РЯЖЕВЫЕ ПЛОТИНЫ

Один из наиболее старых и надежных типов деревянных сооруженний — русская ряжевая плотина, которая получила широкое распространение. По конструкции ряжевая плотина представляет собой срубленные из бревен ящики, загруженные камнем или грунтом. Ряжевые плотины обычно строят при напорах 4—6 м, но встречаются плотины и для напоров 7—12 м и более.

Ряжевые плотины сопротивляются сдвигающим усилиям от давления воды и грунта преимущественно собственным весом, а также с помощью забитых свай в грунт и шпунтов. Поэтому ряжевые быки, устои и флютбеты плотин загружают грунтом и камнем и устраивают таких размеров, чтобы они обладали необходимым весом для обеспечения устойчивости сооружения.

На грунтах, не допускающих забивки свай, для поддержания сколько-нибудь значительного напора плотиной приходится развивать флютбет в длину и заглублять в основание.

Преимущества ряжевых плотин: простота производства работ, а также надежность их и большая долговечность по сравнению с другими типами деревянных плотин. Недостатком ряжевых плотин является большая потребность в лесоматериалах и значительный объем земляных работ по отрытию котлованов под устои и загрузке ряжей грунтом и камнем. Для уменьшения количества лесных материалов применяют полусквозные конструкции ряжей, наружные стены которых сплошные, а внутренние сквозные, через одно бревно, с креплением их в пересечениях деревянными нагелями или глухарями.

При расчете ряжевых устоев необходимо установить: вертикальную силу, передающуюся от загрузки в ряже непосредственно на грунт основания; вертикальную силу, возникающую от трения загрузки и передающуюся деревянным стенкам ряжа; горизонтальное давление (распор) грунта за ряжем.

Расчет устоев обычно выполняют на длину одной клетки ряжа шириной, равной ширине устоя, и высотой, определяемой от верха насадок (при свайном основании) или от грунта основания (при ряжевом флютбете) до верхнего венца ряжа. Устойчивость и прочность устоя обычно проверяют для участка водобойной части шириной в одну клетку.

Устойчивость устоя на сдвиг будет обеспечена, если сдвигающая сила будет меньше сил трения, возникающих по подошве устоя.

Расчет свайного основания выполняют по СНиП П-Б.6-62.

Плотины из наклонных ряжей. Деревянные ряжевые плотины строят не только из вертикальных ряжей, но и из наклонных, продольные стены которых расположены под углом 45° к горизонту. В наклонно-ряжевых плотинах направление давления воды совпадает с направлением ряжевых стен, и поэтому бревна работают главным образом на сжатие поперек волокон. Такие плотины обладают лучшей устойчивостью на сдвиг благодаря наличию вертикальной составляющей давления воды на наклонную напорную грань. Однако в них затруднено устройство врубок сопряжения вертикальных и наклонных ряжевых стен, а также с вертикально-ряжевыми устоями и быками.

Напорная водонепроницаемая грань плотины наклонена под углом 45° к горизонту; давление воды, нормальное к напорной грани, передается вдоль всех ряжевых стен на скальное основание, в котором сделаны канавки для нижних венцов ряжевых стен, заливаемых бетоном. Оголовок плотины очерчен по кривой подающей струи и выполнен из двух рядов брусьев. Для предохранения гребня от повреждений плавающими телами и льдом по гребню плотины уложены изогнутые по профилю оголовка рельсы. Два нижних ряда ряжевых клеток упираются в бетонный массив, заанкеренный в скалу. Примерно на середине плотины устроена водонепроницаемая горизонтальная диафрагма толщиной 0,75 м из двух слоев торфа, разделенных слоем песка с обратными фильтрами сверху толщиной 40 см и снизу толщиной 1 м. Назначение диафрагмы — удерживать внутри верхней части плотины воду, поступающую через небольшие круглые отверстия в напорной грани и выходящую через отверстия вверху и через отверстия внизу сливной грани; внутри профиля вода поступает в ряже через квадратные отверстия. Это позволяет держать дерево ряжей постоянно смоченным, что предохраняет его от гниения; вода, заполняющая тело плотины выше диафрагмы, увеличивает вес его и, следовательно, сопротивление сдвигу.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968