RU46017U1

RU46017U1 - CONCRETE WEIR

Info

Publication number: RU46017U1
Application number: RU2005101315/22U
Authority: RU
Inventors: В.И. Телешев; Ю.И. Евстратов; О.И. Евстратов; С.А. Кокурин; В.Г. Михалев
Original assignee: Телешев Виктор Иванович; Евстратов Юрий Иванович; Евстратов Олег Игоревич; Кокурин Сергей Андреевич; Михалев Василий Григорьевич
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2005-06-10

Abstract

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства и может быть использована при сооружении высоконапорных гравитационных и контрфорсных плотин, преимущественно в суровых климатических условиях.The utility model relates to the field of hydraulic engineering construction and can be used in the construction of high-pressure gravity and buttress dams, mainly in severe climatic conditions.

В бетонной плотине, включающей верховой столб, выполненный из вибрированного бетона, низовой клин, выполненный из укатанного бетона, разделенные между собой вертикальным строительным межстолбчатым швом, и низовую грань, выполненную из морозостойкого вибрированного бетона, вертикальный строительный межстолбчатый шов в верхней части имеет объемную замыкающую полость, заполненную цементным раствором.In a concrete dam, including a top pillar made of vibrated concrete, a lower wedge made of rolled concrete, separated by a vertical construction inter-column seam, and a bottom face made of frost-resistant vibrated concrete, the vertical construction inter-column seam in the upper part has a volumetric closing cavity filled with cement mortar.

В результате создается такая конструкция бетонной плотины, которая позволяет упростить цементацию межстолбчатого строительного шва, исключить скрытые работы, не поддающиеся визуальному контролю, и тем самым повысить качество цементационного камня и надежность опирания через него верхового столба на низовой клин.As a result, a concrete dam design is created that allows to simplify the cementation of the inter-pillar construction joint, to eliminate hidden work that is not amenable to visual inspection, and thereby improve the quality of the cement stone and the reliability of supporting the upper pillar through it to the lower wedge.

Description

Известны бетонные гравитационные плотины, работающие в суровых климатических условиях, включающие верховой столб, выполненный из вибрированного бетона, низовой клин из укатанного бетона, разделенные между собой вертикальным строительным швом, и низовую грань, выполненную из морозостойкого вибрированного бетона (см., например, журнал «Энергетическое строительство, 1988 г. стр. 15, рис 1-в). Цементация строительного межстолбчатого шва между верховым столбом, выполненным из вибрированного бетона, и низовым клином из укатанного бетона в таких плотинах принята из вибрированного бетона, укладываемого при выравненных температурах бетона верхового столба и низового клина с шириной межстолбчатого шва от 1,0 до 1,5 м.Known concrete gravity dams operating in harsh climatic conditions, including a top pillar made of vibrated concrete, a lower wedge of rolled concrete, separated by a vertical building seam, and a bottom face made of frost-resistant vibrated concrete (see, for example, the magazine “ Energy construction, 1988, p. 15, Fig. 1-c). Cementation of a construction inter-column weld between an elevated pillar made of vibrated concrete and a lower wedge of rolled concrete in such dams is made of vibrated concrete laid at equal temperatures of the concrete of the upper pillar and the lower wedge with an inter-pillar width of 1.0 to 1.5 m .

Тело такой плотины в период строительства подвергается нагреву в результате твердения бетона под воздействием экзотермической реакции, а после завершения бетонных работ - остыванию под воздействием отрицательной температуры окружающего воздуха, а в процессе эксплуатации подвергается воздействию сезонных колебаний температуры наружного воздуха.During the construction period, the body of such a dam undergoes heating as a result of hardening of concrete under the influence of an exothermic reaction, and after completion of concrete work, it cools down under the influence of negative ambient temperature, and during operation it is exposed to seasonal fluctuations in the outdoor temperature.

Это обстоятельство создает неблагоприятное напряженное состояние плотины, вызывает температурную усадку ее элементов, что приводит к образованию трещин и раскрытию швов на верховой грани плотины и в конечном итоге обуславливает недолговечность такого сооружения.This circumstance creates an unfavorable stress state of the dam, causes temperature shrinkage of its elements, which leads to the formation of cracks and the opening of seams on the upper edge of the dam and ultimately leads to the fragility of such a structure.

Кроме того, бетонная плотина такой конструкции может быть возведена только поярусно с бетонированием верхового столба ярусами высотой около 3,0 м, а низового клина - 0,3-0,5 м. и цементацией межстолбчатого строительного шва при минимальной температуре бетона, близкой к установившейся. Охлаждение бетона перед омоноличиванием верхового столба и низового клина требует большого количества времени или технологических затрат на устройство искусственного охлаждения бетона.In addition, a concrete dam of this design can only be erected in layers with concreting of the upper pillar with tiers of about 3.0 m high, and the lower wedge - 0.3-0.5 m and cementation of the inter-columned construction joint with a minimum concrete temperature close to the established . Concrete cooling before monopolizing the upper column and lower wedge requires a lot of time or technological costs for the device for artificial cooling of concrete.

Этот недостаток устранен в другой конструкции бетонной плотины, включающей верховой столб из вибрированного бетона и низовой клин из укатанного бетона, разделенные между собой вертикальным строительным швом, заполненным цементным раствором (цементным камнем) в момент раскрытия шва, близком к максимальному, RU 2233938. Максимальное раскрытие межстолбчатого строительного шва происходит в результате промораживания верховой грани и, в результате чего, поворота верхового столба в сторону верхнего бьефа.This disadvantage was eliminated in another construction of a concrete dam, including a top pillar of vibrated concrete and a bottom wedge of rolled concrete, separated by a vertical building seam filled with cement mortar (cement stone) at the time of opening of the seam close to the maximum, RU 2233938. Maximum disclosure the intercolumn construction seam occurs as a result of freezing the upper edge and, as a result, turning the upper column towards the upper pool.

Омоноличивание межстолбчатого строительного шва в этот момент происходит несмотря на перепад температур между верховой и низовой гранями верхового столба 15-45°С. Это обстоятельство ускоряет возможность проведения цементации шва на несколько месяцев раньше, не дожидаясь установления минимальной температуры бетона верхового столба и низового клина (температуры омоноличивания).The monolithicity of the inter-columned construction joint at this moment occurs despite the temperature difference between the upper and lower faces of the upper column of 15-45 ° С. This circumstance accelerates the possibility of cementing the seam several months earlier, without waiting for the establishment of the minimum temperature of the concrete of the upper pillar and the lower wedge (temperature of monolithic).

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа; такая конструкция обеспечивает более благоприятное напряженное состояние верховой грани плотины, поскольку заполнение межстолбчатого строительного шва цементным камнем позволяет осуществить опирание верхового столба, подверженного воздействию гидростатической нагрузки, на низовой клин через образовавшийся цементный камень шва и исключает появление растягивающих напряжений на верховой грани верхового столба. Однако данная конструкция имеет существенный недостаток, связанный с осуществлением цементации межстолбчатого строительного шва. Известно, что для обеспечения большей надежности цементации требуется выполнение по всей высоте строительного шва сложной конструкции трубчатых цементационных систем с ограничением давления нагнетания цементного раствора не более 1,0-1,5 Мпа из-за опасения нежелательной дополнительной деформации верхового столба во время нагнетания раствора. Другим недостатком прототипа является то, что цементация строительных швов относится к This technical solution is selected by the authors as a prototype; Such a design provides a more favorable stress state of the upper edge of the dam, since filling an intercolumn construction seam with cement stone allows the upper column, which is exposed to hydrostatic loading, to be supported on the lower wedge through the formed cement stone of the seam and eliminates the appearance of tensile stresses on the upper edge of the upper column. However, this design has a significant drawback associated with the implementation of the cementation of the inter-column construction joint. It is known that to ensure greater reliability of cementation, it is necessary to perform the complex construction of tubular cementing systems along the entire height of the construction seam with a limitation of the injection pressure of the cement slurry of not more than 1.0-1.5 MPa due to fear of undesirable additional deformation of the upper column during injection of the mortar. Another disadvantage of the prototype is that the cementation of construction joints refers to

скрытым работам и не поддается непосредственному визуальному контролю. Нарушение технологии омоноличивания приводит к снижению качества цементации и образованию цементного камня, через который передается гидростатическое давление от верхового столба на низовой клин (Адамович А.Н. Закрепление грунтов и противофильтрационные завесы в гидроэнергетическом строительстве -М. Энергия, 1980, с 289-298).hidden work and is not amenable to direct visual control. Violation of homologation technology leads to a decrease in the quality of cementation and the formation of cement stone, through which hydrostatic pressure is transmitted from the upper column to the lower wedge (A. Adamovich. Soil consolidation and anti-filter curtains in hydropower construction - M. Energia, 1980, p. 289-298) .

Целью настоящей полезной модели является создание такой конструкции бетонной плотины, которая позволила бы упростить цементацию межстолбчатого строительного шва, исключить скрытые работы, не поддающиеся визуальному контролю, и тем самым повысить качество цементационного камня и надежность опирания через него верхового столба на низовой клин.The purpose of this utility model is to create a concrete dam design that would simplify the cementation of an inter-column building seam, eliminate hidden work that is not amenable to visual inspection, and thereby improve the quality of the cement stone and the reliability of supporting the upper pillar through it to the lower wedge.

Согласно полезной модели эта цель достигается за счет того, что в бетонной плотине, включающей верховой столб, выполненный из вибрированного бетона, низовой клин, выполненный из укатанного бетона, разделенные между собой вертикальным строительным межстолбчатым швом, и низовую грань, выполненную из морозостойкого вибрированного бетона, вертикальный строительный межстолбчатый шов в верхней части имеет объемную замыкающую полость, заполненную цементным растворомAccording to the utility model, this goal is achieved due to the fact that in a concrete dam, including a riding pillar made of vibrated concrete, a lower wedge made of rolled concrete, separated by a vertical construction inter-column seam, and a bottom face made of frost-resistant vibrated concrete, the vertical constructional inter-column joint in the upper part has a volumetric closing cavity filled with cement mortar

Замыкающая полость заполняется цементным раствором (цементным камнем) в момент максимального раскрытия шва. Замыкающая полость, The closing cavity is filled with cement mortar (cement stone) at the time of maximum opening of the seam. Trailing cavity

заполненная цементным камнем, обеспечивает гарантированное опирание верхового столба, подверженного воздействию гидростатической нагрузки, на низовой клин, независимо от нарушения технологии омоноличивания межстолбчатого шва. Вместо цементного раствора замыкающая полость может легко быть заполнена вибрированным бетоном или даже, для надежности, расширяющимся бетоном.filled with cement stone, ensures guaranteed support of the upper column, exposed to hydrostatic load, on the lower wedge, regardless of the violation of the technology of monolithic inter-columnar seam. Instead of cement mortar, the closing cavity can easily be filled with vibrated concrete or even, for reliability, expanding concrete.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что полезная модель удовлетворяет критерию «новизна».The applicant is not aware of any technical solutions having the same set of features as the claimed one. This allows us to conclude that the utility model meets the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежом, где изображен поперечный разрез бетонной плотины.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a cross section of a concrete dam.

Плотина содержит верховой столб 1, выполненный из вибрированного бетона, низовой клин 2, выполненный из укатанного бетона, разделенные между собой вертикальным строительным межстолбчатым швом 3, и низовую грань 4, выполненную из морозостойкого вибрированного бетона 4.The dam contains an upright pillar 1 made of vibrated concrete, a lower wedge 2 made of rolled concrete, interconnected by a vertical building inter-column seam 3, and a lower face 4 made of frost-resistant vibrated concrete 4.

В верхней части шва устраивается объемная замыкающая полость 5, заполненная цементным раствором.In the upper part of the seam, a volumetric closing cavity 5 is filled with cement mortar.

Верховой столб 1, низовой клин 2, разделенные между собой вертикальным строительным межстолбчатым швом 3, и низовая грань 4 Horse pillar 1, lower wedge 2, separated by a vertical constructional inter-column seam 3, and lower face 4

возводятся до проектной или временной отметки (в случае досрочного пуска агрегатов).erected to the design or time stamp (in case of early commissioning of units).

В верхней части шва устраивается объемная замыкающая полость 5. Максимальное раскрытие межстолбчатого строительного шва 3 происходит в связи с промораживанием верховой грани 6 верхового столба 1, в результате чего происходит поворот верхового столба в сторону верхнего бьефа. В момент максимального раскрытия шва 3 объемная замыкающая полость 5 заполнена цементным раствором. После отогрева верховой столб 1 стремится повернуться в сторону низового клина 2. Цементный камень, образовавшийся из цементного раствора, в замыкающей полости 5 препятствует этому повороту. Это обстоятельство обусловливает возникновение на верховой грани 6 верхового столба 1 сжимающих напряжений; тем самым улучшается общее напряженное состояние плотины.In the upper part of the seam, a volumetric closing cavity 5 is arranged. The maximum opening of the intercolumn construction seam 3 occurs in connection with the freezing of the upper face 6 of the upper pillar 1, as a result of which the upper column rotates towards the upper pool. At the time of maximum opening of the seam 3, the volumetric closing cavity 5 is filled with cement mortar. After heating, the top pillar 1 tends to turn towards the lower wedge 2. Cement stone formed from the cement mortar in the closing cavity 5 prevents this rotation. This circumstance causes the occurrence of compressive stresses on the upper face 6 of the upper column 1; thereby improving the overall stress state of the dam.

Таким образом, упрощается и увеличивается надежность омоноличивания межстолбчатого строительного шва. Для осуществления полезной модели могут быть использованы обычные строительные материалы и технология.Thus, the reliability of monolithic inter-column construction joint is simplified and increased. Conventional building materials and technology may be used to implement the utility model.

Указанное обстоятельство, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».This circumstance, according to the applicant, indicates the compliance of the claimed utility model with the criterion of "industrial applicability".

Claims

Concrete dam, including a top pillar made of vibrated concrete, a lower wedge made of rolled concrete, separated by a vertical building inter-column seam, and a bottom face made of frost-resistant vibrated concrete, characterized in that the vertical building inter-column seam in the upper part volumetric closing cavity filled with cement mortar.