RU171642U1

RU171642U1 - ONE-STAGE DIFFERENCE OF THE COMBINED DESIGN

Info

Publication number: RU171642U1
Application number: RU2016150051U
Authority: RU
Inventors: Салигаджи Омарович Курбанов; Ахмед Абдулкеримович Созаев; Мухамед Кадирович Кожоков
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Полезная модель относится к гидротехническому строительству и может быть использована в качестве сопрягающего сооружения для регулирования участков малых рек и каналов в земляных руслах в горных и предгорных зонах. Технический результат выражается в повышении эффективности конструкции. Одноступенчатый перепад содержит входную водосливную стенку, водобойный колодец-ступень из железобетонных элементов и боковые ограждающие стенки. В основании водобойного колодца-ступени по всей площади уложен габионный тюфяк толщиной 0,3-0,5 м, а сверху габионного тюфяка устроена ячеистая прямоугольная коробка из железобетонных балок квадратного сечения. В конце колодца-ступени высота поперечной балки наращена до 1,5 м для ее работы в качестве водобойной стенки, ячейки в коробчатой конструкции над габионным тюфяком заполнены крупнообломочным каменным материалом толщиной 0,5-1 м. Ограждающие боковые стенки перепада выполнены из армированных габионов, а в колодце-ступени продольные железобетонные балки коробчатой конструкции жестко связаны с водосливной стенкой, а поперечные балки разграничены с боковыми стенками деформационными швами. Перепад эффективно может быть использован для стабилизации эрозионных (размываемых) русловых процессов на горных и предгорных регулируемых участках урбанизированных зон малых рек и земляных сбросных каналов. 3 ил.The utility model relates to hydraulic engineering construction and can be used as a matching structure for regulating sections of small rivers and canals in earthen beds in mountain and foothill zones. The technical result is expressed in increasing the efficiency of the design. The one-stage differential contains an input overflow wall, a watering well-stage made of reinforced concrete elements and side enclosing walls. A gabion mattress 0.3-0.5 m thick is laid at the base of the watering well-step over the entire area, and a rectangular rectangular mesh box made of reinforced concrete beams of square cross section is arranged on top of the gabion mattress. At the end of the step well, the height of the transverse beam is increased to 1.5 m for its operation as a water-breaking wall, the cells in the box-shaped structure above the gabion mattress are filled with coarse stone material 0.5-1 m thick. The side walls of the delta are made of reinforced gabions, and in the step well, the longitudinal reinforced concrete box-shaped beams are rigidly connected to the spillway wall, and the transverse beams are delimited with the side walls by expansion joints. The overfall can be effectively used to stabilize erosive (eroded) channel processes in mountainous and foothill regulated areas of urbanized zones of small rivers and earth discharge channels. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к гидротехническому и мелиоративному строительству, и может быть использована в качестве сопрягающего сооружения для регулирования участков малых рек и каналов в земляных руслах на горных и предгорных их участках.The utility model relates to hydraulic engineering and land reclamation construction, and can be used as an interfacing structure for regulating sections of small rivers and canals in earthen beds on mountain and piedmont sections.

Известно аналогичное решение, содержащее одноступенчатый перепад, выполненный из ж.б. или каменных конструкций, используемый в качестве противоэрозионного сооружения [1. П.М. Степанов, И.Х. Овчаренко, П.С. Захаров ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ. - М.: Колос, 1980, с. 73-75.]. Основными недостатками данного технического решения являются низкая эффективность работы, а также большая материалоемкость конструкции.A similar solution is known, containing a one-stage differential made of reinforced concrete. or stone structures used as an anti-erosion structure [1. P.M. Stepanov, I.Kh. Ovcharenko, P.S. Zakharov HYDROTECHNICAL ANTI-EROSION STRUCTURES. - M .: Kolos, 1980, p. 73-75.]. The main disadvantages of this technical solution are the low efficiency, as well as the high material consumption of the structure.

Ближайшим аналогом является железобетонныей одноступенчатый перепад, устраиваемый на каналах как сопрягающее сооружение [2. Бахтин Б.М., Корюкин С.Н. Гидротехнические сооружения. - М.: Агропромиздат, 1991, с. 62-65.]The closest analogue is a single-stage reinforced concrete drop, arranged on the channels as an interfacing structure [2. Bakhtin B.M., Koryukin S.N. Waterworks. - M.: Agropromizdat, 1991, p. 62-65.]

Недостатком ближайшего аналога является высокая материалоемкость и низкая эффективность его работы в условиях малых рек и каналов в земляных руслах с высокими уклонами.The disadvantage of the closest analogue is the high material consumption and low efficiency of its work in small rivers and canals in earthen beds with high slopes.

Технический результат выражается в повышении эффективности конструкции.The technical result is expressed in increasing the efficiency of the design.

Сущность одноступенчатого перепада характеризуется совокупностью общих с ближайшим аналогом признаков, содержащей, входную водосливную стенку и водобойный колодец из ж.б. элементов, и отличающимися от ближайшего аналога признаками, а именно: в основании водобойного колодца-ступени по всей площади уложен габионный тюфяк толщиной 0,3-0,4 м, а сверху габионного тюфяка устроена ячеистая прямоугольная коробчатая конструкция из железобетонных балок квадратного сечения, причем количество ячеек в коробчатой конструкции может быть два или четыре, при этом в конце колодца-ступени высота поперечной балки наращена до 1,5 м для ее работы в качестве водобойной стенки, ячейки в коробчатой конструкции над габионным тюфяком заполнены крупнообломочным каменным материалом толщиной 0,5-1,0 м. Вместе с тем, в колодце ж.б. балки коробчатой конструкции жестко связаны между собой и с водосливной стенкой, и разграничены с боковыми ограждающими стенками деформационными швами.The essence of a one-stage differential is characterized by a set of common features with the closest analogue, containing an inlet spillway and a water well from a concrete block. elements, and signs that differ from the closest analogue, namely: at the base of the watering well-step, a gabion mattress 0.3-0.4 m thick is laid over the entire area, and a rectangular mesh box-shaped structure of reinforced concrete beams of square cross section is arranged on top of the gabion mattress; the number of cells in the box structure can be two or four, while at the end of the well-step, the height of the transverse beam is increased to 1.5 m for its operation as a water wall, cells in the box structure above the gabion mattress filled with coarse stone material with a thickness of 0.5-1.0 m. However, in the well reinforced concrete. box-shaped beams are rigidly connected to each other and to the spillway wall, and delimited with lateral walling by expansion joints.

Сущность одноступенчатого перепада поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано продольное сечение перепада комбинированной конструкции по оси движения потока воды. На фиг. 2 - сооружение в плане. На фиг. 3 - поперечное сечение перепада.The essence of the one-stage differential is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a differential of the combined structure along the axis of movement of the water flow. In FIG. 2 - construction in the plan. In FIG. 3 - cross section of the differential.

Одноступенчатый перепад состоит из входной водосливной стенки 1, водобойного колодца - ступени 2 (гасителя энергии), габионного тюфяка 3 в основании, коробчатой конструкции ступени, состоящий из продольных 4 и поперечных 5 балок, совмещенных с водобойной стенкой 6 колодца 2, каменной загрузки 7, береговых ограждающих стен 8, разграниченных с помощью деформационных швов 9 с водосливной стенкой 1 и продольными балками 4.A one-stage differential consists of an input overflow wall 1, a water well - stage 2 (energy absorber), a gabion mattress 3 at the base, a box-shaped structure of the stage, consisting of longitudinal 4 and transverse 5 beams combined with the water wall 6 of well 2, stone loading 7, coastal enclosing walls 8, delimited by means of expansion joints 9 with a spillway wall 1 and longitudinal beams 4.

Проектирование и расчет элементов одноступенчатого перепада осуществляется в соответствии с действующими строительными нормами и правилами с учетом фактических условий (топографических, гидрологических геологических и гидрогеологических) на рассматриваемом участке, где возводятся каналы и зарегулированные участки малых рек.Design and calculation of elements of a one-stage differential is carried out in accordance with applicable building codes and rules, taking into account the actual conditions (topographic, hydrological, geological and hydrogeological) in the area under consideration, where canals and regulated sections of small rivers are being built.

Все элементы одноступенчатого перепада возводятся на месте строительства сооружения. Вначале заготавливаются опалубочные щиты и арматурные каркасы по размерам монолитных конструкций перепада (водосливной стенки, ж.б. балок коробчатой конструкции и водобойной стенки), а также арматурные каркасы и гибионные сетки по размерам ограждающих стен. Затем осуществляется планировка строительной площадки и разрабатывают котлован под входной порог (водосливную стенку 1) и водобойный колодец-ступень 2, а также береговые ограждающие стенки 8. После, строительство начинают с водобойного колодца-ступени 2. Для этого планируют основание и монтируют габионный тюфяк 3 по всей площади основания ступени. Далее подготавливают основание под входную водосливную стенку 1, устанавливают опалубки с арматурными каркасами и заливают бетоном с уплотнением, таким образом возводят стенку. После чего над габионным тюфяком 3 возводят коробчатую конструкцию из монолитных ж.б. балок, сечение балок принимают квадратными с размерами 0,75×0,75 м или 1,0×1,0 м. На водобойной ступени количество ячеек в коробчатой конструкции принимают два или четыре, так как другое количество ячеек не дает необходимого эффекта. Затем возводят до необходимой высоты береговые подпорные стенки 8 перепада из армированных габионов, для этого подготавливают основание, устанавливают арматурные каркасы, внутри которых по ячейкам к решеткам каркаса прикрепляют габионные сеткии заполняют их каменным заполнителем. (Береговые ограждающие подпорные стенки могут быть выполнены и из монолитного железобетона). При этом между собой и водосливной стенкой железобетонные (продольные и поперечные) балки 4 соединяются жестко. А поперечные ж.б. балки 5 в конце ступени наращивают по высоте до 1,5 м (может быть и более), для использование их в качестве водобойных стенок 6 с целью эффективного гашения избыточной энергии потоков воды. При этом водосливная (входная) стенка 1 и продольные ж.б. балки 4, плотно прилегаемые к ограждающим стенам 8, разграничивают с ними деформационными швами 9. После набора необходимой прочности бетоном опалубки водосливной стенки и ж.б. балок, разбирают и увозят в место складирования. Все ячейки (промежутки) между ж.б. балками коробчатой конструкциина водобойной ступени загружают крупнообломочным каменным материалом 7(каменная загрузка) толщиной 0,5-1,0 м.All elements of a one-stage differential are erected at the construction site. First, shuttering boards and reinforcing cages are prepared according to the dimensions of the monolithic differential constructions (spillway, reinforced concrete beams of the box-shaped structure and the water-breaking wall), as well as reinforcing cages and gibio nets according to the size of the enclosing walls. Then, the construction site is planned and a pit is developed for the entrance threshold (overflow wall 1) and the water well-step 2, as well as the coastal enclosing walls 8. After that, the construction begins with the water-well-step 2. For this, the base is planned and a gabion mattress 3 is mounted and 3 over the entire area of the base of the step. Next, prepare the base under the inlet spillway 1, formwork with reinforcing cages is installed and concrete is poured with a seal, so the wall is erected. After that, a box construction of monolithic reinforced concrete is erected above the gabion mattress 3. beams, the cross-section of the beams is taken square with dimensions of 0.75 × 0.75 m or 1.0 × 1.0 m. At the water level, the number of cells in the box structure is two or four, since a different number of cells does not give the desired effect. Then, the coastal retaining walls 8 of the delta from reinforced gabions are erected to the required height, for this, the base is prepared, reinforcing cages are installed, inside of which gabion nets are attached to the gratings of the frame and filled with stone filler. (Coastal enclosing retaining walls can be made of monolithic reinforced concrete). In this case, reinforced concrete (longitudinal and transverse) beams 4 are connected rigidly between themselves and the spillway wall. A transverse reinforced concrete the beams 5 at the end of the step are increased in height to 1.5 m (maybe more), for use as watering walls 6 in order to effectively extinguish the excess energy of the water flows. In this case, the spillway (inlet) wall 1 and longitudinal reinforced concrete. beams 4, tightly adjacent to the enclosing walls 8, delimited with them by expansion joints 9. After gaining the necessary strength with concrete, the formwork of the spillway and reinforced concrete. beams, dismantled and taken to the place of storage. All cells (gaps) between reinforced concrete with box-shaped beams on a water-lifting stage, they are loaded with coarse stone material 7 (stone loading) with a thickness of 0.5-1.0 m.

Одноступенчатый перепад комбинированной конструкции особенно эффективно в условиях предгорных и горных зон земляных каналов и регулируемых участков малых рек, где интенсивно развиваются глубинные эрозионные процессы. В период эксплуатации перепада при прохождении водных потоков с максимальными расходами через сооружение в колодце ступени образуется затопленный гидравлический прыжок, способствующий гашению избыточной энергии потока. Вместе с тем, из-за гибкости и водопроницаемости конструкции часть потока воды проходит через габионный тюфяк основания и каменные загрузки колодца. В результате происходит рассредоточения и относительно равномерное распределение, действующих гидродинамических нагрузок потоков воды по всемуколодцу, стенкам и балкам коробчатой конструкции. При этом под основанием колодца (габионного тюфяка) и береговых примыканий не возникают опасные фильтрационные противодавления и деформации грунтов. Наличие габионного тюфяка под основанием и коробчатой конструкции с каменными загрузками на водобойной ступени повышают эффективность работы перепада. Таким образом, перепад, предлагаемой комбинированной конструкции, обеспечивает эффективное гашение избыточной энергии водных потоков и надежность работы всего сооружения.The one-stage drop of the combined design is especially effective in the conditions of foothill and mountain zones of earthen channels and regulated sections of small rivers, where deep erosion processes are intensively developing. During the operation of the delta, when water flows at maximum flow rates through the structure, a flooded hydraulic jump is formed in the step well, which helps to extinguish the excess flow energy. However, due to the flexibility and permeability of the structure, part of the water flow passes through the base gabion mattress and the stone loading of the well. As a result, the dispersal and relatively uniform distribution of the acting hydrodynamic loads of the water flows throughout the well, the walls and beams of the box structure occurs. At the same time, under the base of the well (gabion mattress) and coastal adjuncts, dangerous filtration backpressures and soil deformations do not occur. The presence of a gabion mattress under the base and a box-like structure with stone loads at the water-level steps increase the efficiency of the delta. Thus, the difference offered by the combined design provides effective quenching of the excess energy of water flows and the reliability of the entire structure.

Claims

1. A one-stage drop containing an inlet spillway wall, a watering well-step made of reinforced concrete elements and side enclosing walls, characterized in that a gabion mattress 0.3-0.4 m thick is laid at the base of the watering well-step over the entire area, and on top the gabion mattress has a rectangular cellular box-like structure made of reinforced concrete beams of square section, and the number of cells in the box-shaped structure can be two or four, while the height of the transverse beam is increased at the end of the well-step of 1.5 m for its operation as a stilling wall cells in the gabion box structure on a mattress filled macrofragmental stone material thickness of 0.5-1.0 m.

2. The one-stage drop according to claim 1, characterized in that the side walls of the edge are made of reinforced gabions, and in the well-step, the reinforced concrete beams of the box-shaped structure are rigidly connected to each other and to the spillway wall and delimited by expansion joints with the side enclosing walls.