§ 22-4. РАЗБОРЧАТЫЕ ПЛОТИНЫ
Разборчатые плотины применяются преимущественно в тех случаях, когда при сравнительно небольшом подпоре уровня верхнего бьефа необходимо открыть все пролеты, чтобы пропустить наибольшие паводки или лед без дальнейшего повышения уровня верхнего бьефа. Такая задача может быть решена и плотинами других типов, однако на средних реках с относительно большими паводковыми расходами, сильным ледоходом, небольшими и устойчивыми расходами межени без резкого изменения их ливневыми паводками — разборчатые плотины нередко экономически более целесообразны, чем другие. Разборчатые плотины состоят из низкого водобоя, на котором размещаются поворотные фермы системы О. Н. Корицкого, треугольные фермы или фермы других систем (§ 9—2), из береговых устоев, в одном из которых устраивают нишу для опускания ферм. Такие плотины нашли применение в судоходстве при перекрытии широких пролетов; в орошении они применяются реже, так как в эксплуатации их могут быть затруднения при влечении потоком большого количества донных наносов, карчей, при образовании донного льда.
Рис. 22—16. Разборчатая плотина.
Существенный эксплуатационный недостаток трапецеидальных поворотных ферм (рис. 22—16) заключается в медлительности разборки и сборки ферм (для пропуска паводка, ледохода). В этом отношении более оперативными могут быть треугольные фермы (рис. 9—6 и 9—7), быстро опускаемые и поднимаемые и не требующие разборки и сборки спицевого заграждения, затворов или брезентовых штор.
§ 22—5. СБОРНО-БЛОЧНЫЕ ПЛОТИНЫ
Сборно-блочные конструкции плотин позволяют: а) индустриализировать строительство; б) использовать время всего года па строительство (зимний период для изготовления блоков на полигоне при стройплощадке, остальное время для монтажа сборно-блочных конструкции), т. е. сократить общий срок строительства; в) полнее использовать механизацию при меньшей и ровной потребности в рабочей силе; г) уменьшить стоимость строительства и понизить трудоемкость монтажных работ.
Для монолитных гидротехнических сооружений характерны: 1) их массивность, благодаря которой они устойчиво воспринимают большие давления воды, и 2) слабая напряженность бетонной кладки. Массивность может быть достигнута не только большим объемом бетонной кладки (весьма дорогой вариант плотины), но и облегченной конструкцией с выступом в сторону верхнего бьефа (рис. 22—15), на который действует большое пригружающее давление воды, выравнивающее напряжение по подошве плотины и предупреждающее от больших и неравномерных осадок плотины.
Если массивный, но слабонагруженный бетон заменить легкими железобетонными сборными элементами, достаточно напряженными, а пространство между ними заполнить балластом (песком, щебнем и т. п.), то такая плотина будет так же устойчива, как и монолитная, но проще, дешевле и скорее возводимой.
Блоки плотин могут быть бетонными и железобетонными. Бетонные блоки могут устраиваться сплошными (весом 10 т и более) и пустотелыми; в гранях первых устраивают штрабы и выступы; блоки укладывают на растворе по типу кирпичной кладки; плотины из таких блоков дороги и неэкономичны.
Ряс. 22—17. Бетонные блоки сборной плотины.
Кладку из пустотелых блоков также устраивают на растворе. Жесткость кладки обеспечивается укладкой в ячейки (пустоты) блоков сборных железобетонных свай с заливкой ячеек бетоном или устройством специальных вырезов в блоках, образующих вертикальные колодцы, в которые устанавливается арматура с последующим заполнением колодцев цементным раствором или бетоном.
На рисунках 22—17, 22—18 и 22—19 показаны конструкции водосливной плотины, предложенные инж. К. В. Ивановым. Блоки внутренним диаметром 0,70 м устанавливают друг на друга на цементном растворе (М≤100 кг/см); образующиеся колонны соединяют бетоном, укладываемым в междублочные пространства. В блоках устраивают круглые отверстия для крючьев подъемника и по четыре проема-выреза для монтажа и дренирования.
Бетонноблочную конструкцию можно армировать, укладывая арматуру в междублочных колодцах и в проемах-вырезах. Бетонноблочная конструкция, по теоретическим расчетам, дешевле монолитной на 40%.
Имеются предложения строить гидротехнические сооружения, как монолитные, так и блочные, обжатыми и напряженно заанкеренными, что может дать существенную экономию в строительстве2.
Институтом Гипросельэлектро по предложению Т. Л. Вархотова разработана конструкция сборной ячеистой плотины (рис. 22—20 и 22—21) из железобетонных блоков3.
Блоки представляют собой две железобетонные плиты, из которых выпущены проушины; проушины соседних плит жестко соединяются с помощью сварки арматурой; размеры плит 8х100х150х500 см, расстояние между ними в свету ≥ 50 см; в углах пересечения блоков вставляется арматурный каркас и пространство между плитами бетонируется. При приготовлении бетона применяются пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, значительно повышающие водонепроницаемость бетона и облегчающие заполнение им всего объема бетонирования4. Блоки укладываются на растворе. Ячейки, образуемые блоками, заполняют грунтом, сверху покрывают монолитным бетоном.
К. В. Иванов. Экономичные конструкции гидротехнических сооружений массового строительства из сборного бетона. «Гидротехника и мелиорация» № 6, 1951.
2 А. З. Басевич. Обжатые и напряженно заанкеренные гидротехнические сооружения. ВНИИГ. Л., 1952.
3 Б. В. О р л о в. Конструкции плотин из сборного железобетона и их сравнительная эффективность. «Гидротехника и мелиорация» № 4, 1958. Сборные железобетонные водосбросные сооружения. Под редакцией Л. Р. Березинского. Госэнергоиздат, 1962.
4 М. Г. Давидсон, Е. Д. Кузьмин. Новые способы повышения водонепроницаемости железобетонных сооружений. Госстройиздат, 1957.
Рис. 22—18. Сборный устой.
Рис. 22—19. Сборная водосливная плотина.
Рис. 22—20. Поперечный разрез сборно-блочной ячеистой плотины.
Рис. 22—21. Узел ячеек плотины и арматурный каркас узла.
В советском гидростроительстве широко применяются железобетонные плиты-оболочки. На Волгострое железобетонные плиты-оболочки применялись размерами 500х250х8 см, изготовляемые на заводе при стройплощадке со станковой вибрацией и пропариванием. Оболочки могут выполняться любых форм, размеров, окраски и отделки. Высокая прочность оболочек повышает сроки службы сооружений по сравнению с монолитным бетоном в опалубке, сокращает сроки строительства, придает сооружениям законченные архитектурные формы, удешевляет строительство, позволяя заполнять пазуху между оболочками бетоном более низкой марки.
Наружная поверхность плит-оболочек гладкая (рис. 22—22), внутренняя — шероховатая. При изготовлении плит они окаймляются деревянными рейками, предохраняющими их от повреждений при перемещениях, рейки после твердения бетона кладки (монолитного бетона) блока удаляются, шов зачеканивается цементным раствором 1:2 или торкрет-бетоном (в трафаретах, предохраняющих плиты от набрызга), потом шов железнится и смазывается раствором жидкого стекла.
С целью облегчения расчистки шва от обрамляющих плиты реек и последующей его обработки инж. Я. И. Даршкевич предложил конструкцию, изображенную на рисунке 22—23. В узких конструкциях (например, в быках) оболочки противоположных стен соединяются тяжами па сварке; в широких конструкциях к арматуре плит (к змейке) приваривают анкеры (VII на рис. 22—22).
При бетонировании конструкций с армофермами блок сооружения до бетонирования обрамлялся по всему контуру железобетонными плитами-оболочками (рис. 22—25), прикрепляемыми к арматуре, соединенной с армофермами.
Имеются предложения усилить плиты и оболочки и увеличить их размеры; так, на рисунке 22—24 показана плита-панель толщиной 8 см с пятью горизонтальными и четырьмя вертикальными арматурными фермочками (змейками), у которых внешние арматурные стержни, параллельные
На рисунке 22—26 показаны бетонные облицовочные блоки, применяемые в заграничной практике. Блоки — мелкогабаритные, бетонные, употребляются взамен опалубки (плотина Бор на р. Дордонь); крупные блоки — железобетонные балки, применяются для перекрытия водосбросных пролетов (плотина Шастанг на р. Дордонь), для образования сливной грани по контрфорсам (плотина Лох-Слой высотой 49 м в Шотландии).
Рис. 22—24. Плита-панель.
