17-6. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГРАВИТАЦИОННЫХ ПЛОТИН
Рис. 17—17. Гравитационная плотина с железобетонной оболочкой.
Рис. 17—19. Поперечный разрез плотины на р. Элтне-Леридж: 1 — верхняя армированная часть профиля; 2 — 28 стержней диаметром 28 мм; 3 — установка стержней с изоляцией; 4 — установка стержней в шахте; 5 — закладка затяжки с изоляцией в скважине диаметром 1,22 м; 6 — места соединения стержней; 7 — армированный анкерный конус; 8, 9 и 10 — первый, второй и третий ярусы стержней.
Рис. 17—18. Ячеистая гравитационная плотина из плит-оболочек:
1 — плиты-оболочки; 2 — монолитный бетон; 3 — балласт.
Гравитационные бетонные плотины просты по условиям строительства и эксплуатации; вместе с тем в них далеко не полностью используются строительные свойства бетона — напряжения в нем много меньше допускаемых, и он, в сущности, играет роль балласта. Так, в плотине высотой 60 м наибольшие напряжения сжатия в бетоне по формуле (17—25) будут равны σ= h (γ1-γ) = 60 (2,3+1,0) ≈ 200 m/м2 = 20 кг/см2, т. е. в несколько раз менее допускаемых; поэтому представляется целесообразным вместо устройства массивной бетонной кладки построить устойчивую и прочную плотину из тонкостенной железобетонной оболочки. усиленной жесткими железобетонными связями (рис. 17—17), с заполнением внутренней полости балластом из местных строительных материалов (песок, гравий, галька, камень), тощим бетоном или водой (в небольших плотинах). Расчет конструкций из тонких оболочек разработан В. З. Власовым.
Широкое распространение в советской гидротехнике получили тонкие железобетонные плиты-оболочки (см. главу 22); использование их в строительстве гравитационных плотин может сократить расход бетона вдвое и более и примерно во столько же раз может повысить его напряжение, т. е. повысить его использование (рис. 17—18).
На рисунке 17—19 показав поперечный профиль напряженно армированной плотины 2 высотой в центральной части 22,2 м и длиной в этой части 295 м. Плотина строилась блоками по 12,8 м длиной, в каждом блоке ставилось два анкера на расстоянии 6,4 м друг от друга. Анкер состоял из 28 стальных стержней диаметром 28 мм; после завершения строительства плотины и натяжения анкеров (1040 т на анкер) они были забетонированы в шахтах 0,7x1,22 м. С целью повышения устойчивости плотин применяется их заанкерование к основанию тросами, что, например, выполнено на плотине Шефрас (Алжир) 37 тросами (рис. 17—20).
Рис. 17—20. Поперечный разрез (а) плотины Шефрас на р. Мекерра (Алжир) и деталь анкерного троса (б).
Проф. А. З. Басевич 1 предложил предварительно обжатые конструкции путем натяжения специальных тяжей и арматуры; например, если у гравитационной плотины подошву сделать узкой, то, при загружении плотины давлением воды равнодействующая сил выйдет за пределы ядра сечения (но оставаясь в пределах подошвы) и в зоне передней грани по подошве плотины появятся растягивающие напряжения. Если до наполнения водохранилища водой обжать бетон плотины до напряжений, равных по величине (или даже несколько больше) ожидаемым растягивающим, то при наполненном водохранилище по подошве такой плотины уже не будет растягивающих напряжений. Тяжи, сжимающие плотину, можно выпустить ниже подошвы в глубь основания и, так сказать, «пришить» плотину к основанию, что позволит еще более уменьшить ширину ее, не нарушая ее устойчивости и не вызывая растяжений в бетоне и в стыке с основанием.
