Что такое контрфорсная плотина?
Контрфорсная плотина – это модификация или импровизация гравитационной плотины. Контрфорсы – это не что иное, как сплошные стены, которые возводятся параллельно потоку воды с определенной толщиной через равные промежутки времени. На этих контрфорсах устанавливается арочная плита или наклонная плита настила для поддержки восходящего потока воды.
Как правило, для гравитационной плотины требуется больше бетона. Чтобы минимизировать затраты, количество бетона сводится к минимуму путем удаления его из ненапряженной зоны плотины. Наконец, появляется важное новшество, которым является контрфорсная плотина.
Типы контрфорсных плотин
Существует пять типов контрфорсных плотин, из которых наиболее часто используются плотины с палубным перекрытием и многоарочные плотины. Эти пять типов выглядят следующим образом.
- Контрфорсная плотина с палубной плитой
- Многоарочная контрфорсная плотина
- Массивная головная контрфорсная плотина
- Многокупольная контрфорсная плотина
- Колонная контрфорсная плотина
Плотина с палубным перекрытием
В этом типе плотины предусмотрено настильное перекрытие, которое поддерживается карнизами контрфорсов. Плотины этого типа строятся на небольшой высоте, как правило, от 20 до 50 метров.
Плита наклонена к горизонтали примерно на 40-55 градусов. Такой наклон необходим для стабилизации плотины и поддержания мертвой нагрузки от хранящейся воды водохранилища, а также для предотвращения скольжения из-за собственного веса плотины.
В этом случае каждый блок палубного перекрытия на двух соседних контрфорсах действует как один независимый единый блок. Следовательно, если один блок поврежден или разрушен, то нет необходимости беспокоиться о других блоках.
Проектные соображения по контрфорсной плотине из палубных плит такие же, как и по гравитационной плотине. Опять же, в этом случае у нас есть три типа, и они следующие
Контрфорсные плотины с фиксированной палубной плитой
В случае плотины с фиксированной палубной плитой, палубная плита и контрфорсы отливаются монолитно.
Бесплатные плотины с палубным перекрытием встык
Эту плотину также называют простой плотиной из палубных плит. Она строится, когда грунт основания очень слабый. В этом случае на нижней грани палубной плиты предусматривается армирование.
Консольные плотины консольного типа
В этом случае палубная плита консольно наклонена с обоих концов, а с верховой стороны предусмотрено армирование.
Многоарочная батисферная плотина
Многоарочная плотина состоит из нескольких арок, и в этом случае арочные перекрытия располагаются в верхней части плотины. Эти перекрытия поддерживаются контрфорсами. Контрфорсная стена строится как одинарная жесткая стена или двойная полая стена.
Этот тип плотины предпочтителен при больших высотах, превышающих 50 метров. По сравнению с контрфорсными плотинами типа палубных перекрытий, многоарочные контрфорсные плотины более гибкие и устойчивые.
Основным недостатком в этом случае является то, что соседние блоки контрфорсов зависят друг от друга. Таким образом, если один блок пострадает, это вызовет серьезные проблемы для всей серии арок. Для преодоления этой проблемы необходимо обеспечить хорошее основание для каждой из контрфорсных стен.
Толщина арки варьируется в случае больших пролетов и постоянна в случае коротких пролетов. Центральный угол арки должен быть в пределах от 180 до 150 градусов.
Расстояние между контрфорсами должно составлять от 15 до 21 метра. Однако при определенных условиях можно обеспечить и большее расстояние.
Массивная головная контрфорсная плотина
В этом типе контрфорсной плотины не предусматривается перекрытие или арка в верхней части плотины, вместо этого головка контрфорса увеличивается и соединяется с соседней головкой контрфорса. Таким образом, все контрфорсы создают прочную водоупорную поверхность.
Увеличение контрфорсов может быть выполнено в различных формах, например, округлой, ромбовидной и т.д.. Таким образом, эти формы могут хорошо сопротивляться давлению воды. Соединение головок усиливается медными полосами.
Строительство массивной головной контрфорсной плотины проще по сравнению с другими типами и не требует армирования, только массовый бетон укладывается целиком на тело плотины. Из-за такого огромного бетонного тела она тяжелее и сопротивляется скольжению.
Многокупольная батисферная плотина
Она почти аналогична многоарочной контрфорсной плотине, но в этом случае вместо арок возводятся купола. Кроме того, почти все характеристики такие же.
Наличие таких куполов влияет на увеличение расстояния между контрфорсами. Следовательно, можно обеспечить более длинные пролеты, а также уменьшить количество контрфорсов.
На фотографии выше показана верхняя часть многокупольной контрфорсной плотины (плотина Кулидж, штат Аризона).
Колончатая контрфорсная плотина
В случае колонной контрфорсной плотины наклонные колонны поддерживают настильную плиту плотины. Это модификация контрфорсной плотины типа “палубная плита”. Он требует очень прочного и стабильного фундамента. Для строительства контрфорсов также требуются квалифицированные специалисты. Поэтому плотина не получила широкого распространения.
Читать далее:
Классификация (типы) плотин
Гравитационные плотины: Причины разрушения гравитационной плотины
Структура гравитационной плотины
Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, назначению и т.д.
- 21 тип плотин в строительстве.
- Типы арочных конструкций по форме, материалу изготовления, качеству исполнения.
- Разрушение плотины в Остине: Одна из крупнейших катастроф в истории США.
- Топ-5 крупнейших провалов плотин в мире.
- Мосульская плотина в Ираке: Самая опасная плотина в мире.
- Как выполнять кирпичную кладку в круглых и плоских арках? [PDF].
- Бетонная тонкошовная конструкция типы и формы.