книги из ГПНТБ / Донской И.П. Водный транспорт леса учебник

деревянных лесосплавных плотин занимается также Гнпролестранс.

Другие типы низконапорных лесосплавных плотин. Все более широкое распространение на лесосплавных путях получают пло­ тины с поворотными фермами, которые могут укладываться на флютбет и таким образом освобождать весь пролет между устоями. Устройство поворотных ферм обязательно в плотинах на реках, по которым в ранневесенний период проводится судоходство или пло­ товой лесосплав. Этот тип плотин удобен и тогда, когда уровни высоких вод (УВВ) значительно превышают нормальный подпор­ ный уровень ЫПУ. В последнем случае плотину с поворотными фермами делают затопляемой, так как паводковые воды проходят над верхом устоев. Поднимают и устанавливают фермы сразу после окончания судоходства, плотового лесосплава или спада уровней паводка.

Примером поворотных ферм могут служить деревянные фермы системы А. Ф. Юдина [77]. Поперечный и продольный разрез пло­ тины с этими фермами показан на рис. 65. Флютбет и устои пло­ тины не отличаются от описанных ранее. Промежуточными опо­ рами в пролете плотины являются фермы, нижний пояс которых прикреплен к флютбету хомутами и является осью вращения. Вра­ щаясь вокруг этой оси, фермы могут укладываться на флютбет, не заходя одна на другую. В поднятом положении фермы закрепля­ ются верхними опорами брусьями, на которые опираются промежу­ точные стойки, и съемным служебным мостом. Фермы обшиты досками, а чтобы они не всплывали, между обшивками загружен камень.

При напорах свыше 3,0 м применяют стальные поворотные фермы системы Поаре.

ЦНИИ лесосплава разработал несколько вариантов конструк­ ции железобетонных блочных плотин для напора до 4,0 м. Эле­

а затем доставляют к месту строительства плотины. Монтаж'пло­ тины ведется автокранами; блоки соединяют между собой сваркой выпусков арматуры с последующей заделкой швов цементным рас­ твором [42]. Сборность конструкции позволяет значительно уско­ рить строительство и снизить его трудоемкость. Однако решающим фактором при определении целесообразности строительства блоч­ ных плотин оказывается дальность перевозки блоков п состояние транспортных путей.

Временные лесосплавные плотины. К временным относятся пло­ тины со сроком службы до пяти лет; с учетом этого требуется, чтобы их отверстия были рассчитаны на пропуск максимального расхода воды 10%-ной обеспеченности. Временные лесосплавные плотины строят для регулирования меженного стока, чаще всего на одну навигацию. В этих условиях их отверстия на пропуск паводко­ вых вод не рассчитывают.

112

Рис. 65. Плотина с поворотными фермами А. Ф. Юдина:

а — поперечный разрез плотины; б — п р о д о л ь н ы й разрез плотины

114

пропиткой; подвесок 4, на которых гибкий экран крепится к тросам; гибкого понура 5, из того же материала, что и гибкий экран, за-' щищающего русло реки от размыва. Плотина поддерживает напор

до 2,0 м. Монтаж плотины занимает один-два дня. Плотину можно демонтировать и перевозить на другое место или сдавать для хранения на склад.

§ 5. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ ЛЕСОСПЛАВНЫХ ПЛОТИН

Основными расчетами лесосплавной плотины, определяющими ее габариты, являются гидравлический расчет отверстия, определе­ ние размеров флютбета по условиям фильтрации и расчет лесопропускных устройств. В данном курсе излагаются только принципи­ альные положения этих расчетов, без детализации для всех слу­ чаев, которые могут встретиться при проектировании [65].

Расчеты устойчивости плотины и прочности отдельных ее эле­ ментов проводятся методами, известными из курсов строительной механики и инженерных конструкций.

Гидравлический расчет отверстия плотины. Водопропускные от­ верстия плотин рассчитываются на пропуск максимальных расхо­ дов воды, обеспеченность которых назначается в зависимости от класса капитальности сооружения. Для лесосплавных плотин IV

Расчет начинается с определения отметки порога плотины, т. е. отметки верха флютбета. Если через отверстие плотины должны

При пропуске максимальных расходов воды все щиты в отвер­ стии плотины сняты, а промежуточные стойки убраны. В этих условиях флютбет низконапорной плотины можно рассматривать как водослив с широким порогом. Пропуск максимальных расхо­ дов воды производится при УНПУ в верхнем бьефе плотины; только в случаях, когда УУВВ 5%-ной обеспеченности выше, чем УНПУ, уровень верхнего бьефа принимается равным

Расчетная схема пропуска максимальных расходов воды для

дослив с широким порогом можно определить сжатую ширину от­ верстия плотины Ьс-

в большинстве случаев можно пренебречь и тогда принимают Я 0 = Я .

Полная ширина отверстия плотины в свету найдется по

где е — коэффициент бокового сжатия, который можно принимать равным 0,85-4-0,95; в гидравлике даются формулы и для более точного определения этого коэффициента.

Если Ь0> (6-4-8 м), то в случае незатопляемой плотины с посто­ янным мостом полную ширину отверстия делят постоянными опо­ рами (быками, контрфорсами) на пролеты по 6—8 м.

116

Отверстие плотины, рассчитанное на максимальный расход воды 5%-ной обеспеченности, проверяется на пропуск максималь­ ного расхода 1%-ной обеспеченности. Ясно, что при пропуске боль­ шего расхода воды уровень верхнего бьефа ПУВВ 1%-ной обеспе­ ченности будет выше, чем НПУ. Это повышение учитывают при на­ значении отметки верха плотины.

Расчет размеров флютбета. Общая длина флютбета и размеры его составных частей должны обеспечить: благоприятные условия движения через плотину поверхностного потока без размыва им основания; гашение скоростей фильтрационного потока до вели­ чины, при которой не будет выноса частиц грунта из основания

Во всех этих случаях # д — действующий напор — наибольшая разность уровней верхнего и нижнего бьефов плотины, вычисляе­ мая по формуле

плотины, который устанавливается при закры­ тых щитах, т. е. при Q = 0.

Гашение энергии поверхностного потока и защита основания плотины от размыва происходят в зоне флютбета за линией щи­ тов— в пределах водобоя, слива и рисбермы. Принятие длины этих частей флютбета в указанных пределах обеспечивает безопасность сооружения. В ответственных случаях режим потока в нижнем бьефе проверяют гидравлическим расчетом.

Под влиянием разности уровней верхнего и нижнего бьефов, при любых грунтах основания, кроме скальных, под флютбетом плотины возникает фильтрационный поток. Скорость, с которой он движется, зависит от величины действующего напора, длины пути фильтрации и характера грунта основания. Для каждого грунта существует предельная скорость фильтрации, после превы­ шения которой начинается вынос частиц грунта основания. По мере развития этого процесса под флютбетом образуются пустоты, а фильтрационный расход воды увеличивается. В результате воз­ можна осадка сооружения и его разрушение.

Существуют различные способы фильтрационного расчета пло­ тин. Простейший из них, применяемый при проектировании пло­ тин I I I — V классов капитальности, основан на создании такой длины пути фильтрации под плотиной, при которой скорость филь­ трационного потока не сможет вымывать частицы грунта данного

117

состава. Длина пути фильтрации считается равной длине водоне­ проницаемого подземного контура, который в низконапорных дере­ вянных плотинах создается за счет предпонурной подушки, по­ нура и шпунтов; иногда в него включается и водобой. На рис. 69 приведена схема флютбета, на которой водонепроницаемые части зачернены; стрелками показан путь фильтрации.

Длина водонепроницаемого подземного контура будет доста­ точной, если она удовлетворяет условию Лена

N

ваются вертикальные пути фильтрации, т. е. шпунты; глубина их забивки при свайных флютбетах доходит до 4,0—4,5 м, а при ря­ жевых флютбетах глубина заложения шпунтовых зубьев ограничи­ вается 1,0—1,5 м. Анализ шкалы коэффициента С0 указывает на желательность выбора для плотин створов с глинистыми грун­ тами.

118

Лесопропускные устройства плотин. Если через створ плотины проводится лесосплав, она должна иметь специальные лесопро­ пускные устройства.

При плотовом лесосплаве свободная ширина отверстия должна быть не менее двойной ширины плота или буксируемой секции; это требование может быть причиной увеличения ширины отвер­ стия сверх установленной гидравлическим расчетом. Применение постоянных промежуточных опор при плотовом лесосплаве недо­ пустимо, и весь пролет оборудуется поворотными фермами.

Лесосплав в сплоточных единицах может проводиться через от­ дельный лесопропускной пролет с шириной в свету, определяемой по формуле (70). Однако и в этом случае по эксплуатационным соображениям удобнее иметь отверстие плотины, снабженное по­ воротными фермами.

Плотовой лесосплав и сплав сплоточных единиц проходит в ранневесенний период, когда плотины, предназначенные для су­ точного регулирования стока, могут еще быть открыты полностью. Плотины сезонного регулирования стока, которые в этот период ведут наполнение водохранилища, нужно выносить за пределы участка с плотовым лесосплавом.

Молевой лесосплав в период регулирования стока проходит через особые лесопропускные устройства. Лесопропускная спо­

нами и стенками лесопропускного устройства принимаются 0,1 м. Тогда ширина лесопропускного устройства в свету будет

119