В книге обобщен опыт проектирования и строительства сборно-монолитных и сборных ячеистых плотин и сопрягаемых с ними сооружений (устоев, подпорных стенок). Приводятся проектные данные по высоким плотинам ячеистой конструкции и сопоставляются технико-экономические показатели их с показателями сооружений других типов, разработанных различными проектными организациями. В книге освещаются также основные вопросы, связанные с методикой расчетов устойчивости и прочности ячеистых плотин. Приведенные данные по строительству и исследованиям ячеистых сборно-монолитных плотин в сочетании с описанием результатов проектных разработок конструкций могут служить материалом к обоснованию целесообразности применения сборного железобетона в гидротехническом строительстве. Книга рассчитана на инженеров-гидротехников, проектировщиков и строителей, а также может быть полезна студентам гидротехнических вузов и факультетов.

Предисловие

Глава I. Краткие сведения о плотинах и методах снижения объемов бетонных работ
1. Основные типы бетонных и железобетонных плотин
2. Проектные решения, предшествовавшие появлению современных конструкций ячеистых плотин
3. Низконапорные монолитные ячеистые плотины
4. Применение сборного железобетона при строительстве плотин

Глава II. Низконапорные сборно-монолитные ячеистые плотины
1. Особенности сборно-монолитных ячеистых плотин
2. Стоимость строительства сборно-монолитных ячеистых конструкций

Глава III. Опыт строительства сборно-монолитных ячеистых плотин

Глава IV. Средненапорные ячеистые плотины
1. Применение ячеистых конструкций для средненапорных плотин на скальном основании
2. Применение ячеистых конструкций для средненапорных плотин на нескальном основании

Глава V. Эффективность различных конструкций сборных плотин
1. Способы соединения сборных элементов
2. Рациональные размеры и вес сборных элементов
3. Показатели экономичности и эффективности сборных конструкций
4. Пути снижения стоимости сборных плотин

Глава VI. Плотины повышенной сборности
1. Типы плотин
2. Технико-экономические показатели плотин повышенной сборности

Глава VII. Высоконапорные ячеистые плотины
1. Основные особенности высоконапорных ячеистых плотин
2. Технико-экономические показатели плотин
3. Рассмотрение и сравнение различных конструкций сборно-монолитных контрфорсно-ячеистых высоких плотин
4. Ячеистые плотины из сборных ячеистых блоков
5. Соображения по организации производства строительных работ сборно-монолитных ячеистых высоких плотин
6. Перспективы по проектированию ячеистых высоких плотин

Глава VIII. Фильтрационные расчеты ячеистых плотин
1. Упрощенный, приближенный способ фильтрационного расчета ячеистых плотин
2. Расчет ячеистых плотин на сосредоточенную фильтрацию по контакту грунта и бетона

Глава IX. Статические расчеты ячеистых конструкций
1. Определение действующих на ячеистый каркас сил и расчет устойчивости ячеистых сооружений
2. Определение напряжений в ячеистых каркасах различных конструкций
3. Расчет ячеистого каркаса на усилия от температурных и усадочных деформаций
4. Особенности статических расчетов различных сборно-монолитных ячеистых сооружений
5. Примеры статических расчетов различных ячеистых конструкций

Глава X. Гидравлические и фильтрационные исследования ячеистых плотин
1. Исследования пропускной способности ячеистых водосливных плотин
2. Фильтрационные исследования ячеистых плотин методом ЭГДА

Глава XI. Лабораторные исследования статической работы ячеистых устоев и флютбетов плотин на мягких основаниях
1. Опыты с моделью М-I
2. Опыты с моделью М-II
3. Опыты с моделью М-III
4. Выводы по результатам исследований

Глава XII. Исследования прочности блоков и стыков сборно-монолитных ячеистых конструкций

Глава XIII. Натурные исследования напряжений в ячеистых конструкциях
1. Организация работ при исследовании напряжений
2. Размещение грунтовых динамометров на сооружениях
3. Обработка показаний динамометров и выводы по результатам натурных исследований

Литература

Предисловие

За последние годы в СССР сборные железобетонные конструкции, позволяющие строить быстро и экономично, находят все более широкое применение в промышленном и жилищно-гражданском строительстве. Но в гидротехническом строительстве до сего времени в большинстве случаев применяются монолитные и массивные конструкции плотин, шлюзов и других сооружений, при возведении которых затрачивается огромное количество бетона, леса и труда.

Такой ценный материал, как бетон, в массивных конструкциях гидротехнических сооружений, как правило, не полностью используется и на 50—70% выполняет роль балластной пригрузки, создавая лишь вес сооружений, необходимый для обеспечения их устойчивости. Применение до сего времени массивных конструкций плотин объясняется в значительной мере сложностью условий работы гидротехнических сооружений. Вода создает не только большие горизонтальные силы, действующие на напорную грань сооружений, но и значительные вертикальные взвешивающие силы, которые возникают от фильтрационного потока и действуют в основании сооружений. Как известно, эти силы от давления воды на напорную грань и основание сооружений, по существу, определяют основные размеры гравитационных плотин и их вес, обеспечивающий устойчивость сооружений на сдвиг. Кроме большого статического давления, вода создает динамические силы, вызывающие вибрацию сооружений от движения потока через сооружение с большими скоростями. Большие силы, действующие на гидротехнические сооружения, и сложные условия их работы в значительной степени ограничивали применение сборного железобетона в гидротехническом строительстве.

До 1955 г. сборный железобетон в крупных гидротехнических сооружениях в основном применялся в виде железобетонных плит-оболочек, заменивших деревянную опалубку при строительстве массивных сооружений и различных перекрытий, поэтому применение сборного железобетона в гидротехническом строительстве не превышало 2%.

После 1955 г. применение сборного железобетона возросло, особенно в ирригационном, гидромелиоративном строительстве, а также при строительстве районных и межрайонных сельских гидроэлектростанций.

Внедрение сборного бетона и железобетона при возведении крупных гидротехнических сооружений происходит крайне медленно. Обычные массивные сооружения, получившие широкое распространение, нецелесообразно возводить из сборных конструкций, так как достижение сборности путем разрезки этих сооружений на отдельные части неэкономично, ибо стоимость сборного бетона в 1,5—2 раза выше стоимости монолитного. Поэтому широкое использование сборного бетона и железобетона можно обосновать лишь при возведении таких сооружений, в которых значительно уменьшается количество бетонных и железобетонных работ по сравнению с сооружениями из монолитного бетона и железобетона.

Следовательно, для выполнения указаний партии и правительства о резком снижении стоимости, сокращении сроков строительства и доведении сборности гидротехнических сооружений до 50% и выше необходимо создавать новые, более простые по форме и экономичные конструкции гидротехнических сооружений.

Одним из направлений в создании таких новых тонкостенных экономичных конструкций плотин, устоев, судоходных шлюзов и гидроэлектростанций могут быть сборно-монолитные и сборные ячеистые конструкции, в которых можно сократить объем бетона на 50—70%, получив необходимый вес для устойчивости сооружений за счет грунта, уложенного в ячейки.

В Гипросельэлектро было разработано 14 вариантов различных конструкций сборных плотин и проведено их технико-экономическое сравнение, на основании которого и принята к внедрению сборно-монолитная ячеистая конструкция, как наиболее экономичная и прочная, что подтверждено опытным строительством нескольких плотин и ГЭС, где получена фактическая экономия в стоимости 30—40% в результате уменьшения бетонных работ в 2 раза, исключения опалубки и механизации производства работ.

Сборно-монолитная плотина ячеистой конструкции получила признание в Советском Союзе и за рубежом. Впервые такая конструкция была отмечена премией в 1951 г. на Всесоюзном конкурсе по плотинам для сельских ГЭС.

В решениях научно-технической конференции б. Московского института инженеров водного хозяйства им. Вильямса, проходившей в 1954 г., и на Всесоюзной конференции по железобетону и бетону (1955 г.) отмечалась необходимость внедрения новых экономичных сборно-монолитных ячеистых конструкций при строительстве крупных сельских ГЭС.

На международной конференции в Китайской Народной Республике (1956 г.) и на Всемирной энергетической конференции в Белграде (1957 г.) сборно-монолитные ячеистые плотины получили высокую оценку, и данные по ним опубликованы в трудах конференций.

На Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 г, сборно-монолитные ячеистые конструкции отмечены высшей наградой «Гран-при».

В книге обобщается накопленный институтом Гипросельэлектро опыт проектирования и строительства, приводятся результаты лабораторных и натурных исследований сборно-монолитных и сборных ячеистых плотин и других сооружений (устоев, подпорных стенок), а также гидроэлектростанций мощностью от 1000 до 30 000 квт, предназначенных для снабжения электроэнергией сельского хозяйства.

Кроме того, в книге приводятся проектные данные по высоким плотинам ячеистой конструкции и сопоставляются их технико-экономические показатели с показателями других типов плотин.

В книге освещаются также основные вопросы методики расчетов устойчивости и прочности ячеистых плотин.

Приведенные отчетные данные по строительству и исследованиям сборно-монолитных плотин в сочетании с проектными данными по другим вариантам плотин могут служить материалом к обоснованию целесообразности применения тех или иных конструкций из сборного железобетона в гидротехническом строительстве.

В составлении проектов сборно-монолитных и сборных ячеистых плотин по авторским предложениям участвовал большой коллектив сотрудников института Гипросельэлектро.

Большую помощь автору при подготовке рукописи оказали инженеры М.Я. Алышев, Г.Я. Лебедев, Б.В. Орлов, Р.М. Фильрозе, Г.В. Быстров, А.А. Бондарев, В.Д. Тарасов, которым автор приносит благодарность.

Глава VIII написана инж. Б.В. Орловым.
Глава XIII написана инж. Р.М. Фильрозе.