Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Массивно-контрфорсные плотины

Высота таких плотин достигает почти 200 м (плотины Итайпу высотой 196 м), расстояния между осями одиночных контрфорсов обычно до 14... 18 м (рис. 7.45; 7.48, д), редко больше (Кировская плотина, /=22 м при h= 84 м), размеры секций 21 при сдвоенных контрфорсах (рис. 7.48, з—к, 7,44) 22, 26 м, редко 34 м (рис. 7.46).





Плотины этого типа строят в различных климатических условиях, в том числе достаточно суровых (Зейская плотина в СССР, h= 111 м), нередко при значительном сейсме (8... 9 баллов), и в сложных геологических условиях (Андижанская, японские шютины Хатонаги № 1 высотой 125 м и Цао — рис. 7.45, в, югославская Байна Башта высотой 90 м и др.).

Разрезная конструкция массивно- контрфорсной плотины в определенной мере способствует удовлетворительной работе ее при неоднородных основаниях и колебаниях температуры. Обычно массивно-контрфорсные плотины возводят на скальных основаниях, не требующих устройства фундаментной плиты (рис. 7.45, а, б), но в ряде случаев строят и на относительно слабых и неоднородных основаниях, требующих устройства частичной (рис. 7.44; 7.45, в) или сплошной фундаментной плиты

Устройство фундаментной плиты у плотины Бен-Метир (Тунис) высотой 71 м, построенной на слабом основании из песчаников и глинистых пород с преобладанием последних, позволило получить небольшие напряжения на грунт (780... 830 кПа), причем весьма равномерное их распределение было достигнуто уположением низовой грани каждого контрфорса в нижней части.

В некоторых массивно-контрфорсных плотинах были применены «активные швы» и предварительно-напряженная арматура. С активными швами выполнена плотина Менжиль (Иран).

В Шотландии построены массивно-контрфорсиые плотины с одиночными контрфорсами с почти вертикальной плоской верховой гранью (уклоны 1 : 0,25...1 : 0,167) —плотина Лох Слой высотой 55,4 м (рис. 7.48, ж) и др. При таких очертаниях верховой грани упрощается производство работ. Для возможности применения довольно больших пролетов ((15...10 м) при плоской напорной грани и тонких оголовках в плотинах шотландского типа были устроены временные усадочные швы А (рис. 7.48, яс), заполняемые бетоном не ранее чем через 3 мес после бетонирования соседних контрфорсов и при возможно низкой (но положительной) температуре.

Плоскую напорную грань имеют также плотины шведского типа высотой до 40...45 м, причем имеется две разновидности таких плотин — массивные с толстыми контрфорсами, являющиеся по существу гравитационными плотинами с расширенными швами и имеющими верховую грань, близкую к вертикальной (рис. 7.48, г), и с тонкими контрфорсами (рис. 7.48,й) — обычно с наклонной верховой гранью.

Формы массивных оголовков контрфорсов приведены на рисунке 7.48.

Криволинейное (круговое) очертание напорной грани (рис. 7.48, а и к) в сечении контрфорсов, перпендикулярном образующей напорной грани, дает возможность получить благоприятное напряженное состояние в оголовке; для упрощения производства работ (опалубки) часто напорной грани придают полигональную форму (рис,7.48,б,в,з,и), делают и плоской (рис.7.48,г). Однако при плоской грани могут возникнуть большие растягивающие напряжения, что вызывает необходимость дополнительного армирования, особенно при тонких консолях (рис. 7.48, d). Для улучшения напряженного состояния оголовка с плоской напорной гранью в плотине Менжиль (рис. 7.48, е) устроены в швах расширенные части А, в которые свободно поступает вода ВБ. Гидростатическое давление воды в вырезах А сжимает оголовок в направлении оси плотины и этим улучшает его напряженное состояние. В ряде плотин применены плавные српряжения оголовков с контрфорсами (рис. 7.48, б, ж, к), что уменьшает местные напряжения в зонах изменения толщины и улучшает напряженное состояние. Иногда оголовки контрфорсов дренируют для предупреждения выхода профильтровавшейся воды на низовые грани оголовков и ее замерзания при морозах, следствием чего может быть более быстрое разрушение бетона. В итальянской плотине Джиоверетто (рис. 7.48, б) в оголовке устроена значительная овальная полость, которая дренирует оголовок; она способствовала также отводу тепла из массива при его бетонировании. Водонепроницаемость швов между отдельными оголовками контрфорсов достигается установкой в шве уплотнений (резиновых, гудронных, с металлическими листами и др., рис. 7.48,л), таких же как в гравитационных плотинах (гл. 7.2).

По экономическим показателям массивно-контрфорсные плотины с одиночными и со сдвоенными контрфорсами практически равноценны, и предпочтение одному из этих типов отдают в зависимости от местных условий.

При одиночных контрфорсах более благоприятна работа конструкции в отношении восприятия температурно-усадочных деформаций (меньше пролеты), а также при неоднородном основании. При сдвоенных контрфорсах удобнее располагать в секциях водопропускные глубинные отверстия (не в швах), меньше шпонок.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики