Берегозащитное сооружение

Берегозащитное сооружение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к сооружениям , предназначенным для защиты берегов рек, откосов оградительных и струенаправленных дамб, а также регулирования русловой деятельности рек. На опорах 1 сооружения размещены паралелльными рядами плиты 2, верхняя грань которых выполнена скошенной как в продольном, так и в поперечном сечениях с образованием между ними сквозных каналов 5 в направлении защищаемого берега. При этом каждая плита 2 установлена на двух опорах. В сквозных каналах 5 размещены аналогичные основным дополнительные плиты 7 с образованием зигзагообразного очертания в плане. Кроме того, со стороны нижнего бьефа размещены плиты 8 прямоугольного сечения на двух смежных опорах дополнительных плит 7,-Верхняя грань основания прямоугольных 8 и дополнительных плит выполнена скошенной в соответствии со скосом основных плит. 1 з.п.ф-лы, 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9} (II) (я)з Е 02 В 3/12

ГОСУДАРСТВЕН ЫЯ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Л

С:

М

\»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4476210/15 (22) 23.08.88 (46) 15.04.92, Бюл. М 14 (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (72) В.Д. Шуминский. Л.И. Нестерук и

И.А. Судыма (53) 627,42 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

М 870570, кл. Е 02 В 3/12. 1981. (54) БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ (57} Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к сооружениям, предназначенным для защиты берегов рек, откосов оградительных и струенаправлемных дамб, а также регулирования русловой деятельности рек. На опорах

1 сооружения размещены паралелльными рядами плиты 2; верхняя грань которых выполнена скошенной как в продольном, так и в поперечном сечениях с образованием между ними сквозных каналов 5 в направлении защищаемого берега. При этом каждая плита 2 установлена на двух опорах. В сквозных каналах 5 размещены аналогичные основным дополнительные плиты 7 с образованием зигзагообразного очертания в плане. Кроме того,.со стороны нижнего бьефа размещены плиты 8 прямоугольного сечения на двух смежных опорах дополнительных плит 7, Верхняя грань основания прямоугольных 8 и дополнительных плит выполнена скошенной в соответствии со скосом основных плит. 1 з.п,ф-лы, 1 t ил, 1726637

Изобретение относится к гидротехническому стрбительству и может быть использовано для защиты берегов рек и откосов земляных гидротехнических. сооружений от размывов, смешивания сточных вод, а так- 5 же регулирования русловой деятельности рек.

Известны берегозащитные устройства, включающие опоры с размещенными на них

10 плитами или щитами прямоугольной формы.

Недостаток данных устройств состоит в том, что прямоугольная форма плит или массивов не позволяет достичь надежной работы сооружений и не создает благоприятную структуру потока за сооружением. обеспечивающую пониженные скорости потока особенно в начальный период паводка и подъема уровня воды, а также при небольших

15 паводках 20-50 вероятности превыше20 ния.Именно в этот период возникают максимальные перепады уровней воды на сооружении, уклоны свободной поверхности и максимальные размывы грунта основания.

Известна продольная речная струенаправляющая дамба, включающая секции, выполненные из щитов, установленных на опорах и соединенных между собой с образованием в плане ломанной линии и сквозных каналов между дном и нижней гранью щитов в секциях.

Основной недостаток данной дамбы состоит в том, что при подъеме уровня воды в начальный период возникновения паводка или при прохождении небольших паводков примерно 20-50 вероятности превышения, которые проходят почти ежегодно на предгорных участках рек, уровни воды не превышают отметки нижней грани щита в просвете (сквозном канале) и весь поток направляется сквозными каналами в сторону защищаемого берега и вызывает его размыв. При этом из работы выключаются вер35

40 ружения и защищаемого берега, резко снижает степень перемешивания потока, и следовательно, надежность работы сооружения, Прямоугольная форма щитов обеспечивает расслоение потока и создание искусственной поперечной циркуляции лишь при совместном действии нижних и верхних щитов, что имеет место при высоких паводках редкой повторяемости при50

55 мерно 5 вероятности превышения и менее, а отсутствие скоса верхних граней щитов не позволяет отклонить потока от защищаемого дна водотока. хние щиты. что исключает создание в потоке 45 за дамбой искусственной поперечной циркуляции, усиливает размыв основания сооЦель изобретения — повышение надежности работы сооружения.

Указанная цель достигается тем, что в берегоэащитном сооружении, включающем опоры с размещенными на них параллельными рядами. плитами под углом к потоку, их верхние грани выполнены скошенными как в продольном, так и в поперечном сечениях и ориентированы скосами верхних граней в направлении верхнего бьефа с образованием между. ними сквозных каналов в направлении защищаемого берега.

При этом каждая плита размещена на двух опорах. В. сквозных каналах размещены аналогичные основным дополнительные плиты на двух опорах смежных плит с образованием в плане зигзагообразного очертания. Кроме того, со стороны нижнего бьефа размещены плиты прямоугольной формы, установленные на двух смежных опорах.

Скосы верхних граней дополнительных плит и плит прямоугольной формы со стороны нижнего бьефа ориентированы в сторону верхнего бьефа. Основные и дополнительные плиты в продольном и поперечном сечениях, а прямоугольные плиты со стороны нижнего бьефа лишь в поперечном сечении выполнены в виде прямоугольной трапеции.

Выполнение плит скошенными в продольном сечении в сторону верхнего бьефа и расположение их под углом к потоку обеспечивает расслоение потока и создание искусственной поперечной циркуляциИ потока вблизи защищаемого берега даже при. небольших паводках 20-507 вероятности превышения и менее. Скос плит в поперечном сечении, используя трамплинирующий эффект, обеспечивает отклонение потока в верхние слои, уменьшая тем самым силовое воздействие потока на дно водотока, переводит гашение энергии потока в верхние слои и способствует усилению искусственной поперечной циркуляции. Форма плит известных . берегозащитных сооружений не позволяет создать искусственную поперечную циркуляцию потока при начальном подъеме уровня воды и паводках не более 20-50® вероятности превышения.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое берегозащитное сооружение, вид в плане: на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — конструкция основной плиты, вид сбоку; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг, 3; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6- конструкция дополнительной плиты, вид с боку; на фиг. 7 — разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 — разрез Д-Д на фиг, 6; на фиг. 9— конструкция прямоугольной плиты со стороны нижнего бьефа, вид сбоку; на фиг. 10 — раз1726637 рез Š— Е на фиг. 9; на фиг. 11 — разрез Ж-Ж на фиг. 9.

Берегозащитное сооружение включает опоры 1 с размещенными на них параллельными ряДами плиты 2, выполненные в виде прямоугольной трапеции как в продольном, так и в поперечном сечениях. Причем скосы верхних боковых сторон плит 2 в продольном сечении 3 (фиг. 2, 6 и 7) и поперечном сечении 4 (фиг. 6 и 7) ориентированы в сторону верхнего бьефа с образованием между плит 2 сквозных каналов 5 (фиг. 1) в направлении защищаемого берега 6. Каждая плита

2 расположена на двух опорах. В сквозных каналах 5 размещены аналогичные основным дополнительные плиты 7. установленные на двух опорах смежных плит 2 (фиг. 1) с образованием в плане зигзагообразного очертания основных плит 2 i дополнительных плит 7. Со стороны нижнего бьефа размещены плиты 8 прямоугольной формы, установленные на двух смежных опорах дополнительных плит 7, с образованием карманов 9 треугольной формы, верхняя грань основания которых выполнена скошенной в направлении верхнего бьефа в соответствии со скосом основных плит 2 и дополнительных 7. Основные плиты 2, дополнительные плиты 7 в продольном и в поперечном сечениях, а плиты прямоугольной формы 8 лишь в поперечном сечении выполнены в виде прямоугольной трапеции (фиг. 9 и 10), Берегозащитное сооружение работает следующим образом.

При подходе потока к сооружению он разделяется на две части. Одна часть потока огибает сооружение в плане, а другая проходит над ним (фиг. 1). При переливе части потока через сооружение поверхностные струи (на фиг. 1 они показаны сплошными

:линиями) стремятся пройти по нормали к продольным осям плит прямоугольной формы 8, образующих сплошную стенку со стороны нижнего бьефа, отклоняясь тем самым от своего первоначального направления в сторону русла реки. При этом происходит

его соударение с частью потока, огибающей сооружение в плане (фиг. 1), интенсивное гашение кинетической энергии потока и ее переход в потенциальную энергию. Это приводит к некоторому подъему уровня воды эа сооружением, достигаемому максимального значения у головы сооружения.

Уровень воды у корня сооружения при этом практически не изменяется, что приводит к образованию перепада уровней воды (градиента давления) у головы сооружения и его корня. Под действием указанного градиента давления, направленного в сторону корня сооружения, данные струи (на фиг. 1 они

25

35

40. временем примут очертание скосов верхних

45 рующего эффекта, уменьшающего силовое

50 воздействие потока на дно водотока. увели55

15 показаны пуктирными линиями), транспортирующие наносы, направляются в сторону защищаемого берега 6, где и происходит отложение наносов, укрепляющее берег.

Это приводит к образованию в потоке за сооружением искусственной поперечной циркуляции, при которой поверхностные струи, обладающие большими скоростями течения, отклоняются от берега, а донные струи, транспортирующие наносы, направляются к защищаемому берегу 6. При сходе потока с плит 8 и с крайней плиты 2 со стороны русла реки происходит его резкое вертикальное расширение с образованием вихревого вальца за сооружением со стороны нижнего бьефа по всей его длине и за крайней плитой 2 со стороны русла реки.

Поступательное движение воды в вальцах за сооружением и крайней плитой 2 в направлении защищаемого берега 6 обуславливается тем же градиентом давления, направленным в сторону защищаемого берега. Вихревые вальцы за сооружением и крайней плитой 2 перехватывают часть наносов из потока, переливающего через сооружение и крайнюю плиту 2. а также захватывают часть наносов торцовой частью из потока, огибающего сооружения.

При этом вихревому вальцу за сооружением часть наносов предоставляет вихревой валец за сооружением транспортируют к защищаемому берегу 6, где и происходит их отложение.

При работе сооружения со стороны верхнего бьефа в сквозных каналах 5, перекрытых дополнительными плитами 7, и образованных таким образом пазухах 10, а также в карманах 9 треугольной формы происходит отложение наносов, которые со граней основных плит 2 и дополнительных плит 7 в продольном направлении 3. Это приведет к созданию единого трамплина по всей длине сооружения. Скос верхних граней основных плит 2, дополнительных плит

7 в продольном 3 и поперечном 4 сечениях, а также прямоугольных плит 8 в поперечном сечении обеспечивает создание трамплиничивающего геометрические размеры вихревых вальцов за сооружением и крайней плитой 2 со стороны русла реки, а также интенсивность поступательного движения в вальцах, т.е. их транспортирующую способность. Отклонение потока в поверхностные слои приводит к более интенсивному гашению кинетической энергии потока и более полному ее переходу в потенциальную энергию, что дополнительно уменьшает ско1726637

Фиг. Х рости потока за плитами 2 и 7 и увеличивает количество наносов, выпадающих за сооружением (фиг. 2).

Выполнение плит 2 и 7 в продольном и поперечном сечениях, э плит 8 в поперечном сечении в виде прямоугольной трапеции позволяет повысить технологичность их изготовления, надежность крепления к опорам, усилить трамплинирующий эффект при протекании потока нэд плитами и связанные с ним явления, а также обеспечить работу сооружения при небольших паводках

20-50ф вероятности превышения и начале подъема воды в реке.

Расположение плит нэ опорах 1 повышает надежность их крепления и устойчи.вость сооружения.

Применение предлагаемого берегозащитного сооружения обеспечит надежную работу конструкции при любых уровнях воды в реке, не превышающих пятикратную высоту сооружения, и увеличивает объем наносов, отложившихся у защищаемого берега на 25-30 по сравнению с прототипом.

При этом нэ 20-25ф, уменьшится объем материалов (сборный железобетон) .и его стоимости, упростится конструкция сооружения, сроки ее возведения и размывы дна водото5 ка нэ 30-40 6.

Формула изобретения

1. Берегозащитное сооружение. включающее соединенные с установленными в

10 грунтопорами плиты,отл ича ющ.ееся тем, что, с целью повышения надежности работы, плиты установлены параллельными рядами под углом к потоку, а их верхние грани выполнены скошенными кэк в про15 дольном, так и в поперечном сечениях и ориентированы скосами верхних граней в направлении верхнего бьефа с образованием между ними сквозных каналов в направлении защищаемого берега, при этом

20 каждая плита установлена на двух опорах.

2. Сооружение по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что плиты в продольном и поперечном сечениях выполнены в виде прямоугольной трапеции.

1726637

Фиг. 7

Фиг, 8

Е-Е

Составитель E.Eôèìîâà

Редактор Ю.Середа Техред М,Моргентал .Корректор Л.бескид

Заказ 1255 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 г

Фиг.б д