Плотины из различных материалов. Деревянные плотины

Деревянными плотинами называют такие, в которых нагрузки от воды и другие воспринимаются в основном деревянными конструкциями, а устойчивость против сдвига обеспечивается закреплением этих конструкций в основании и загрузкой балластом в виде земли, камня и другими средствами (рис. 16.1).

Деревянные плотины, как правило, устраивают водосбросными (водосливными); глухие деревянные плотины даже в лесистых местностях оказываются дороже земляных или каменно-набросных.

Деревянные плотины являются одним из старейших типов подпорных сооружений. В России их применяли уже несколько сот лет назад, выработался даже особый, знаменитый «русский» тип деревянных плотин, дошедший до наших дней. Особенно надо отметить плотины Вышневолоцкой,Тихвинской, Мариинской судоходных систем, ставшие классическими.

Рис. 16.1. Общий вид деревянной водосливной плотины:
1 - понур; 2 - глиняная подушка; 3 - водобой; 4 - слив; 5 - рисберма; 6 - контрфорс; 7 - бык; 8 - устой; 9 - земляная плотина

После Великой Октябрьской социалистической революции в СССР появились новые конструкции деревянных плотин и отдельных их частей, начала применяться механизация работ при их постройке. Несколько крупных деревянных плотин построено на Беломорско-Балтийском канале, но с тех пор крупных сооружений из дерева уже не возводили.

Основным материалом, используемым в деревянном плотиностроении, является сосна, наиболее распространенная и достаточно стойкая в условиях переменной влажности порода. Дуб - наиболее прочная и стойкая против загнивания порода, но вследствие дороговизны используется лишь в особо ответственных частях сооружений.

Лесоматериал для деревянных плотин применяют обычно сырой, т. е. с влажностью более 23% и лишь в отдельных случаях, например для деревянных затворов, водонепроницаемых покрытии, - употребляют лес полусухой (влажность 18-23%). Это необходимо иметь в виду при расчетах, так как предел прочности сырого леса значительно ниже, чем полусухого и воздушно-сухого.

Положительными качествами дерева как материала являются: легкость обработки и простота конструкций, малая чувствительность к. колебаниям температуры, в частности к морозу, и хорошая сопротивляемость размывающему действию воды (чистой).

Недостатками дерева являются: сильное влияние влажности па деформации дерева (усушка, коробление) и на прочность; трудность конструирования элементов, работающих на растяжение; истираемость наносами, льдом и особенно подверженность гниению и разрушению вредителями.

Наиболее подвержены загниванию части сооружения, находящиеся в состоянии переменного увлажнения, например в зоне колебания уровня воды, в увлажненном грунте и т. п.; части сооружения, постоянно находящиеся под водой, а также имеющие влажность менее 18% или более 65%, сохраняются неопределенно долгое время.

В целях борьбы с гниением деревянные конструкции в соответствующих местах пропитывают антисептиками, нерастворимыми в воде, например маслянистыми: креозотом, антраценом и др. Менее эффективны обмазки горячей смолой, креозотом с мазутом и т. п.

Срок надежной службы деревянных гидросооружений 10-15 лет, но при соответствующих условиях эксплуатации (своевременный ремонт верхних частей сооружения) срок этот может быть значительно выше - 25 лет и более. На Урале и в других районах СССР до сих пор существуют и держат напор деревянные плотины, построенные более 200 лет назад. В южных районах страны срок службы плотин меньше, чем в северных.