33.2.4. Механическое оборудование водосливных плотин

Механическое оборудование водосливных плотин служит для открытия и закрытия водосливных отверстий.

Существует множество типов водосливных затворов (рис. 149):

-плоский затвор - при закрытии и открытии плоский затвор 1 перемещается из верхнего положения вертикально вниз по па­ зам 2, выполненным в устоях или быках (рис. 149, а)\

-шандоры - вертикальная стенка, состоящая из отдельных

балок - шандор 7, перемещающихся по вертикальным пазам ус­ тоев или быков (рис. 149, б);

-сегментный затвор 1 - вращается относительно горизон­ тальной оси 2, выполнен в виде сегмента (рис. 149, в);

-вальцевой, ши цщиндргтский, затвор 1 - цилиндр, движущий­

ся по направляющим наклонным зубчатымрейкам 2 (рис. 149, г); - секторный затвор с низовой осью вращения 1 - при от­

крытии водосливного отверстия вращается относительно оси 2 и опускается в отстойную камеру 3, расположенную перед осью вращения (рис. 149, д);

- секторный затвор 1 с осью вращения, расположенной вверху - при открытии водосливного отверстия вращается отно­ сительно оси 2 и опускается в отстойную камеру 3, расположен­ ную за осью вращения (рис. 149, е)\

- крышевидный затвор (Дахвер) - состоит из двух частей 7 и 2, вращающихся по двум осям 3 и 4, которые при повышении гидро­ статического давления в камере 5 поднимаются и закрывают слив­ ное отверстие (рис. 149, ж)\

- плавучий затвор (батопорт) - выполняется в виде плавучего судна - понтона, доставляется к месту установки на плаву, выдвижные оси2 затвор заводит в опорныешарниры 3, расположенныена быкахили устоях. После этого понтон затапливают водой, и он, вращаясь относи­ тельно шарниров, прижимается (отдавления воды верхнегобьефа) к кон­ туру 4 отверстия, закрывая его (рис. 149, з);

- затвор с поворотными фермами (Поаре) - состоит из ряда ферм 7, установленных поперек реки, которые могут вращаться на подшипниках 2 относительно горизонтальных осей; пролеты между фермами перекрывают плоскими деревянными щитами или шторами 3, поверх ферм устраивают мостовой переход 4, при па­ водковых расходах - щиты и мостовые фермы убирают, а фермы укладывают на бетонное основание, подъем и опускание ферм производят лебедкой установленной на берегу и соединенной с фермами цепями, (рис. 149, и)\

- клапанный подкосный затвор (Шаноана) - образован ря­ дом щитов 7, вращающихся относительно осей 2 и 5, для откры­ тия водосливного отверстия удаляют подкос 3 из коробки 4, при этом щит ложится (рис. 149, к).

Рис. 149. Схемы типовых затворов водосливных плотин

Затворы принято классифицировать по трем признакам:

1.По способу передачи давления на плотину: быки или устои - работают как балка на двух опорах (на гребень^плотины —работа­ ют как консольная балка) на устои, быки и гребень плотины - как передающие давление по контуру.

2.По способу движения: подъемные, вращательные, перека­

тываемые, плавающие, смешанного действия.

3. По назначению: рабочие, аварийные, ремонтные, строитель­ ные, аварийно-строительные.

3.3.2.5. Подъемно-опускные устройства затворов

Подъемно-опускные механизмы затворов могут быть гидрав­ лические, приводимыми в действие водой, поступающей из верх­ него бьефа, или механические, производящие открытие и закры­ тие ворот с помощью механических устройств.

Механические устройства могут быть стационарными или пе­ редвижными. К разряду передвижных относятся портальные, мо­ стовые краны, которые могут обслуживать несколько затворов, но стационарные имеют перед ними несколько преимуществ, на­ пример, быстрее маневрируют затворами при аварийных сбросах, могут иметь дистанционное управление и облегчают возможность просто управлять затворами в случае размываемого основания водосливной плотины.

Компонуются подъемно-опускные устройства с помощью раз­ ного вида тяг, в основу которых заложены стальные тросы или цепи Галя (пластинчатые цепи) (рис. 150).

Рис. 150. Схема присоединения гибкой тяги к одиночному плоскому затвору:

1 - стенка опорной стойки; 2 - ось; 3 - тяга; 4 - звездочка; 5 - балансир; 6 - затвор

Рис. 152. Схема винтового механизма для от­ крытия, закрытия затвора: 1 - винт; 2 - враща­

ющая часть; 3 - затвор

3.3.2.6. Некоторые виды водосливных плотин,

отличающиеся от водосливных гравитационных плотин

Мировая практика строительства гидросооружений имеет примеры возведения облегченных бетонных водосливных пло­ ден тин контрфорсного и арочного типа на скальном и нескальном основании

(рис. 153-157).

Рис. 153. Схема типовых водосливных контрфорсных плотин на скальном основании: 1 - плита верхового перекры­ тия; 2 - воздушное отверстие; 3 - водосливная плита; 4 - вы­ пускное отверстие; 5 - отвер­ стия в контрфорсах

Рис. 154. Схема водосливной контрфорсной плотины на нескаль­ ном основании: 1 - понур; 2 - плоское верховое перекрытие; 3 - затвор; 4 - водосливная плита; 5 - выпускное от­ верстие; 6 - водобой; 7- фильтраци­ онные отверстия; 8 - фундаментная плита; 9 - противофилътрационный шпунт

Рис. 155. Схема контрфорсной водосливной плотины на нескальном основа­ нии: 1 - верхняя плита перекрытия; 2 - сегментный затвор; 3 - паз для ремонтных затворов; 4 - ось плотины; 5 - бык; 6 - водораздельный устой; 7 - водосливная плита; 8 - отверстия в контрфорсах; 9 - выпускное отверстие; 10 - свайный ряд из шпунта; 11 - фильтрационные отверстия в фундаментной плите 0,15x0,15 м

Рис. 156. Схема водослив­ ной контрфорсной плотины (США, 1928 г.): 1 - плоское перекрытие контрфорсной водосливной плотины; 2- на­ правляющая для затвора; 3 - затвор опускающегося типа; 4 - затворная камера; 5 - разделительный устой; 6 - водосливная поверхность; 7 - конгломерат; 8 - противофильтрационная инъекцион­ ная завеса

Возведение деревянных плотин начато в глубокой древности, в России - ранее XIII в., и обусловлено наличием значительных ре­ сурсов пригодного для изготовления плотин леса.

Классификация деревянных плотин

Деревянные низконапорные плотины (высотой до 6 м) разделя­ ются на плотины:

-со свайным флютбетом русского типа, устанавливаются на грунтах, допускающих забивку деревянных свай;

-свайно-ряжевые плотины со смешанным свайно-ряжевым флютбетом;

-ряжевые плотины с флютбетом из вертикальных ряжей, при­ меняемых в грунтах, не допускающих забивку деревянных свай; контрфорсные (ребристые) плотины с контрфорсными флюгбетами на скальном основании.

Деревянные плотины среднего и высокого напора (более 6 м) разделяются:

-на плотины с контрфорсным (ребристым) флютбетом;

-плотины с вертикально-ряжевыми флютбетами;

-плотины с наклонно-ряжевыми флютбетами.

По конструкции устоев деревянные плотины могут быть: а) ря­ жевые; б) со свайно-обшивными устоями; в) с контрфорсными ус­ тоями; г) без устоев.

Отнесение деревянных плотин к тому или иному типу регла­ ментируется директивной документацией и зависит от срока служ­ бы и степени ответственности.

В основном деревянные плотины были водосливного типа (глу­ хие, как правило, были земляными) и выполнялись из ряжей, засы­ панных камнем и землей, в основном глиной.

Ряжевые плотины ранее назывались плотинами русского типа. Высота плотин была не более 15 м, чаще не более 6 м, выполня­ лись они из деревьев хвойных пород, срок службы таких плотин не превышает 25-30 лет.

Механическое оборудование деревянных плотин имеет упрощен­ ный характер, затворы водосливных отверстий применяются простей­ ших типов. Как правило, русские ряжевые плотины имеют свайный флклбег с отдельными водосливными отверстиями (рис. 159,160).

Размеры клеток ряжа принимают от 1,5 до 2,5 м, для низко­ напорных плотин (до 4 м) размер клеток увеличивают до 3,25 м, что позволяет экономить лесоматериал.

При высоких напорах перед деревянными плотинами применя­ ют различного вида ряжевые флютбеты, которые могут быть вы­ полнены на нескальном и скальном основании (рис. 164).

Нескальные основания

Скальные основания

Рис. 164. Типы вертикальных и наклонно-ряжевых деревянных плотин

При возведении деревянной плотины на нескальном основании, допускающем забивку свай, применяют конструктивные решения, ука­ занныев типах (рис. 164,а, б, в); для типовогорешения (рис. 164, г) при невозможности забить сваиразвивают понурную часть плотины.

При возведении деревянной плотины на скальном основании применяют конструктивные решения флютбетов типа вертикаль- но-наклонно-ряжевых типов (рис. 164, д, е, ж, з).

Наклонно-ряжевые деревянные плотины

Конструкции наклонно-ряжевых плотин хорошо зарекомендо­ вали себя при возведении деревянных плотин на скальном основа­ нии и заполнении камнем ячеек ряжевых конструкций (рис. 165).

ч<§jjljj

i	, */ | | |

Рис. 169. Коро­ левый шпунтовый простенок: а - вер­ тикальное сечение; б - горизонтальное сечение; 1 -просте­ нок; 2 - продольные стенкиряжа, не пе­ ресекающие шпун­ товый простенок; 3 - войлок

Рис. 170. Коренная стойка (раз­ меры в сантиметрах): 1 - королевый шпунтовый простенок; 2 - лицевая стойка устоя или быка

Рис. 171. Лицевая стенка устоя и водо­ бойного поля: 1 - лицевая стенка устоя; 2 - нижний пол водобоя; 3 - гидроизоляция из толя; 4 - верхний пол водобоя; 5 - свая

В деревянных водосливных плотинах водосбросные отверстия пе­ рекрывают либо деревянными щи- * тами (рис. 172), либо шандорами ►(рис. 173). Вороты деревянных пло-

тин представлены на рис. 174.

Рис. 172. Деревянный щит, перекрыва­ ющий водосливное отверстие: 1 - доски, сплоченные в четверть или в шпунт; 2 - металлические крючья; 3 - шпонки

---------	VsL—Д	L . - i » f
^ :		М	Н
		Z,— ------------ ---------		Рис. 173. Деревянные
-iXJ
				шандоры (размеры в сан­

тиметрах): 1 - металли­ ческие крючья для подъе­ ма шандор; 2 - шандора, бревно, отесанное с двух сторон

Рис. 174. Типы воро­ тов, применяемых на де­ ревянных плотинах: а - постоянный; б - пере­ носной; в - передвижной