RU2320808C2

RU2320808C2 - Upper dam slope consolidation device

Info

Publication number: RU2320808C2
Application number: RU2006110806/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Шкура (RU); Виктор Николаевич Шкура; Виктор Матвеевич Федоров (RU); Виктор Матвеевич Федоров; Василий Иванович Перепелицин (RU); Василий Иванович Перепелицин; Ирина Николаевна Федорова (RU); Ирина Николаевна Федорова
Original assignee: ФГОУ ВПО "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" НГМА
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2008-03-27
Also published as: RU2006110806A

Abstract

FIELD: hydraulic building, particularly to protect ground dam slopes against wave flows.

SUBSTANCE: device comprises monolithic reinforced concrete covering and rows of wave absorbing members made of alternating semi-oval and wedge-like parts laid within row limits. Semi-oval parts have bases facing downwards. Wedge-like parts are arranged so that larger bases thereof face upwards and define flow-impinging channels along with semi-oval parts. The flow-impinging channels are curvilinear in plane view.

EFFECT: increased efficiency of wave energy damping due to possibility to use head-on wave absorption and wave absorption due to wave flow parts impingement.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано на водохранилищах для защиты земляных откосов плотин от волнового потока.The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used on reservoirs to protect the earth slopes of dams from the wave flow.

Известно крепление верхового откоса плотины, включающее монолитное железобетонное покрытие и волногасящие элементы в виде выступов, расположенных на откосе в шахматном порядке. Недостатком крепления является низкая эффективность гашения волнового потока (Шайтан B.C. Крепления земляных откосов гидротехнических сооружений: Госстрой СССР/ВО "Союз-водоканалпроект", ВНИИ ВОДГЕО. - М.: Стройиздат, 1974. - С.152-153, рис.IV. 18,б).It is known to mount the upper slope of the dam, including a monolithic reinforced concrete coating and wave-damping elements in the form of protrusions located on the slope in a checkerboard pattern. The drawback of fastening is the low efficiency of wave flow damping (Shaitan BC Fastenings of earthen slopes of hydraulic structures: Gosstroy of the USSR / VO Soyuz-Vodokanalproekt, VNII VODGEO. - M .: Stroyizdat, 1974. - P.152-153, Fig. IV. 18 b).

Наиболее близким к изобретению является крепление верхового откоса плотины, включающее монолитное железобетонное покрытие и ряды волногасящих элементов в виде прямоугольных ребер. Недостатком данного технического решения является то, что эффективное гашение волнового потока, обеспеченное лобовым столкновением всей водной массы потока с выступающими рядами прямоугольных ребер, достигается усилением конструкции покрытия за счет увеличения его толщины, наличием связей между отдельными плитами бетонирования, усилением армирования и т.д. А это - увеличение материалоемкости покрытия, снабженного к тому же сплошными и массивными (т.е. также достаточно материалоемкими) рядами прямоугольных ребер (Шайтан B.C. Крепления земляных откосов гидротехнических сооружений: Госстрой СССР/ВО "Союзводоканалпроект", ВНИИ ВОДГЕО. - М.: Стройиздат, 1974. - С.152-153, рис.IV. 18,в).Closest to the invention is the fastening of the upper slope of the dam, including a monolithic reinforced concrete coating and rows of wave-damping elements in the form of rectangular ribs. The disadvantage of this technical solution is that the effective damping of the wave flow, ensured by a head-on collision of the entire water mass of the stream with protruding rows of rectangular ribs, is achieved by strengthening the coating structure by increasing its thickness, the presence of bonds between individual concrete slabs, reinforcing reinforcement, etc. And this is an increase in the material consumption of the coating, which is also equipped with solid and massive (i.e. also quite material-intensive) rows of rectangular ribs (Shaitan BC Fastenings for earthen slopes of hydraulic structures: Gosstroy of the USSR / VO Soyuzvodokanalproekt, VNII VODGEO. - M .: Stroyizdat, 1974.- S.152-153, Fig. IV. 18, c).

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является обеспечение эффективного гашения волнового потока при одновременном снижении материалоемкости покрытия.The technical result achieved by the present invention is the provision of effective quenching of the wave flow while reducing the material consumption of the coating.

Данный технический результат достигается тем, что волногасящие элементы выполнены из поочередно расположенных в пределах ряда полуовальных и клиновидных деталей, причем полуовальные детали основанием обращены вниз, а клиновидные большим основанием обращены вверх и образуют с полуовальными криволинейные в плане потокосоударяющие каналы.This technical result is achieved by the fact that the wave-suppressing elements are made of semi-oval and wedge-shaped parts alternately arranged within a row, with the semi-oval parts with the base facing down and the wedge-shaped parts with a large base facing up and form flow-waving channels curved in plan with semi-oval.

На фиг.1 изображен профиль верхового откоса с рядами волногасящих элементов; на фиг.2 - сечение А-А, с изображением полуовальных и клиновидных волногасящих элементов и направлением перемещения накатывающегося потока.Figure 1 shows the profile of the uphill slope with rows of wave-damping elements; figure 2 is a section aa, with the image of semi-oval and wedge-shaped wave-damping elements and the direction of movement of the rolling stream.

Крепление верхового откоса 1 плотины включает монолитное железобетонное покрытие 2, ряды 3 волногасящих элементов, выполненных из поочередно расположенных в пределах ряда 3 полуовальных 4 и клиновидных 5 деталей, причем полуовальные детали основанием 6 обращены вниз, а клиновидные большим основанием 7 обращены вверх и образуют с полуовальными криволинейные в плане потокосоударяющие каналы 8. Снизу крепление поддерживается упорной плитой 9, а сверху заканчивается парапетом 10.The fastening of the upper slope 1 of the dam includes a monolithic reinforced concrete coating 2, rows 3 of wave-suppressing elements made of semi-oval 4 and wedge-shaped 5 parts alternately located within row 3, with the semi-oval parts with the base 6 facing down, and the wedge-shaped parts with the large base 7 facing up and forming with semi-oval flow-impacting channels curvilinear in terms of 8. The bottom support is supported by a thrust plate 9, and the top ends with a parapet 10.

Крепление верхового откоса работает следующим образом.Mounting the slope works as follows.

При воздействии ветра на свободную поверхность водохранилища появляются волны, которые, перемещаясь в сторону плотины, накатываются на покрытие 2 откоса 1. Накатывающийся на покрытие 2 волновой поток встречает на своем пути ряды 3 волногасящих элементов, выполненных из полуовальных 4 и клиновидных 5 деталей. При этом часть водной массы сталкивается "в лоб" с волногасящими элементами (деталями) 4, 5, а другая часть обтекает их, попадая в потокосоударяющие каналы 8, образованные полуовальными 4 и клиновидными 5 деталями. Благодаря тому что полуовальные 4 детали основанием 6 обращены вниз, а клиновидные 5 большим основанием 7 обращены вверх, направления криволинейных в плане каналов 8 в пределах ряда 3 поочередно меняется, что обеспечивает соударение направленных навстречу друг другу частей потока водной массы, попавшей в каналы 8. Таким образом, часть волновой энергии гасится при "лобовом" столкновении потока с волногасящими элементами 4, 5, другая же часть волновой энергии гасится при соударении частей потока. Проходя через несколько рядов волногасящих элементов, расположенных на надводной части покрытия, волновой поток теряет свою энергию, и на откосе волнового наката уже не наблюдается.When the wind acts on the free surface of the reservoir, waves appear which, moving towards the dam, roll onto the cover 2 of the slope 1. The wave flow rolling onto the cover 2 meets in its way rows of 3 wave-absorbing elements made of 4 semi-oval and 5 wedge-shaped parts. At the same time, part of the water mass collides "head-on" with wave-extinguishing elements (parts) 4, 5, and the other part flows around them, falling into the flow-impact channels 8 formed by semi-oval 4 and wedge-shaped 5 parts. Due to the fact that the semi-oval 4 parts with the base 6 facing down, and the wedge-shaped 5 with the large base 7 facing up, the directions of channels 8, curved in terms of plan, within row 3 alternately change, which ensures the impact of the parts of the water mass flowing into the channels 8 directed towards each other. Thus, part of the wave energy is extinguished during a “head-on” collision of the flow with the wave extinguishing elements 4, 5, while the other part of the wave energy is extinguished during the collision of the parts of the flow. Passing through several rows of wave-damping elements located on the surface of the coating, the wave flow loses its energy, and is no longer observed on the slope of the wave run-up.

Применение изобретения позволит обеспечить эффективное гашение волновой энергии за счет использования традиционного (лобового) способа гашения и нового, основанного на соударении частей волнового потока. При этом не потребуется увеличение толщины или усиление армирования покрытия, так как часть водной массы направляется в обход волногасящих элементов, обтекает их и соударяется за волногасящими элементами, которые образуют не сплошные и массивные ряды, а сквозные (т.е. менее материалоемкие, чем у прототипа), пронизанные потокосоударяющими каналами.The application of the invention will allow for efficient quenching of wave energy by using the traditional (frontal) quenching method and a new one based on the collision of parts of the wave flow. In this case, an increase in thickness or reinforcement of the coating reinforcement is not required, since part of the water mass goes around the wave-damping elements, flows around them and strikes behind the wave-damping elements, which form not continuous and massive rows, but through (i.e., less material-intensive than prototype) penetrated by flow-impact channels.

Claims

The fastening of the upper slope of the dam, including a monolithic reinforced concrete coating and rows of wave-extinguishing elements, characterized in that the wave-extinguishing elements are made of semi-oval and wedge-shaped parts alternately located within a row, with the semi-oval parts with the base facing down and the wedge-shaped parts facing up and forming curved with a semi-oval in terms of flow-impinging channels.