проявляется в выравнивании напряжений в сечениях арки, уменьшении процента ее армирования. Улучшение напряженного состояния плотины позво- ляет уменьшить толщину арочной плотины, 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 о(0 106°, длине арки по гребню 115,1 м и по основанию 17 м длина

0 5 Q ,.

5

5

центральной части арки у гребня равна 42,75 м, у основания -9,24м. Для уменьшения жесткости плотины в целях смягчения влияния температурных и других воздействий на напряженное состояние сооружения, целесообразно несколько 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 неразрезной конструкций при температурных воздействиях на сооружение (температура верхнего бьефа при наполненном водохранилище +4вС летом и зимой, температура воздуха +18°С летом, -9,2°С зимой, температура замыкания замка центральной части арки ) показывает, что в контактной зоне плотины с основанием эти напряжения меняются незначительно в пределах 2-16%, а в замке центральной части арки они уменьшаются на 17-112%. Такое значительное уменьшение максимальных значений напряжений позволяет снизить процент армирования плотины на 35-40% в среднем или же уменьшить толщину арки на 15-20%, 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.

V

. г1 к - ,/

в

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.

Фиг. 2

А-А

8

ASS I W.ffTtw-TSS

N /Ч

5 Фиг. 3

Редактор И.Рыбченко

Составитель В.Байдаков

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Заказ 8077/40

Тираж 589

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5-В

В-В

Фиг. 5

Фиг. if

Подписное