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Vorrichtung zur Verminderung oder Behebung der Schwingungen von Stauverschlüssen
Bei Stahlwasserbauten können bei gewissen Betriebszuständen Schwingungen auftreten, die manchmal nur unangenehme akustische Wirkungen zeitigen, manchmal aber sowohl für den beweglichen Verschluss selbst wie auch für den tiefbaulichen Teil der Anlage gefährlich werden können.
Es war daher seit jeher das Bestreben danach gerichtet, solche Schwingungen zu vermeiden oder, wenn solche aufgetreten sind, sie zu mildern bzw. ganz zu beseitigen.
Als Ursache des Auftretens von Schwingungen hat man meist den Unterdruck angesehen, der entsteht, wenn der Raum unterhalb des Überfallstrahles nicht oder zu wenig belüftet ist.
Man hat daher als Abhilfemassnahme in erster Linie für eine gute Belüftung des erwähnten Raumes gesorgt, sei es durch Zuführung der Luft von der Seite her oder durch Aufreissen des Strahles mit Störkörpern an der Überfallkante oder durch Ansetzen von Röhren an Öffnungen in der Stauwand u. dgl.
Nun wurde aber wiederholt festgestellt, dass auch ein von der Seite her vollkommen belüfteter Strahl schwingt, obwohl also unterhalb kein Unterdruck vorhanden sein kann.
Als weitere Abhilfemassnahmen sind Vorrichtungen zur wiederholten Änderung der Strahlform (wie z. B. Zahnränder, niedere dachförmig gestaltete Leitbleche, streckenweise veränderte Profilformen der Sohlendichtungsbalken usw.) bekannt, die hauptsächlich durch die Reibung zwischen den verschiedenen Strahlsektionen wirken oder aber dem überfallenden Wasserband einen welligen Querschnitt geben sollen.
Ferner wurden schon Erfolge durch Veränderung der Eigenschwingungszahlen erreicht.
Mit den bekannten Methoden lässt sich aber nicht immer ein befriedigendes Ergebnis erzielen, insbesondere dann nicht, wenn die Strahlstärke gross ist oder wenn der schwingende Verschluss eine grosse Lichtweite überspannt oder der Strahl eine grosse Falltiefe aufweist. Auch ist die Vorsorge für eine ausreichende Belüftung von der Seite her öfters entweder überhaupt nicht möglich oder wegen der erforderlichen grossen Querschnitte der Luftkanäle sehr kostspielig.
Die gegenstandliche Erfindung beruht nun auf dem Grundgedanken, den Strahl nicht allein zwecks Belüftung aufzureissen, sondern die Strahlmasse (ab Überfallkante oder tiefer) zu zerteilen, d. h. vollständig zu durchtrennen und allenfalls gleichzeitig für den örtlichen Druckausgleich in den Schwingungsknotenpunkten zu sorgen. Als Mittel hiezu werden Stäbe oder Hohlkörper angewendet, die entsprechende statische Eigenschaften und eine strömungstechnisch günstige Gestalt aufweisen.
Demgemäss ist die Vorrichtung zu Verminderung oder Behebung der Schwingungen von über-oder unterströmen Stauverschlüssen dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren, allenfalls hohlen Stäben besteht, die ausserhalb der Stauwand am Verschluss oder am festen Unterbau in geeigneten Abständen angebracht sind und deren Länge so bemessen ist, dass sie ausreicht, den Strahl in jeder schwingungsgefährdeten Zwischenlage des Verschlusses vollständig zu durchtrennen.
Die Vorrichtung kann an der Krone oder an der Konstruktionsunterkante des schwingenden Verschlusses selbst oder an einer beliebigen andern Stelle angebracht werden, wenn damit nur der Strahl möglichst vollkommen durchschnitten wird und durch relativ kleine Kommunikationen der Ausgleich grosser Druckunterschiede an den kritischen Stellen ermöglicht wird.
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Die Vorrichtung kann aus Stäben, dünnen Rohren, schmalen Trennpfeilern, Böcken od. dgl. bestehen und aus Holz, Stahl, Aluminium, Stahlbeton, allenfalls aus Fertigbetonteilen oder irgendeinem andern Baustoff, angefertigt werden.
Mit der Vorrichtung ist ein sehr kleiner Aufwand an Material und Kosten verbunden. Es genügt, sie an einigen wenigen Stellen anzubringen. Ausserdem wird die schwingende Konstruktion so wenig wie möglich durch äussere Kräfte zusätzlich belastet, insbesondere wenn sie schneidenartig, also sehr schmal ausgebildet ist.
In der Zeichnung sind einige willkürlich gewählte Verwendungsbeispiele der gegenständlichen Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine aus Rohren bestehende Vorrichtung 1 gegen Schwingungen bei Überströmung eines Stauverschlusses. Fig. 2 zeigt eine aus Stäben bestehende Vorrichtung 1 gegen Schwingungen bei Unterströmung eines Stauverschlusses. Fig. 3 zeigt eine aus Rohren bestehende Vorrichtung 1, die auf dem nicht schwingenden Teil 2 eines zweiteiligen Stauverschlusses angebracht ist. Fig. 4 zeigt eine aus schmalen Trennpfeilern mit Luftkanälen 3 versehene Vorrichtung 1, die am Unterbau angebracht ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Verminderung oder Behebung der Schwingungen von über-oder unterströmten Stauverschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren, allenfalls hohlen Stäben besteht, die ausserhalb der Stauwand am Verschluss oder am festen Unterbau in geeigneten Abständen angebracht sind und deren Länge so bemessen ist, dass sie ausreicht, den Strahl in jeder schwingungsgefährdeten Zwischenlage des Verschlusses vollständig zu durchtrennen.