Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Перепады

Перепады (см. рис. 6.1,6; 6.9) устраивают в тех случаях, когда из-за больших уклонов местности или крутых перепадов ее быстротоки оказываются нецелесообразными. Транзитная часть перепадов (гл. 6.2 и рис. 6.9) представляет собой систему чередующихся участков: горизонтальных (ступеней) и вертикальных или наклонных (сопрягающих стенок).

По числу ступеней различают одно- многоступенчатые перепады, по гидравлическим условиям работы — открытые (безнапорные), а также напорные и полунапорные (см. рис. 6.9,6). Проточная часть перепадов может быть выполнена из бетона, железобетона, бутобетона, камня, дерева, хворостяных материалов и др.

Общее число ступеней, а также высоту каждой сопрягающей стенки устанавливают на основе технико-экономического сравнения вариантов. Обычно при малых высотах падения (до 5 м) устраивают одноступенчатые перепады.

При большой протяженности трассы участка сопряжения перепад можно выполнить в виде комбинированного сооружения, имеющего одноступенчатые перепады, соединенные между собой участками быстроточных каналов.

Аналогично другим типам водопропускных сооружений (см. гл. 4 и 6) перепады состоят из входной, транзитной и концевой частей.

Плиты ступеней перепада отделяют деформационными швами от боковых й сопрягающих подпорных стенок, что обеспечивает независимость осадки отдельных частей перепада и их благоприятное термонапряженное состояние. Конструктивно отдельные элементы перепадов мало отличаются от элементов других сооружений на каналах. Боковые и сопрягающие стенки— это обыкновенные гравитационные подпорные стенки, и их проектируют в соответствии со СНиП II-55—79. Они могут быть массивные, уголковые, контрфорсные и ячеистые. В необходимых случаях применяют заанкеренные (одной или несколькими тягами) подпорные стенки. Пазухи подпорных стенок засыпают грунтом из полезных выемок или карьеров. В качестве засыпок не допускается (или допускается лишь в отдельных местах) применять пылеватые и глинистые грунты. Для понижения уровня воды за стенкой, снижения фильтрационного противодавления на подошву фундаментной плиты, обеспечения необходимой суффозионной устойчивости грунтов засыпки и основания предусматривают застенные дренажные устройства, соединенные между собой поперечными дренами и оборудованные специальными коллекторами, выводящими воду из дренажей в перепад или в отводящий канал за ним.

Поверхности подпорных стенок, подвергающиеся волновым и ударным воздействиям потока, истиранию наносами и льдом и др., облицовывают материалами повышенной прочности и износоустойчивости. Расчет подпорных стенок на прочность и устойчивость выполняют согласно требованиям соответствующих глав СНиП. Наружную грань сопрягающих подпорных стенок, обращенную к водобойному колодцу, делают вертикальной или слегка наклонной (рис. 8.37,6). Длина ступеней должна быть такой, чтобы они хорошо вписывались в продольный рельеф. Истечение через стенки в концевых частях ступеней должно быть неподтопленным, чтобы движение потока на перепаде не стало таким как на быстротоке с искусственной шероховатостью. Входную часть перепада выполняют регулируемой (с затворами) или нерегулируемой, например с щелевым водосливом (рис. 8.37,а). Последний позволяет поддерживать в подводящем канале при всех расходах глубины, близкие к глубинам равномерного движения. Концевую часть устраивают в виде водобоев различных конструкций. Основные принципы проектирования таких устройств изложены в главе 4.4.

Для сокращения длины ступеней и уменьшения глубины выемок применяют полунапорные перепады (см. рис. 6.9, б, в). Они отличаются от открытых тем, что имеют участки напорного движения, создаваемые поперечными стенками или балками, располагаемыми позади водосливной стенки в конце ступени. Ширина полунапорных перепадов ограничивается условиями прочности и жесткости плиты (создающей напорное истечение сбросной струи) или расщепительной балки.

Напорные (закрытые) перепады применяют в тех случаях, когда сопряжение бьефов осуществляется на очень крутых склонах и при значительных перепадах отметок. Напорный перепад представляет собой шахту (рис. 8.38) или трубу. В некоторых случаях целесообразно устраивать перепад-быстроток, представляющий собой комбинацию этих сооружений.


При выборе конструкции и гидравлических расчетах ступеней следует учитывать, что увеличение высоты падения струи, сбрасываемой со ступени на ступень, приводит к увеличению длины ступени и стенки в ее конце. В этом случае число ступеней будет уменьшаться, а условия размещения длинных ступеней на склоне — усложняться. Для определения параметров шахтных и напорных трубчатых перепадов используют соответствующие методы гидравлических расчетов.

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