Комбинированная обделка подземного водовода Советский патент 1982 года по МПК E02B9/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при со оружении напорных подземных водоводов гидроэлектростанций и водосбросов гидроузлов. Известна комбинированная обделка напорного подземного водовода, состоящая из внеш него бетонного кольца и внутренней стальной облицовки, включаюшей оболочку и ребра жесткости, представляющие собой стальные одностенные кольца 1. Недостатком указанной конструкции обделки является то, что при больших напорах подземных вод требуется большая толщина и высота ребер жесткости. Известна также обделка подземного водовода, включающая внешнее бетонное кольцо внутреннюю стальную оболочку, снабженную замкнутыми кольцевыми ребрами жесткости, заполненными бетоном 2. Недостатком известной конструкции является ее сложность, вследствие чего ее выполнение требует больших трудозатрат. Цель изобретения - упрощение конструкции обделки. Указанная цель достигается тем, что ребра жесткости выполиеиы составными, состоящими из среднего кольца Т-образиого сечения и двух боковых колец прямоугольного сечения. На фиг. 1 изображен водовод с предлагаемой обделкой продольный разрез; на фиг. 2 - узел 1 иа фиг. 1. Обделка включает внешнее бетонное кольцо 1, внутреннюю стальную оболочку 2 и составные ребра жесткости, выполненные из среднего высокого кольца 3 Т-образного сечения и двух боковых низких колец - концентраторов 4 напряжения прямоугольного сечения, кольцевая зона 5 между которыми заполнена бетоном кольца 1. Размеры элементов ребер жесткости, а также расстояния между средним 3 н боковыми кольцами 4 (а) и между смежными боковыми кольцами (Ь) определяют в зависимости от размеров водовода и воспринн394маемых его обделкой нагрузок. Оптимальным расстоянием а между средним и боковыми 4 кольцами ребра является такое, при котором между линией, соединяющей края полки Тобразного кольца 3 с боковыми кольцами 4, и осью водовода образован угол 45°, т.е. угол распространения напряжений в бетоне при приложении к нему нагрузки (сжимающей или растягивающей). При приложении к стальной оболочке 2 внут реннего давления воды Р больщего, чем внешнее давление подземных вод р (Р р), внутреннее давление частично воспринимается оболочкой 2 и кольцами 3 и 4 и частично передается на бетонное кольцо 1 и через него на массив горных пород о. При опорожнении водовода стальная оболочка 2 под действием внешнего давления подземных вод р перемешается внутрь водовода, стремясь отделиться от бетонного кольца 1, . однако этому препятствует заделка средних Т-образных колец 3 в бетонное кольцо 1, причем в бетоне, в пространстве между сред- ним 3 и боковыми 4 кольцами ребер жесткости, образуются кольцевые зоны бетона, работающие совместно с Т-образными кольцами и находящиеся в сложном напряженном состоянии: с одной стороны они пытаются отделиться от бетонного кольца 1, с другой - работают на сжатие совместно с Т-образными коль цами. При высоких давлениях подземных вод кольцевые зоны 5 бетона могут отделиться от бетонного кольца 1 по швам-трещинам 7 и совместно с кольцами 3 и 4 образовать составные ребра жесткости, обеспешваюшие надежную работу оболочки. Наличие на оболочке 2 боковых колец 4 прямоугольного сечения обеспечивает образование организованных швов-трещик 7 по заданным направлениям. После заполнения водовода водой оболочка 2 прихсимается к бетонному кольцу 1, швы-трещины 7 замыкаются, и обделка работает в заданном напорном режиме. Применение изобретения позволит упростить конструкцию обделки подземного водовода при обеспечении надежной ее работы как на восприятие внутренних давлений воды, так и при вбздействии внешних нагрузок. Формула изобретения Комбинированная обделка подземного водовода, включающая внешнее бетонное кольцо и внутреннюю стальную оболочку, снабженную кольцевыми ребрами жесткости, заполненными бетоном, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, ребра жесткости выполнены составными, состоящими из среднего кольца Т-образного сечения и двух.боковых колец прямоугольного сечения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Указание по проектированию дренажа подземных гидротехнических сооружений. М., 1973, с. 31, рис. 22. 2.Авторское свидетельство СССР № 642558, кл. F 16 L 1/00, 1978 (прототип).