SU669002A1 - Арочна плотина - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к гидротехническим сооружени м из эластичных оболочек, а именно к арочным плотина которые могут быть использованы в ка честве временных сооружений. Известны хмотины из эластичных оболочек с системой несущих и вантовых тросов, отт жек и береговых анке ров 1 , Однако такие плотины обладают невысокой надежностью, так как соедине ние несущего троса и напорной эласти ной оболочки не обеспечивает достаточной работоспособности. Более близким техническим решением к изобретению  вл етс  конструкци арочной плотины, выполненной в виде эластичной оболочки, закрепленной посредством системы несущих и вантовых тросов с отт жками и береговых анкеров 2, Однако эта плотина также имеет малую надежность ввиду неустойчивости потока на плоской водосливной грани. Кроме того, сложность изготовлени  и монтажа плотины затрудн ют ее практическое использование, t % Цель изобретени  - повышение надежности плотины. Поставленна  цель достигаетс  вы-. пс нением, вантового троса составным из центральной и боковых частей, к которым гребень o6ojio4KH прикреплен посредством отт жек, расположенных радиапьно, причем центральна  часть закреплена посредством несущих тросов на дне водотока, а боковые прикреплены к береговым анкерам совместно с гребнем оболочки. На фиг. 1 изображена предлагаема  плотина, вид в плане; на фиг. 2 - то же, вид со стороны нижнего бьефа; на фиг. 3 - один элемент водонапорной эластичной оболочки, вид в аксонометрии , Арочна  плотина выполнена в виде водонапорной эластичной оболочки, состо щей из р да модульных элементов, каждый из которых выполнен из водонепроницаемой эластичной мембраны 1, за пасованного по периметру мембраны тросика 2, петель 3 по углам мембраны и монтажных швов 4, Модульные элементы нижней кромкой креп тс  к бетонному анкеру (зубу) 5, а верхней - через отт жки б, собирающие ванты (трос-подбор ) 7 и несущие троса 8 к совмещенНБОи береговым анкерам 9 и нижележаим анкерам 10 на дне водотока. Со

стороны нижнего бьефа выпущена гибка  рисберма 11, а со стороны верхнего гибкий водонепроницаемый понур 12 Основным эле.ментом водонапорной оболочки  вл ютс  модульные элементы, которые в развернутом состо нии представл ют собой трапецию из водонепроницаемого эластичного материала, ПО всему периметру многоугольника запасовываетс  тросик 2,соединенн1-лй с петл ми 3 по углагл многоугольника,Вклейка тросика 2 необходима дл  усилени  краев раст жимой мембраны 1 и монтажа на ней петель 3, с помощью которых происходит соединение модулей, водонапорной оболочки плотины с бетонным зубом 5 и вантовой системой креплени  гребн . Бетонный анкер 5 может быть выполнен, например, в виде подковообразного в плане железобетонного зуба с закладными част ми, выход щими из гребн  зуба в виде вертикальных стержней через интервал,- равный меньшей стороне мембраны 1, на которые креп тс  нижние петли 3 соседних модульных элементов. Рекомендуетс  выводить зуб 5 с целью предупреждени  контактной фильтргщии и на боковой откос до берегового анкера 9, к которому креп тс  крайн   петл  3 модульного элемента итрос-подбор 7 вантовой системы. В зависимости от величины откоса укрепленного берега и угла можно в цел х экономии материала СО ответственно раскроить и торцовые элементы. На фиг. 1 приведен пример выполнени  конструкции в виде вертикальных торцовых стенок. Верхние петли 3 двух соседних модульных элементов водоподпорной оболочки креп тс  совместно через тросо:рую отт жку 6 к тросу-тюдбору 7, нагрузка с которого передаетс  с помощью несу1цих тросов 8 к анкерам 10, Анкера 10 вынесены в сторону BSpxHeio бьефа и могут размещатьс  как на откосах, так и дне водотока , на нижележащих отметках относительно береговых анкеров 9, к которым креп тс  троса-подборы 7 крайних секций непосредственно, без помощз-i несущего .троса 8.

В собранном состо нии как вантова  система, так и водоподпорна  оболочка в целом, характеризуютс  дво кой крИ визной, за счет чего гребень плотины принимает стабилизированное пространственное положение. При по влении со стороны верхнего бьефа гидростатической нагрузки водоподпорна  оболочка принимает очертани , показанные на фиг. 1 и на фиг. 2f а модульный элемент трансформируетс  из плоского в сложную пространственную систему, прИ чем его осевой профиль будет по кривой эластики (расчет по уравнению гибкой нити под действием П5Дростатической нагрузки), а поперечное сечение будет частью окружности переменноret радиуса, наход щегос  в обратной

зависимости от величины гидростатической нагрузки, кривизны арок гребн  плотины, анкерного зуба 5, Размеры модульного элемента и число их выбираетс  из условий конкретной задачи, но должны обеспечивать равнойагруженность всех модульнЕЛх элементов и соответственные их пространственные положени . Волонепроницаеглость швов между модульнЕз1 1И элемента-ми водоподпорной оболочки обеспечиваетс  за счет взаимоуплотнени  боковых модульных элементов под действием гидростатических сил со стороны верхнего бьефа {в местах с выраженной кривизной, т.е в нижних част х оболочки, где длина периметра сечени  мембраны превь иает половину окружности, построенной на соответствующем параметре как на дисшетре), Предупреждение от неравномерности распределени  нагрузок на соседние модульные элементы, а также дл  вс.донепронипае гасти вышележащих частей водоподпорной оболочки обеспечиваетс  выполнением по длине вертикальной стороны мембраны 1 ка) дого модульного элемента монтажного шва 4, Обеспечение водонепроницаемости оболочки плотины достигаетс  также свойствами материала гибкой мембраны 1, т.е. раст жимостью ткани, котора  может достигать пор дка 20-30% от первоначальных размеров или же недеформир лощихс  частей под той же нагрузкой и запасоваикых по периметру мембраны 1 тросиков 2, которые фактически собирают и передают гидростатическое давление с модульного элемента на зуб 5 и вантовую систему креплени  гребн  плотины. Примерный характер площади взаимоперекрыти  модульных элементов показсчн згилтрихованной зоной и выделен пунктирной линией на фи г« 3.

Дп  уменьшени  фильтрации через ложе водотока предусматриваетс  гибкз й Бодонепроннцае ый понур 12, одним краем заход щий поверх анкерного зуба 5 дл  перекрыти  соединений модульных эле- ентов. При работе в водосбросном режиме пропуск всего проход щего потока осуществл етс  через гребень плотины с гидравликой истечени , аналогичной таковой полигональных водосливов , с той лишь разницей что глубины по водосливному фронту уменьшаютс  при приближений к берегам и выход гребн  на берег внше возможных отметок верхнего бьефа« Сопр жение бьефов происходит компактным потоком сбиваемым к центру, во его гидравлическа  структура характеризуетс , рельефом водосливного тракта водоподпорной оболочки, T.s. черед1оваиием вдоль потока повышенных н понижекных участков, что вызывает рассосредоточение потока на элементарные rpynnia струй различных траекторий, которые помимо разных углов входа в нижний

бьеф имеют и различную степень сжати  Таким образом,обеспечиваетс  и фор1мз- рование более устойчивого входа потока з нижний бьеф.Дл  предотвращени  размыва дна в сторону нижнего бьафа выпускаетс  гибка  рисберма 11 с грунтонаполк емой емкостью на конце. Этим обосновано и частичное сужение русла водотока за счет боковых устоев, так как компоновка сооружени  исключает возможность по влени  со стороны нижнего бьефа водоБоротных областей.

Действующие ги гростатические нагрузки со стороны верхнего бьефа на водоподпорную оболочку значительно превосход т возможные гидpoдинa 5ичec кие со стороны переливающегос  потока Н-- водосбросную грань плотины,и потому не требуетс  дополнительное конструктивное усиление швов прилегакедих соседних модулей.

Изобретение обеспечивает безаварийную работу и качественное сопр жение бьефов. Запас прочности по материалу мембраны s отличие от других гибких плотин гораздо ниже (из условий равнонагруженности каждого модульного элемента и каждой части мембраны), ниже и трудоемкость изготовлени -. Отпадает также необходимость изготовлени  у ембран больших размеров. Распор арки обеспечивает не только водонепроницаемость оболочки, но и надежное ее соедмнение с берегами при большой степени дина1 5ической устойчивости конструкции в целом (в отношении колебаний и биений), а также формирование необходимой гидравлической структуры транзитного потока, Размещеьие анкеров центральных несутдах тросов вантовой системы на дне русла позвол ет увеличивать пере крыв пролет, а принцип равнонагруженности модульных элементов с запасовкой по периметру тросов - применить менее прочный материал мембраны по сравнению с типами.м гких плотин такого же напора и пролета. Дл  консервации гшо

тины на зимний период достаточно стравить совмаденный гребень плотины с вантовой системой из двух точек на береговых усто х и плотина полностью л жет на дно со всей тросовой системой креплени . Модульна  система выпол 1ени  водонепроницаемой оболочки и посекционное выполнение Байтовой системы обеспечивает плотине не только высокую степень индустриальности (полное изготовление в заводских услови х ) и технологичности (изготовление по типовым элемент ) , но и монтажности (элементы по размерам и весу могут собиратьс  вручную силами нескольких человек) при минимальных земл ных и бетонных работах (заливка зуба, боковых устоев и анкеров в верхнем бьефе).

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0

   Арочна  плотина, выполненна  в виде эластичной оболочки, закрепленной посредством системы несущих и вантовых тросов с отт жками и береговых анкеров, отличающа с  тем,

   5 что, с целью повышени  ее надежности, Байтовый трос выполнен составным из центральной к боковых частей, к которому гребень оболочки прикреплен посредством отт жек, расположенн 5х ра0диально , причем центральна  часть закреплена посредством несущих тросов на ДНЕ водотока, а боковые прикреплены к береговым анкерам совместно с .гребнем оболочки.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Затворницкий О.Г, Конструкции; из м гких оболочек в гидротехническом , строительстве. 1975, с. 17.
2. 2.Исследование конструкций к .абочеад проекту строительства плотины на р,Яван-су. Отчет НИС Новочеркасского инженерно-мелиоративного института . Новочеркасск, 1976.

   И.}