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 струенэправляющих дамб, а также регулирования русловой деятельности рек. На опорах сооружения 1 размещены параллельными рядами плиты 2, верхняя грань которых выполнена скошенный как в продольном, так и поперечном сечениях. Плиты 2 расположены под углом к потоку, ориентированы скосами верхних граней в направлении верхнего бьефа и имеют в продольном 3 и поперечном 4 сечениях форму прямоуголь ной трапеции. При этом каждая плита 2 расположена на 2-х-опорах. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 02 В 3/12

ГОСУДАРСТВЕ1ЮЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (1

1, 1 (/ 1 (1

1 /

Ю (:) () чО

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4476210/15 (22) 23.08,88 (46) 15.04.92. Бюл. hh 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

Ю 870570, кл. Е 02 В 3/12, 1981. (54) БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к сооружени„„5Q,, 1726639 А1 ям, предназначенным для,защиты берегов рек, откосов оградительных и струенаправляющих дамб, а также регулирования русловой деятельности рек. На опорах сооружения 1 размещены параллельными рядами плиты 2, верхняя грань которых выполнена скошенный как в продольном, так и поперечном сечениях. Плиты 2 расположены под углом к потоку, ориентированы скосами верхних граней в направлении верхнего бьефа и имеют в продольном 3 и поперечном 4 сечениях форму прямоугольной трапеции. При этом каждая плита 2 расположена на 2-х опорах. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1726639

20

50

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для защиты берегов рек и откосов земляных гидротехнических сооружений от размывов, регулирования русловой деятельности потока, а также смешивания сточных вод.

Известны берегозащитные устройства, включающие опоры с размещенными на них щитами или плитами прямоугольной форНедостаток данных устройств состоит в том, что прямоугольная форма щитов и плит не обеспечивает надежную работу сооружения и не создает благоприятную искусственную поперечную циркуляцию потока в начальный период паводка и подъема уровня воды. Именно в этот период возникают максимальные уклоны свободной поверхности воды, максимальные перепады уровней воды на сооружении и максимальные размывы грунта основания.

Известна берегозащитная опора, состоящая из отдельных бычков, расположенных на свайном основании и выполненных из Х-образно установленных в плане массивов прямоугольной формы, причем каналы между нижними массивами направлены в сторону защищаемого берега, а между верхними — в сторону русла.

Недостаток данной опоры заключается 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 отметку верха нижних массивов и весь поток будет направлен ими в сторону защищаемого берега и вызовет его размыв.

При этом из работы будут выключены верхние массивы, что исключит создание в потоке за опорой искусственной поперечной циркуляции, усилит размыв основания сооружения и защищаемого берега и снизит надежность ее работы. Прямоугольная форма массивов обеспечивает расслоение потока и создание искусственной поперечной циркуляции лишь при совместном действии верхних и нижних массивов, что имеет место при высоких паводках, а отсутствие скоса верхних граней массивов не отклоняет поток от защищаемого берега и дна водотока при малых паводках и начале подъема паводка.

Цель изобретения — повышение надежности работы сооружения.

Указанная цель достигается тем, что в берегозащитном сооружении, включающем опоры с размещенными на них параллельными рядами. плитами под углом к потоку, верхние грани плит 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 установлена на двух опорах. Кроме того, плиты выполнены в продольном и поперечном сечениях в виде прямоугольной трапеции.

Выполнение плит скошенными в продольном направлении и расположение их . под углом к потоку обеспечивает расслоение потока и создание искусственной поперечной циркуляции даже при небольших паводках 20-50 вероятности превышения и менее. Скос плит в поперечном направлении, используя трамплинирующий эффект, обеспечивает отклонение потока в верхние слои, уменьшая тем самым силовое воздействие потока на дно водотока и способствует усилению искусственной поперечной циркуляции потока. Надежность работы сооружения повышается благодаря расположению плит на двух опорах, эаглубленных в грунт. Надежность сооружения в целом обеспечивается путем создания конструктивными элементами интенсивного гашения энергии потока, его перемешивание в нижнем бьефе и как следствие уменьшения размывов дна и берегов. Форма щитов и плит известных сооружений не позволяет, создавать искусственную поперечную циркуляцию потока при начальном подъеме уровня воды .в реке и паводках не более

20-50 вероятности превышения.

На фиг. 1 представлено предлагаемое берегозащитное сооружение, вид в плане: на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на.фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1.

Берегозащитное сооружение. включает опоры 1 с размещенными на них параллельными рядами плитами 2. выполненными в виде прямоугольной трапеции как в про-. дольном, так и в поперечном сечениях. Причем скосы верхних боковых сторон плит 2 в продольном сечении 3 (фиг. 2) и поперечном сечении 4 (фиг. 3) 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 отдельных опорах I, 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 через сооружение и над ним (фиг. 1).

Причем донные струи из части потока, про1726639 ходящей через сооружение, транспортируют донные насосы и направляются плитами

2 через сквозные каналы 5 к защищаемому берегу 6, где происходит отложение насосов.. укрепляющее защищаемый берег (донные струи на фиг. 1 показаны пунктирными линиями). Струи из части потока, проходящей над сооружением, переливаясь через плиты 2 трапецеидальной формы, стремятся пройти по нормали к их осям, отклоняясь тем самым от защищаемого берега 6(поверхностные струи показаны на фиг. 1 сплош10 ными линиями). Причем склонение струй благодаря скосу плит в продольном сечении

3 в сторону верхнего бьефа и их расположению под углом к потоку происходит при любом уровне воды в реке, не превышающем пятикратной высоты сооружения. Это обеспечивает расслоение потока, при кото15

20 ром поверхностные струи отклоняются в сторону русла реки, а донные — в сторону защищаемого берега и создает в потоке искусственную поперечную циркуляцию, благоприятствующую работе защищаемого берега.

При сходе струй с плит 2 происходит их резкое вертикальное расширение с образованием вихревых вальцов с горизонтальной осью вращения (фиг. 3) и направлением посторону защищаемого берега (фиг. 1).

Скос верхних граней плит 2 в поперечном сечении 4 (фиг. 3) в направлении верхнего бьефа обеспечивает отклонение

35 потока в его верхние слои. что способствует уменьшению силового воздействия потока на дно водотока, увеличению геометрических размеров вихревых вальцов эа плитами 2, а следовательно, и интенсивности

40 поступательного движения воды в вальцах, т.е. повышению из транспортирующей способности. Отклонение частоты потока в поверхностные слои приводит к более интенсивному гашению кинематической

45 энергии потока в этой зоне, зоне повышенных скоростей и более полному ее переходу в потенциальную энергию, что дополни-. тельно уменьшит скорости потока за плитами 2 и увеличит количество наносов 7, выпадающих в сквозных каналах 5 (фиг. 3) 50

Эти наносы 7 захватываются донными струями в сквозных каналах 5 и транспортируются за пределы сооружения, где и происходит их накопление. укрепляющее защищаемый берег. Кроме того. вихревые

55 вальцы в сквозных каналах 5 за плитами 2 благодаря массообмену между вальцом и транзитным потоком перехватывают часть взвешенных наносов из струй, проходящих над плитами 2, а также захватывают торцоступательного движения воды в вальцах в 30 вой частью вальцов часть донных наносов, проходящих через. сквозные каналы 5 и огибающих сооружение, и транспортируют их к защищаемому берегу, где они и откладываются (позиция 7 на фиг. 2).

Поверхностные струи у крайней со стороны русла плиты 2, отклоняясь в сторону русла реки, соударяются с основной частью потока, огибающей голову сооружения, что приводит к гашению кинематической энер- . гии потока и ее переходу в потенциальную энергию потока. т.е. к повышению уровня воды в зоне соударения струй и уменьшению скоростей потока. Аналогичные явления происходят и на каждой из плит 2 берегозащитного сооружения. Причем на всех плитах 2 сооружения, кроме крайней со стороны русла реки, при гашении энергии части потока, проходящей через каналы 5, путем соударения струй в качестве соударяющихся струй участвуют струи, проходящие над плитами 2 и отклоняющиеся в сторону русла реки, а также струи, беспрепятственно проходящие через коридоры 5 и не изменяющие в них своего направления. В целом это приводит к интенсивному гашению энергии потока, уменьшению скоростей потока за берегоэащитным сооружением. его силового воздействия на дно водотока и отложению наносов 7 за сооружением (фиг, 2), и следовательно, повышению надежности работы сооружения.

Выполнение плит в продольном и поперечном сечениях в виде прямоугольной трапеции позволяет повысить технологичность их изготовления, надежность крепления к опорам, усилить трамплинирующий эффект при протекании потока над плитами и свя занные с ним явления, а также обеспечить искусственную поперечную циркуляцию при небольших паводках 2050 вероятности превышения) и начале подъема воды в реке.

Расположение каждой плиты 2 на двух опорах 1 повышает надежность их крепления и устойчивость сооружения в целом.

Применение предлагаемого сооружения обеспечит надежную работу конструкции при любых уровнях воды в реке, не превышающих пятикратную высоту сооружения, и увеличит объем наносов, отложившихся у защищаемого берега на 25-30 $ по сравнению с прототипом. При этом на 3540 уменьшится объем материалов (сборный железобетон) и. его стоимость, упростится конструкция сооружения и сроки ее возведения.

Формула изобретения

1. Берегозащитное сооружение, включающее соединенные с установленными в

1726639

Фиг. 2 грунтопорами плиты, о тл ич э ю щеес я тем, что. с целью повышения надежности работы, плиты установлены параллельными рядами под углом к потоку, а их верхние грани выполнены скошенными как в Ilp0- 5 дольном, так и в поперечном сечениях и ориентированы скосами верхних граней в направлении верхнего бьефа с образованыем между ними сквозных каналов в направлении защищаемого берега, при этом 10 каждая плита установлена на двух опорах, в сквозных. каналах размещены аналогичные основным дополнительные плиты, установленные на двух опорах смежных основным плит с образованием в плане зигзэгообрэз- 15 ного очертания, а скосы верхних граней дополнительных плит ориентированы в сторону верхнего бьефа, кроме того, со стороны нижнего бьефа размещены плиты прямоугольного сечения, установленные на двух смежных опорах дополнительных плит с образованием карманов треугольной формы, верхняя грань основания которых выполнена скошенной в направлении верхнего бьефа, при этом скос основания карманов равен скосу основных и дополнительных плит в продольном направлении.

2. Сооружениеп.оп.1,отл ичающеес я тем, что основные и дополнительные плиты в поперечном и продольном сечениях выполнены в виде прямоугольной трапеции.

1726639

Составитель Е.Ефимова

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор H.Êîðîëü

Редактор Ю.Середа

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

Заказ. 1255 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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