Способ армирования грунтовой плотины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение надежности плотины путем снижения напряжений в армирующем устройстве . При осуществлении способа армирования грунтовой плотины под гребнем 1 плотины укладывают армирующее устройство, включающее стержень 2, деформационные вставки 3 и грунтозацепы 4. Перед укладкой устройства вставки 3 подвергают предварительному сжатию. Для повышения деформируемости устройства стержень 2 укладывают в плане по волнообразной линии. По длине стержня распределяют дисковые грунтозацепы 4. В качестве грунтозацепов могут быть использованы направляющие маячнце сваи. В процессе удлинения стержня 2 за счет его выпрямления соседние сзаи смещаются во встречных направлениях, что приводит к дополнительному сжатию грунта между сваями. Для предотвращения проскальзывания стержня он закреплен на сваях. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

„„ЯО„„165О854 (51)5 Е 02 В 3/16, 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4439022/15 (22) 08.06.88 (46) 23.05.91. Бюл. № 19 (71),Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (72) Г. Я. Булатов, А. Г. Булатов, Н. В. Касаткин (SU) и Мартин Кюрт (DD) (53) 627.8 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1447742, кл. Е 02 В 3/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 681147, кл. Е 02 В 7/06, 1977. (54) СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ГРУНТОВОА ПЛОТИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения— повышение надежности плотины путем снижения напряжений в армирующем устрой2 стве. При осуществлении способа армирования грунтовой плотины под гребнем 1 плотины укладывают армирующее устройство, включающее стержень 2, деформационные вставки 3 и грунтозацепы 4. Перед укладкой устройства вставки 3 подвергают предварительному сжатию. Для повышения деформируемости устройства стержень 2 укладывают в плане по волнообразной линии.

По длине стержня распределяют дисковЫе грунтозацепы 4. В качестве грунтозацепов могут быть использованы направляющие маячные сваи. В процессе удлинения стержня 2 за счет его выпрямления соседние сваи смещаются во встречных направлениях, что приводит к дополнительному сжатию грунта между сваями. Для пр-дотвращения проскальзывания стержня он закреплен на сваях. 2 с. н 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

3 1650854 4

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при возведении плотин из грунтовых материалов, преимущественно на сложных основаниях и в особенности на подрабатываемых подземными выемками территориях.

Цель изобретения — повышение надежности работы плотины путем снижения напряжений в армирующем устройстве.

На фиг. 1 изображена плотина с применением армирующего устройства с деформационными вставками и грунтозацепами, продольный разрез; на фиг. 2 — армирующее устройство в виде волны («змейки») с грунтозацепами в форме дисков, вид сверху; на фиг.3 — то же, с грунтозацепамн и виде маячных свай; на фиг. 4 — то же, в виде сетки волнообразных стержней; на фиг. 5— то же, после деформации удлинения в процессе эксплуатации (в направлении стрелок); на фиг. 6 — вставки в виде кольца; на фиг. 7 — армирующее устройство в виде плит, соединенных с деформационным зазором; на фиг. 8 — вставки из шарнирно соединенных стержней в форме параллелограмма; на фиг. 9 — то же, в форме ромба с регулятором в виде гидроцилиндра; на фиг. 10 — вставка в виде гидроцилиндра с подрессоренным поршнем; на фиг. 11 . грунтозацеп в виде велосипедного колеса; на фиг. 12 — то же, в виде зонтика; на фиг. 13 — то же, в виде веера.

Для защиты плотины от недопустимого раскрытия трещин под ее гребнем 1 укладывают армирующее устройство, включающее стержень 2, деформационные вставки 3 и грунтозацепы 4. Перед укладкой устройства, вставки подвергают предварительному сжатиюю.

Для повышения деформируемости устройства стержень 2 укладывают в плане в виде «змейки» (по волнообразной линии) .

По длине стержня распределяют дисковые грунтозацепы 4.

В роли грунтозацепов могут быть использованы и направляющие маячные сваи 5.

Причем в процессе удлинения стержня за счет его вьнрямления соседние сваи смещаются во встречных направлениях, что приводит к дополнительному сжатию грунта между сваями. Для предотвращения проскальзывания стержня, он закреплен на сваях.

Армнрующее устройство в виде сетки образуется путем укладки зигзагообразных стержней 2 в нескольких ярусах по высоте плотины. Маячные сваи 5, забиваемые в изгибах стержней, обеспечивают совместную работу всех стержней и выполняют одновременно функцию ограничителя деформации при удлинении сетки и функцию грунтозацепов. Причем сваи не надо жестко прикреплять к стержням, они в результате удлинения сетки сами защемляются между

1G

45 стержнями. В качестве стержней могут врыть использованы канаты и струны из материалов высокой прочности. Армирующие сетки удобно изготовлять в заводских условияхх.

Грунтозацепами могут служить стальные пластины с вертикальной прорезью (вилочные сваи), которые устанавливают в местах пересечения стержней 2, причем стержни 2 сетки проходят через прорези пластин и защемляются в них или на трении, при заклинивании, или с помощью устройства типа «защепки», в том числе с применением запорных винтов.

Кольцевые деформационные вставки выполняют из замкнутого упругого контура 6 ограничителя (упора) 7 и фиксатора 8, например, из растворимого материала. При удлинении плотины контур деформируется и приходит в соприкосновение с упором, после чего деформация армирующего устройства практически прекращается.

Величина свободного хода деформации определяется размерами фиксатора-вкладыша 8, который удаляется растворением его после укладки устройства или разрушением под действием эксплуатационных нагрузок.

Армирующее устройство может быть выполнено в виде отдельных плит 9, соединенных с помощью петли 10, скобы 11 и оси

12. Сжатием (сближением) плит перед их укладкой в плотину создается в соединении зазор (люфт) Л, обеспечивающий при эксплуатации свободный ход деформации удлинения. Деформационная вставка может быть выполнена из шарнирно соединенных стержней 13, связанных ограничителем 14 в виде пружины. Фиксацию вставки в сжатом состоянии выполняют забивкой грунтозацепа— сваи 15, для которой в стержне 2 предусмотрено отверстие.

Деформационная вставка в форме ромба состоит из шарнирно соединенных стержней 13, но функцию ограничителя выполняет гидроцилиндр 16, позволяющий обеспечить дистанционное управление степенью растяжимости (податливости) армирующего устройства.

При необходимости обеспечения большой величины сосредоточенного свободного хода деформаций, например, на шве плотины в качестве деформационной вставки может служить гидроцилиндр 16 с поршнем 17 и пружиной 18, фиксирующей свободный ход деформации Л.. При появлении опасности недопустимого раскрытия трещин в плотине в период ее эксплуатации производят дистанционное управление степенью растяжимости (податливости) арми рующего устройства путем, например, нагнетания жидкости в штоковую полость гидроцилиндра через трубку 19. При закрытии трубки 19 жидкость медленно перетекает через калиброванные отверстия в поршне и B дне ци1650854

Формула изобретения линдра. Стержень 2 соединен шарнирами с одной стороны с гидроцилиндром, а с другой стороны — со штоком поршня 17. Поршневая полость снабжена трубкой для залива жидкости и оценки ее расхода, характеризующего ход поршня.

С целью экономии материалов, предложены варианты эффективных грунтозацепов: грунтозацеп в виде велосипедного колеса с втулкой 21, спицами 22 и жестким ободом 23, надеваемого на стержень через радиальную прорезь 24, закрываемую накладкой 25, спицы перекрываются сеткой

26; грунтозацеп в форме зонтика, лучи 27 которого складываются в транспортном положении к оси стержня, расположенного перпендикулярно плоскости чертежа; грунтозацеп в форме веера, лучи-перья. 27 которого снабжены перепонкой-сеткой 26 и в транспортном положении складываются в стопку в плоскости, перпендикулярной оси стержня, скользя и. поворачиваясь в пазах втулки. Направление раскрытия веера показано на фигуре. стрелкой.

Грунтозацепы могут быть выполнены также в виде дисков с радиальной прорезью и без нее, в виде вилочных (раздвоенные) свай, в щели между ветвями которой захватывается на трении или с помощью запорных винтов стержень армирующего устройства.

Грунтозацепы в виде дисков могут быть закреплены на стержне в зоне его, разветвления на несколько нитей, огибающих диск и захватывающих его путем вплетения.

Стержень может быть выполнен в виде якорной цепи, звенья которой на заданном шаге уложены с зазором Л, обеспечивающим ее начальный свободный ход деформации, причем через отверстия в звеньях могут быть пропущены забивные грунтозацепы в форме лопаток. Они могут быть выполнены также в форме грузил или распущенных (расплетенных) и у .с>женных веером концов проволочных канатов, закрепленных на цепи замками, или вплетены в узел канатного стержня. В последнем случае грунтозацепы-сваи могут быть забиты между ветвями каната или в его узлах.

Величина свободного хода деформации

Л, шаг деформационных вставок и грунтозацепов определяют расчетом из условия безопасной величины раскрытия трещин.

1. Способ армирования грунтовой плотины, включающий укладку армирующего устройства и его предварительное напряжение, отличающийся тем, что, с целью

Ь

55 повышения надежности плотины путем снижения напряжений в армирующем устройстве, последнему с помощью деформационных вставок обеспечивают заданный свободный ход деформаций из условия допустимого раскрытия трещин, для чего его подвергают деформации сжатия, фиксируют в сжатом положении на месте укладки, засыпают грунтом и производят дистанционное управление натяжением армирующего устройства в период эксплуатации плотины с помощью гидроцилиндров.

2. Устройство для армирования грунтовой плотины, содержащее размещенный вдоль плотины стержень, на котором установлены грунтозацепы, отличающееся тем, что стержень выполнен с деформационными вставками, каждая из которых расположена между смежными грунтозацепами ряда и соединена с ними отрезками стержня.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что отрезки стержня деформационной вставки выполнены в виде ленты, уложенной в плане по волнообразной линии с опиранием ее на маячные сваи-грунтозацепы.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что отрезки стержня деформационной вставки размещены в плане в виде сетки.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что отрезки стержня вставки выполнены из цепи, звенья которой уложены с возможностью взаимного перемещения и под углом дру г к другу, а грунтозацепы закреплены в отверстиях звеньев.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что деформационные вставки выполнены в виде шарнирно-стержневого замкнутого многозвенника, снабженного фиксатором формы

va период установки, выполненным в виде растворимого вкладыша, и ограничителем деформаций на период эксплуатации, выполненным в виде пружины.

7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что деформационные вставки выполнены в виде гидроцилиндра с подрессоренным поршнем.

8. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что каждый грунтозацеп выполнен в виде вилочной сваи с запорным винтом для закрепления отрезков стержня.

9. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый грунтозацеп выполнен в виде спицевого колеса с радиальной прорезью.

10. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что каждый грунтозацеп выполнен в виде зонтика.

11. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что каждый грунтозацеп выполнен в виде веера.

12. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что отрезки стержня выполнены в виде канатов, разветвленных на нити, между которыми закреплены грунтозацепы, выполненные в виде дисков.

1659854

1650854

И

Pgz11

Составитель В. Байдаков

Редактор Н. Бобкова Техред А. Кравчук Корректор Н. Ревская

Заказ !59! Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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