Бетонная гравитационная плотина

 

БЕТОННАЯ ГРАВИТАЦИОННАЯ ПЛОТИНА, состоящая г.о длине из отдельных секций равного объема, сопряженньгх между собой посредством шпонок , отличающаяся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости ,, секции плотины выполнены чередующимися через одну с различной величиной жесткости в поперечном сечении , при этом шпонки снабжены упругими прокладками. Ej Lt t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИДЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИК

З151> Е 02 В 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕККЬ1И КОМИТЕТ СССР

nO Pr J1AM ИЗО РЕТЕКИй V ОТКР1.1Т 1й (21) 3352696/29-15 (22) 06.11,81 (46) 23,11.83. Sion. У 43 (72) Н.В.Касаткин и 10.П.Бондаревский (71) Ленинградское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я.Жука (53) 627.82 (088.8 ) (56) 1. Гришин М.М. Бетонные плотины

M.; 1975, с. 99.

2. Патент ФРГ Ф 864379,,кл. 84 а, 7/04, 1951 (прототип).

„„SU„„1055810 А (54) (57) БЕТОННАЯ ГРАВИТАЦИОННАЯ

ПЛОТИНА, состоящая го длине из отдельных секций равного объема, сопряженных между собой посредством шпонок, отличающая с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, секции плотины выполнены чередующимися через одну с различной вели— чиной жесткости в поперечном сечении, при этом шпонки снабжены упруги- ми прокладками.

1055810

Изобретение относится к гидротех— ническим сооружениям, в частности.к бетонным плотинам.

Известны бетонные гравитационные плотины, состоящие из отдельных блоков (1 ).

Такие плотины, если их построить в сейсмически активном районе, при землетрясении испытывают дополнительные сейсмические нагрузки: инерционные — на бетон плотины, а также гидродинамическое давление воды водохранилища. Обе нагрузки возникают вследствие колебаний плотины, их величина резко возрастает в том случае, когда частота собственных колебаний плотины близка к преобладающей частоте колебаний основания, т.е. когда имеют место резонансные колебания .

Сейсмические нагрузки при резонансе способны нарушить прочность и устой- чивость плотины. Отстроиться от резонанса путем придания плотине определенной частоты собственных колебаний, далекой от преобладающей частоты колебаний основания, невозможно, так как в любом сейсмическом районе возможны землетрясения различного частот ного состава. г

Поэтому для обеспечения прочности и устойчивости плотины при землетрясении увеличивают ее объем, что ведет к увеличению ее стоимости.

Наиболее близким к изобретению является бетонная гравитационная плотина, состоящая по длине из отдельных секций равного объема, сопряженных между собой посредством шпонок. Такие плотины более надежны, поскольку в них ограничено трещинообразование от температурных воздействий 12 J

Недостатком известной конструкции плотины является невысокая сейсмостойкость, что влечет за собой необходимость увеличения ее объема для обеспечения прочности и устойчивости плотины при землетрясении.

Целью изобретения является повышение сейсмостойкости.

Цель достигается тем, что в бетонной гравитационной плотине . состоя щей по длине из отдельных секций равного объема, сопряженных между собой посредством шпонок, секции плотины выполнены чередующимися, через одну с различной величиной жесткости в поперечном сечении, при том шнонки снабжены упругими прокладками.

На фиг. 1 изображена плотина, вид со стороны нижнего бьефа; на фиг.2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4

5 межсекционный шов, гс1ризонтальное сечение; на фиг. 5 — узел I на фиг.4; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг.

Плотина состоит из чередующихся секций 1 повьппенной жесткости и секций 2 пониженной жесткости. Объемы бетона секций 1 и 2 равны межцу собой так, как ширина секций по фронту и по основанию определяется соотношением !

О

7q г 2 1 где 81 и г - ширина соответственно секций 1 и 2 по фронту.

20 b и b — ширина секций 1 и 2 по основанию.

Различная жесткость с кций обеспечивается различным заложением их низовой грани — при общей вертикаль25" ной напорной грани. Суммарный объем двух соседних секций равен объему двух секций обычной гравитационной плотины, запроектированной без учета сейсмических воздействий. В меж30 секционных швах 3 устроены шпонки

4 с прокладками из упругого материала 5, например полимерного, толщиной несколько сантиметров. Различная величина жесткости секций 1 и 2 может быть обеспечена и другими конструктивными средствами.

При сейсмических воздействиях плотина работает следующим образом.

Вследствие различной жесткости

40 секций частоты их собственных колебаний также различны. Частоты собственных колебаний секций в случае треугольного поперечного сечения относятся между собой:

45 Ч, 2

Так как частоты собственных колебаний Ч„ и Ч2 секций и 2 различны, колебания секций несинфазны

50 и в шпонках 4, установленных в межсекционных швах 3, возникают силы взаимодействия между секциями. В начале колебательного процесса, когда амплитуда колебаний секций невелика и колебания не опасны для плотины, прокладки 5 обеспечивают невысокий уровень усилий между секциячи и преимущественно независимые друг от дру Риг.Е

Фиг.р

Фиг.5

3 105581

ra колебания секций 1 и 2. В том случае, если частота собственных колебаний Ч одной из секций близка к резонансной, амплитуда колебаний этой секции стремится возрасти, при этом величина усилий взаимодействия в шпонке ч возрастает пропорционально амплитуде колебаний и происходит взаимное гашение колебаний соседних секций 1 и 2. Так как для достиже- 10 ния резонан" необходимо, чтобы секция совершала колебания в течение

1 1 нескольких периодов Т= — J, предлагарl емая конструкция вообще исключает возможность возникновения резонанса, так как объемы (и массы) секций 1 и 2 равны между собой,,можно добиться полного взаимного гашения колебаний секций.

Ввиду того, что кллебания секций плотины не могут достичь величин, ВНИИПИ Заказ 9255/24

Тираж 673 Подписное

Филиал ППП "Патент",, г. Ужгород,ул. Проектная,4

0 4 необходимых для развития резонанса, инерционные нагрузки на бетон секций снижаются до безопасного уровня, Кроме того, вследствие несинфазности колебаний секций 1 и 2, гидродинамическое давление воды на напорную грань плотины также резко уменьшается по сравнению со случаем колебаний обычной гравитационной плотины.

Конструкция предлагаемой плотины имеет перед известными то преимущество, что она может строиться в районах с высоким уровнем сейсмической активности, имеет повышенную надежность при сейсмических воздействиях без увеличения объема бетона на антисейсмические мероприятия.

Экономический эффект от использования изобретения составляет около

9 млн. руб.