ДЕРЕВЯННАЯ ПЛОТИНА
ДЕРЕВЯННАЯ ПЛОТИНА — плотина, основные конструкции которой выполнены из дерева преимущественно хвойных пород (сосна, ель). Деревянные плотины строятся для небольших напоров (2—4 м, реже 4—8 м и, как исключение, до 16—20 м) и обычно являются водосливными. Отверстия ограничиваются береговыми устоями; при большой длине водосливного фронта, который разделяется на несколько отверстий промежуточными опорами: быками, контрфорсами, 4 стойками. Ширина быков 2,0—4,0 контрфорсов 0,3—0,8 м, стоек 0,2—0,4 м. Ширина отверстий плотины 1—8 м, что позволяет применять мосты над отверстиями простой балочной конструкции. Такие плотины иногда затапливаются высокими паводками, и если в этот период через одно большое отверстие пропускаются суда, то они называются судоходными плотинами. Отверстия деревянных плотин на сплавных реках используются для пропуска сплавляемых лесоматериалов. По конструкции флютбетов деревянные плотины делятся на свайные, ряжевые и свайно-ряжевые. По форме профиля флютбета делятся на плотины с низким (горизонтальным) и повышенным (полигональным) флютбетом; устои и промежуточные опоры могут быть ряжевыми, стоечно-обшивными и контрфорсными. Малый объемный вес древесины вынуждает применять везде, где возможно, свайные флютбеты, чтобы сооружение могло сопротивляться сдвигающему давлению воды верхнего бьефа; поэтому большинство деревянных плотин возводится на сваях. Лишь на скальном, валунном и некоторых других основаниях, не допускающих забивки свай, флютбеты деревянные плотины выполняются ряжевыми. Крепятся они к скале анкерами или проектируются большей толщины и длины (в сторону верхнего бьефа), чтобы увеличить силы трения по основанию. В дореволюционной России, где деревянные плотины получили большое распространение, на судоходных путях в результате длительной практики выработался наиболее совершенный для того времени русский тип свайно-ряжевой плотины. Такие плотины до сих пор работают на Мариинской (реконструкция которой завершается), Северо-Двинской и других водных системах. Во флютбете свайных и свайно-ряжевых деревянных плотин различают: понурую, водобойную и сливную части. Стойки и щиты (или затворы другого типа) размещаются на самой возвышенной части флютбета — пороге. Для достижения водонепроницаемости или удлинения путей фильтрации в основание плотины забиваются шпунтовые стенки. Глубина забивки шпунтов 2—4 м и редко больше.
В некоторых случаях деревянные плотины строятся с разбирающимися на время паводка промежуточными опорами, например, с поворотными фермами, и относятся к типу разглиняной подушки с верховой стороны пола длиной (0,5—5) Я, где Я — напор на плотине (разность уровней бьефов). Длина водобойной части (2—3) Я. Сливная часть состоит из деревянного слива и каменно- набросной (фашинной и т. п.) рисбермы, защищающей русло от размыва; длина этой части (3—10) Н.
Основная сила, действующая на плотину, — давление воды; ледовые нагрузки не допускаются. На понурную часть результативное давление воды направлено преимущественно вниз, а на водобойную и сливную — вверх, за счет преобладания противодавления фильтрационного потока; поэтому под полом слива и в верхней части водобоя устраивается обратный фильтр.
В советское время в конструкцию деревянных плотин внесено много улучшений, созданы новые типы плотин, разработана теория расчета конструкций и методы индустриального возведения их. Новые конструкции деревянных плотин отличаются простыми формами элементов, врубок и др. соединений, позволяющих широко применять малую механизацию работ с помощью электрифицированных инструментов (электрорубанки, электродолбежники, электросверла и т. п.). Существенные особенности разработанных деревянных плотин: в конструкцию свайного флютбета введены продольные связующие брусья, обеспечивающие участие в работе всего деревянного флютбета и всех свайных опор на действие горизонтального давления воды, передаваемого стойками на порог; в важнейших королевом и понурном узлах конструкции плотины введены уплотняющие брусья с прокладками и гудронной шпонкой, благодаря чему достигнута высокая степень водонепроницаемости вокруг гребня. Вместо ряжевых и стоечно-обшивных устоев и быков применяются конструкции свайных и стоечных контрфорсов с подкосами, устанавливаемых по расчету, что значительно уменьшает объем древесины. С увеличением напора на плотину существенно возрастают горизонтальные нагрузки на сваи. Для восприятия таких нагрузок рациональна конструкция флютбетов с наклонными сваями в виде козловых опор. Сваи таких опор работают главным образом на осевые усилия, допускают большую горизонтальную нагрузку и получают значительно меньшие прогибы по сравнению с такими же отдельными сваями.
Среди ряжевых деревянных плотин представляет интерес Шаваньская водосливная плотина на реке Выг (Беломоро-Балтийский канал). Эта плотина состоит из наклонных ряжей, заполненных камнем, с водонепроницаемыми гранями и горизонтальной диафрагмой. Диафрагма поддерживает воду в верхней части тела плотины; вода, поступающая сюда через отверстия на гребне из верхнего бьефа, увеличивает вес плотины и, вытекая из отверстий по сливной грани, поддерживает древесину в увлажненном состоянии, предохраняя ее от загнивания.
Несмотря на все возрастающее применение бетона и железобетона в плотинах небольшого напора, деревянные плотины строятся в большом количестве в лесных районах. Богатство СССР лесоматериалами, наличие дерева как местного строительного материала во многих районах строительства плотин, достаточная прочность древесины, незначительный ее вес, возможность ограничиваться малой грузоподъемностью оборудования для механизации работ при сборке конструкций, легкая обработка древесины и, наконец, низкая стопные конструкции, имеющие в своем составе деревянные клееные элементы, и конструкции из брусьев и досок, изготавливаемые без применения клея.
Деревянные плотины разделяются на две группы: плоские конструкции, основные усилия в которых возникают в плоскости действия внешних сил, и пространственные конструкции. Плоские конструкции бывают сплошные, сечение которых не содержит сквозной решетки, и сквозные, имеющие такую решетку, например, в виде стоек и раскосов в фермах.
Деревянные конструкции, находящиеся всегда под водой, могут сохраняться очень долго; так, некоторые сооружения Мариинской системы работают на старых деревянных флютбетах более 100 лет. Основной недостаток дерева — недолговечность в условиях переменной влажности — может быть устранен пропиткой древесины антисептиками, что удлиняет срок службы, но пока еще существенно увеличивает стоимость сооружения. Разработка дешевого технологического процесса консервирования древесины или получение стойких против гниения клееных и прессованных элементов и применение их в частях плотин в зоне переменного увлажнения позволят увеличить срок службы деревянных плотин и дадут новый толчок к их распространению.
Список литературы: - Энциклопедия современной техники строительство, главный редактор В. А. Кучеренко, издательство «Советская энциклопедия», Москва 1964
- Семанов Н. А., Деревянные плотины, 2 изд., Л.—М., 1940;
- Латышенков А. М., Деревянные ряжевые плотины средних и высоких напоров, М.—Л., 1945.
от: MarinaF,
Скрыть комментарии (0)
Похожие темы:
|
