Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Облегченные плотины

Бетонные гравитационные плотины с расширенными швами. Такие плотины (глухие и водосбросные) можно возводить в различных климатических условиях, а также на многоводных реках с устройством в них глубинных водосбросов, в том числе строительных водоспусков, водоводов зданий ГЭС. Основное назначение расширенных швов — снижение объема бетона при уменьшении фильтрационного и взвешивающего давления; кроме того, они ускоряют остывание бетона; в швах можно устанавливать бетоновозные эстакады, металл которых по окончании строительства демонтируется (Братская ГЭС); обогрев полостей может служить средством регулирования напряженного состояния плотины, а сами они могут быть использованы для хозяйственных нужд, для осмотра и ремонта плотины (см. также гл. 7.1).

Размеры расширенных швов; 3...9 м; (0.4...1) а; переходный участок от оголовка к стенке для уменьшения концентрации напряжений выполняют под углом 45° (рис. 7.19). В некоторых случаях расширенные швы по длине плотины имеют различную ширину; иногда их устраивают на участках русла с различными геологическими и топографическими особенностями для обеспечения большей свободы перемещений между отдельными секциями.

Плотины с продольными полостями. В плотине с полостью легче регулировать температурный режим (нижней части), увеличить сжимающие напряжения у напорной грани, устроить цементационную и дренажную завесы; появляется возможность цементировать швы в любое время года; проще сбор и отвод фильтрующей воды, возможен сквозной проход. Экономия бетона на плотине Мюльдорфер (рис. 7.19,6) составила 10% по сравнению с массивной. Иногда положительный эффект полости может быть усилен применением предварительного напряжения (варианты береговых секций Братской и Богучанской плотин).

Местоположение полости и ее очертание существенно сказываются на напряженном состоянии плотины и могут служить средствами регулирования напряжений в теле плотины и основании. Приближенно верхнюю часть плотины рассчитывают как обычную гравитационную плотину, нижнюю — как массивную раму с жесткими узлами и жесткой (или полужесткой) заделкой в основании. Наиболее точно напряжения определяют методом фотоупругости.


Плотины с предварительным напряжением бетона. Предварительное напряжение бетона плотины повышает устойчивость сооружения, улучшает его напряженное состояние, увеличивает водонепроницаемость основания и позволяет снизить объем бетона. Существует два способа создания предварительного напряжения: дом- кратный — при наличии анкеров (наиболее употребительный) и без них и бездомкратный (см. рис. 7.4, д) — используются эффект разрезки плотины швами и поэтапность возведения или натяжные блоки. При анкеровке с домкратами стальные анкерные тяжи, заделанные в скалу и проходящие свободно через гело плотины, натягиваются домкратами; усилие натяжения передается на плотину. Из построенных наибольшую высоту имеет плотина Ванапум (США) — 56,5 м. Плотина с анкеровкой приведена на рисунке 7.20,а . Известны плотины Ката- гунья (Австралия), Эрнестина (Бразилия), секция Братской плотины и др. В качестве тяжей используют тросы из проволоки диаметром 5...7 мм (число проволок — от 12 до 555) и пакеты из стержней диаметром 28... 36 мм (число стержней — 24...28). А. Н. Марчук предложил устраивать тяжи из труб, выпускаемых для трубопроводов высокого давления. Удельный расход металла на тросовые тяжи примерно в 2 раза ниже, чем на стержневые; стоимость же их примерно одинакова. Предпочтение следует отдавать более жесткому тяжу, например трубчатому. Усилия, возникающие в тяжах, составляют от 1500 до 11 760 кН, а на 1 м длины плотины — до 1 840 кН, шаг анкеров 3...8 м. В отечественной практике используют арматуру классов B-II, Вр-И, К-7, A-III, A-IV, A-II. Для борьбы с коррозией тяжей в заделке необходима их плотная и прочная адгезия с цементом (большинство плотин не имеют защитных мероприятий); иногда применяют цинковое покрытие, предложены составы из эпоксидной смолы с каучуком ЭКК-50; в теле плотины тяжи иногда размещают в пластиковых трубах или покрывают битумом (2 см), заложенным между двумя слоями парусины, верхний участок покрывают краской (1...2 слоя). При повторных натяжениях применяют эпоксидно-каучуковое покрытие

Ячеистые плотины. Из низконапорных сооружений известны плотины типа, предложенного А. М. Сенковым (рис. 7.3, а), и разработанные Гипро- сельэлектро (рис. 7.3, б) и Союзгипро- водхоза. Проектные проработки, выполненные рядом организаций, показывают возможность строительства средне- и высоконапорных ячеистых плотин следующих конструкций: из монолитного бетона; сборномонолитные, получившие наибольшее распространение (рис. 7.20, б, 7.3, в); сборные с соединением элементов с помощью сварки и бетона или без сварки и бетона. Ячейки заполняют грунтом, камнем; есть предложения о заполнении их водой. Размеры ячеек—1,5X1,5... 6X6 м, расход арматуры — 20...30 кг на 1 м3 бетона; грунт в ячейки подается автомашинами или транспортерами; толщина стенок ячеек 0,1...0,6 м, конт- рофорсов — 0,1... 1 м. Методика расчета ячеистых плотин изложена в Рекомендациях по конструированию сборномонолитных ячеистых конструкций и организации изготовления их элементов (М.: Союзгипроводхоз, 1983).


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