Арочная плотина

 

Зсес

O д. И Q А Н и .: фт

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соватскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050477(2() 2469858/29-15 (5!)М Кл 2

Е 02 В 7/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250679. Бюллетень ¹ 23 (53) УДК 627. 82 (088. 8) Дата опубликования описания 25.06.79 (72) Автор изобретения

В.В. Лагутов (71) Заявитель (5 4 ) АРОЧНАЯ ПЛОТИНА

<о

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям из эластичных оболочек, а именно к арочным плоти нам, которые могут быть использованы в качестве временных сооружений.

Известны плотины из эластичных оболочек с системой несущих и вантовых тросов, оттяжек и береговых анкеров (1) .

Однако такие плотины обладают невысокой надежностью, так как соединение несущего троса и напорной эластичной оболочки не обеспечивает достаточной работоспособности.

Более близким техническим решением к изобретению является конструкция арочной плотины, выполненной в виде эластичной оболочки, закрепленной посредством системы несущих и вантовых тросов с оттяжками и береговых анкеров (2).

Однако эта плотина также имеет малую надежность ввиду неустойчивости потока на глоской водосливной грани, Кроме того, сложность изготовления и монтажа плотины затрудняют ее практическое использование.

Цель изобретения - повышение надежности плотины.

ЗО

Поставленная цель достигается вы-. полнением вантового троса составным из центра .ьной и боковых частей, к которым гребень обо. очки прикреплен посредством оттяжек, расположенных радиально, причем центральная часть закреплена посредством несущих тросов на дне водотока, а боковые прикреплены к береговым анкерам совместно с гребнем оболочки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая 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, Арочная плотина выполнена в виде водонапорной эластичной оболочки, состоящей из ряда модульных элементов, каждый из которых выполнен из водонепроницаемой эластичной мембраны 1, запасованного по периметру мембраны тросика 2, петель 3 по углам мембраны и монтажных швов 4 ° Модульные элементы нижней кромкой крепятся к бетонному анкеру (зубу) 5, а верхней - через оттяжки 6, собирающие ванты (трос-подбор) 7 и несущие троса 8 к совмещенным береговым анкерам 9 и нижележащим анкерам 10 на дне водотока. Со бб9002 стороны нижнего бьефа выпущена гибкая рисберма 11, а со стороны верхнего— гибкий водонепроницаемый понур 12.

Основным элементом водонапорной

ОбОлОчки ЯвлЯютсЯ мОдульныB элементы которые в развернутом состоянии представляют собой трапецию из водонепроницаемого эластичного материала. По всему периметру многоугольника запасовывается тросик 2,соединенный с петлями 3 по углам многоугольника, Вклейка тросика 2 необходима для усиления краев растяжимой мембраны 1 и монтажа на ней петель 3, с помощью которых происходит соединение модулей водонапорной оболочки плотины с бетонным зубом 5 и вантовой системой крепления гребня, Бетонный анкер 5 может быть выполнен, например, в виде подковообразного в плане железобетонного зуба с закладными частями, выходящими из гребня зуба в виде вертикальных стержней через интервал,. равный меньшей стороне мембраны 1, На которые крепятся нижние петли ". соседних модульных элементов. Рекомендуется выводить зуб 5 с целью предупреждения

25 контактной фильтрации и на боковой откос до берегового анкера 9, к которому крепятся крайняя петля 3 модуль«1Ого элемента и трос-подбор 7 вантовой системы. В зависимости от величины откоса укрепленного берега и угла можно в целях экономии материала соответственно раскроить и торцовые элементы, На фиг. 1 приведен пример выполнения конструкции в виде вертикальных торцовых стенок. Верхние петли 3 двух соседних модульных элементов водоподпорной оболочки крепятся совместно через тросовую оттяжку 6 к тросу- >одбору 7, нагрузка с которого передается с помощью несущих тросов

8 к анкерам 10, Ликера 10 вынесены в сторону верхнего бьефа и могут размежаться как на откосах, так и дне водотока, на нижележащих отметках относительно береговых анкеров 9, к которым крепятся троса-подборы 7 крайних секций непосредственно, без помощи несущего троса 8.

>> 0 ,8

В собранном состоянии как вантовая ние будет частью окружности переменногб радиуса, находящегося в Обратной 65 система, так и водоподпорная оболочка 50 в целом, характеризуются двоякой кривизной, за счет чего гребень плотины принимает стабилизированное пространственное положение. При появлении со стороны верхнего бьефа гидростатической нагрузки водоподпорная оболочка принимает очертания„ показанные на фиг. 1 и на фиг. 2, а модульный элемент трансформируется из плоского в сложную пространственную систему, причем его осевой профиль будет по кривой эластики (расчет по уравнению гибкой нити под действием гидроста™" ческой нагрузки), а поперечное сечезависимости от величины гидростатической ". àãðóçêè, кривизны арок гребня плотины, анкерного зуба 5. 1Размеры модульнсго элемента и число их выбирается из условии конкретной задачи но должны обеспечивать равнонагруженность всех модульных элементов и соответственные их пространственные положения. Водонепроницаемость швов между модульными элементами водоподпорной оболочки обеспечивается за счет взаимоуплотнения боковых модульных элементов под действием гидростатических сил со стороны верхнего бьефа (в местах с выраженной кривизной, HH1KHNx частях оболочки, гд = длина периметра сечения мембраны превьппает половину окружности, построенной на соответству>сщем параметрс как на диаметре) . Предупреждение от неравномерности распределения нагрузок н а соседние модульные элементь1 „а также для всдонепроницаемости вышележащих частей водоподпорной оболочки обеспечивается выполнением по длине вертикальной стороны мембраны 1 каждого модульного элемента монтажного шва 4, Обеспечение воцонепроницаемости оболочки плотины достигается также свойствами материала гибкой мембра«>ы 1» T B а растяжимОстью ткани p Koro» рая может достигать порядка 20-ЗОЪ от первоначальных размеров или же недеформирующихся частей под ой me нагрузкой и запасованных IIQ периметру мембраны 1 тросиков 2, которь1е фактически "îáèðàþò и передают гчдростатическое давление с модульного элемента на зуб 5 и вантовую систему крепления гребня плотины. Примерный характер площади Взаимоперекрытия модульных элементов показан заштрихованной зоной и выделен пунктирной линией на фиг„3 °

Ддя уменьшения фильтрации через ложе водотока предусматривается гибкий водонепроницаемый HQH>Ip 12 Одним краем заходящий поверх анкерного зуGa 5 для перекрытия соединений модульных элементов, При работе в вадосбросBCM РЕЖИМЕ ПРОПУСК ВСЕГО ПРОХОЦЯ!т>ЕГО потока осуществляется через гребень пло > ины с гидравликой исrечения ана логичной такОВОй ПОлигОнальных ВОДО сливов с той лишь разницей что г>1убины по всдосливному фронту уменьшаются при приближении к берегам и ВЬ1ход гребня на берег выше возмож«1ых отметок верхнего бьефа. Сопряжение бьефов происходит компактным потоком сбиваемым к центру, но eI"o гидравлическая структура характеризуется . рельефом ВОДОсливногО тракта ВОДОЛОдпоркой Оболочки, т.е. чередованием

Вдоль пОтОка повышенных и пониженных участков, что Вызывает рассосредоточение потока на элементарные группы струй различных траекторий, которые помимо разных углов входа в нижний

669002

Формула изобретения

Ф бьеф имеют и различную степень сжатия

Таким образом,обеспечиваетая и формирование более устойчивого входа потока в нижний бьеф.Для предотвращения оазмыва дна в аторону нижнего бьефа выпускается гибкая рясберма 11 с грунтонаполняемой емкостью на конце, Этим обосновано и частичное сужение русла

ВОДОтока за счет боковых устоев, так как компоновка сооружения исключает воэможность появления со стороны нижнего бьефа водоворотных областей. )0

Действующие ги ростатячеакяе нагрузки со стороны верхнего бьефа на водоподпорную оболочку значительно превосходят возможные гидродянамическис CO СТОРОНЫ ПЕРЕЛИВаЮЩЕГОСЯ Потака н-. водосбросную грань плотины,и потому не требуется дополнительное конструктивное усиление швов прилегающих соседних модулей, Изобэретение обеспечявает безаварийi Q ную работу и качественное сопряжение бьефов. Запас прочности по материалу мембраны в отличие от других гибких плотин гораздо ниже {из условяй равнонагруженности каждого модульного элемента я каждой части мембраны), ниже и трудоемкОсть изготОвлениB„ Отпада

pт также HpобходимОсть язГОТОвлений мембран " ольш,-их размеров, Распор арки обеспечивает не только водонепрони >й.. цаемость оболочки, но и надежное ее .> соединение с берегами при большой степени динамической устойчивости конструкции в целом (в отношении колебаний я биений), а также формирование необходимой гидравлической стру ктуры 35 транзитного потока. Размещение анкероВ центральных несущих трОсОв Вантовой сН cTpIг ы на дне русла поз Вол яет увеличивать перекрываемый пролет, а принцип равнонагруженности модульных @ элементов с запасовкой по периметру тросов — применить менее прочный материал мембраны по сравнению с иньгля типами мягких плотин такого же напора и пролета. Для консервации пло-,„ тины на зимний периоц достаточно стравить совмещенный гребень плотины с вантовой системой иэ двух точек на береговых устоях и плотина полностью ляжет на дно со всей тросовой системой «репленяя. Модульная система выполнения водонепроницаемой оболочки и посекционное выполненис вантовой сис-.емы обеспечивает плотине не только высокую степень индустриальнОсти (ПОлное изготовление в заводских условиях) и технологичности (изготовление по типовым элемен -ам), но и монтажности(злементы по размерам и весу могут собираться вруччую силами нескольких человек) пря минимальных земляных и бетонных работах (заливка зуба, боковых устоев я анкеров в верхнем бьефе).

Арочная плотина, выполненная в вирс эластичной ОбОЛОчки закрепленной посредством системы несущих и вантовых тросов с оттяжками и береговых анкеров, отличающаяся тем, что, с целью повьхаения ее надежности, вантовый трос выполнен составным из центральной и боковых частей, к которому гребень оболочки прикреплен посредством оттяжек, расположеннйх ра" диально, причем центральная часть закреплена посредством несущих тросов на дне водотока, а боковые прикреплены к береговым анкерам совместно с ребнем оболочки.

}1сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Затворницкий О,Г, Конструкции: яз мягких оболочек в гидротехническом строительстве. 1975, с. 17.

2. Исследование конструкций к тех норабочему проекту строительства плотины на р.йван-су, Отчет НИС Новочеркасского инженерно-мелиоративного института. Новочеркасск, 1976.

7Состанитель Л е ВаксРонбУРГ

Рввакто т 3 окова текрек л. акмрова корректор иИ дввчкк

3акаэ 3 598/2 1 Тираж 776 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

Филиал Ппп 1% Патент 7 9, г, Ужгород, Ул, Проектиан, 4