SU1726639A1 - Берегозащитное сооружение - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к гидротехническимсооружениям, в частности к сооружениям, предназначенным для .защиты берегов рек, откосов оградительных и струенэправ- ляющих дамб, а также регулирования русловойдеятельности рек. На опорах сооружения 1 размещены параллельными рядами плиты 2, верхняя грань которых выполненаскошенный как в продольном, так и поперечном сечениях. Плиты 2 расположеныпод углом к потоку, ориентированы скосамиверхних граней в направлении верхнего бьефа и имеют в продольном 3 и поперечном 4 сечениях форму прямоуголь ной трапеции. При этом каждая плита 2 расположенана 2-х-опорах. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

С

Фиг.1

Изобретение относитс  к гидротехническому строительству и может быть использовано дл  защиты берегов рек и откосов земл ных гидротехнических сооружений от размывов, регулировани  русловой де тельности потока, а также смешивани  сточных вод.

Известны берегозащитные устройства, включающие опоры с размещенными на них щитами или плитами пр моугольной формы .

Недостаток данных устройств состоит в том, что пр моугольна  форма щитов и плит не обеспечивает надежную работу сооружени  и не создает благопри тную искусственную поперечную циркул цию потока в начальный период паводка и подъема уровн  воды. Именно в этот период возникают максимальные уклоны свободной поверхности воды, максимальные перепады уровней воды на сооружении и максимальные размывы грунта основани .

Известна берегозащитна  опора, состо ща  из отдельных бычков, расположенных на свайном основании и выполненных из Х-образно установленных в плане массивов пр моугольной формы, причем каналы между нижними массивами направлены в сторону защищаемого берега, а между верхними - в сторону русла.

Недостаток данной опоры заключаетс  в том/что при подъеме уровн  воды в начальный период возникновени  паводка или при прохождении небольших паводков примерно 20-50% веро тности превышени , которые проход т 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 циркул ции, усилит размыв основани  сооружени  и защищаемого берега и снизит надежность ее работы. Пр моугольна  форма массивов обеспечивает расслоение потока и создание искусственной поперечной циркул ции лишь при совместном действии верхних и нижних массивов, что имеет место при высоких паводках, а отсутствие скоса верхних граней массивов не отклон ет поток от защищаемого берега и дна водотока при малых паводках и начале подъема паводка .

Цель изобретени  - повышение надежности работы сооружени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в берегозащитном сооружении, включающем опоры с размещенными на них параллельными р дами плитами под углом к потоку, верхние грани плит выполнены скошенными как в продольном, так и в поперечном сечени х и ориентированы скосами верхних

граней в направлении верхнего бьефа с образованием между ними сквозных каналов в направлении защищаемого берега, при этом кажда  плита установлена на двух опорах . Кроме того, плиты выполнены в про0 дольном и поперечном сечени х в виде пр моугольной трапеции.

Выполнение плит скошенными в продольном направлении и расположение их под углом к потоку обеспечивает расслое5 ние потока и создание искусственной поперечной циркул ции даже при небольших паводках 20-50% веро тности превышени  и менее. Скос плит в поперечном направлении , использу  трамплинирующий эффект,

0 обеспечивает отклонение потока в верхние слои, уменьша  тем самым силовое воздействие потока на дно водотока и способствует усилению искусственной поперечной циркул ции потока. Надежность работы со5 оружени  повышаетс  благодар .расположению плит на двух опорах, заглубленных в грунт. Надежность сооружени  в целом обеспечиваетс  путем создани  конструктивными элементами интенсивного гаше0 ни  энергии потока, его перемешивание в нижнем бьефе и как следствие уменьшени  размывов дна и берегов. Форма щитов и плит известных сооружений не позвол ет создавать искусственную поперечную цир5 кул цию потока при начальном подъеме уровн  воды в реке и паводках не более 20-50% веро тности превышени .

На фиг. 1 представлено предлагаемое берегозащитное сооружение, вид в плане:

0 на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на. фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1..

Берегозащитное сооружение включает опоры 1с размещенными на них параллельными р дами плитами 2. выполненными в

5 виде пр моугольной трапеции как в продольном , так и в поперечном сечени х. Причем скосы верхних боковых сторон плит 2 в продольном сечении 3 (фиг. 2) и поперечном сечении 4 (фиг. 3) ориентированы в сторону

0 верхнего бьефа с образованием между плит 2 сквозных каналов 5 (фиг. 1) в направлении защищаемого берега 6. Кажда  плита 2 расположена на двух отдельных опорах 1. Берегозащитное сооружение работает

5 следующим образом.

При подходе потока к сооружению он раздел етс  на две части. Одна часть потока огибает сооружение в плане, а друга  проходит через сооружение и над ним (фиг. 1). Причем донные струи из части потока, проход щей через сооружение, транспортируют донные насосы и направл ютс  плитами.

2через сквозные каналы 5 к защищаемому берегу 6, где происходит отложение насосов ., укрепл ющее защищаемый берег (донные струи на фиг. 1 показаны пунктирными лини ми). Струи из части потока, проход щей над сооружением, перелива сь через плиты 2 трапецеидальной формы, стрем тс  пройти по нормали к их ос м, отклон  сь тем самым от защищаемого берега 6 (поверхностные струи показаны на фиг. 1 сплошными лини ми). Причем склонение струй благодар  скосу плит в продольном сечении

3в сторону верхнего бьефа и их расположению под углом к потоку происходит при любом уровне воды в реке, не превышающем п тикратной высоты сооружени . Это обеспечивает расслоение потока, при котором поверхностные струи отклон ютс  в сторону русла реки, а донные - в сторону защищаемого берега и создает в потоке искусственную поперечную циркул цию, благопри тствующую работе защищаемого берега.

При сходе струй с плит 2 происходит их резкое вертикальное расширение с образованием вихревых вальцов с горизонтальной осью вращени  (фиг. 3) и направлением поступательного движени  воды в вальцах в сторону защищаемого берега (фиг. 1).

Скос верхних граней плит 2 в поперечном Сечении 4 (фиг. 3) в направлении верхнего бьефа обеспечивает отклонение потока в его верхние слои, что способствует уменьшению силового воздействи  потока на дно водотока, увеличению геометрических размеров вихревых вальцов за плитами 2, а следовательно, и интенсивности поступательного движени  воды в вальцах, т.е. повышению из транспортирующей способности . Отклонение частоты потока в поверхностные слои приводит к более интенсивному гашению кинематической энергии потока в этой зоне, зоне повышенных скоростей и более полному ее переходу в потенциальную энергию, что дополнит тельно уменьшит скорости потока за плитами 2 и увеличит количество наносов 7, выпадающих в сквозных каналах 5 (фиг. 3). Эти наносы 7 захватываютс  донными стру ми в сквозных каналах 5 и транспортируютс  за пределы сооружени , где и происходит их накопление, укрепл ющее защищаемый берег. Кроме того, вихревые вальцы в сквозных каналах 5 за плитами 2 благодар  массообмену между вальцом и транзитным потоком перехватывают часть взвешенных наносов из струй, проход щих над плитами 2, а также захватывают торцовой частью вальцов часть донных наносов, проход щих через сквозные каналы 5 и огибающих сооружение, и транспортируют их к защищаемому берегу, где они и откладыва- ютс  (позици  7 на фиг. 2).

Поверхностные струи у крайней со стороны русла плиты 2. отклон  сь в сторону русла реки, соудар ютс  с основной частью потока, огибающей голову сооружени , что

0 приводит к гашению кинематической энергии потока и ее переходу в потенциальную энергию потока, т.е. к повышению уровн  воды в зоне соударени  струй и уменьшению скоростей потока. Аналогичные  вле5 ни  происход т и на каждой из плит 2 берегозащитного сооружени . Причем на всех плитах 2 сооружени , кроме крайней со стороны русла реки, при гашении энергии части потока, проход щей через каналы 5,

0 путем соударени  струй в качестве соудар ющихс  струй участвуют струи, проход щие над плитами 2 и отклон ющиес  в сторону русла реки, а также струи, беспреп тственно проход щие через коридоры 5 и не изме5 н ющие в них своего направлени . В целом это приводит к интенсивному гашению энергии потока, уменьшению скоростей потока за берегозащитным сооружением, его силового воздействи  на дно водотока и от0 ложению наносов 7 за сооружением (фиг. 2), и следовательно, повышению надежности работы сооружени .

Выполнение плит в продольном и поперечном сечени х в виде пр моугольной тра5 пеции позвол ет повысить технологичность их изготовлени , надежность креплени  к опорам, усилить трамплинирующий эффект при протекании потока над плитами и св занные с ним  влени , а также обеспечить

0 искусственную поперечную циркул цию при небольших паводках (20-50% веро тности превышени ) и начале подъема воды в реке.

Расположение каждой плиты 2 на двух

5 опорах 1 повышает надежность их креплени  и устойчивость сооружени  в целом.

Применение предлагаемого сооружени  обеспечит надежную работу конструкции при любых уровн х воды в реке, не

0 превышающих п тикратную высоту сооружени , и увеличит обьем наносов, отложившихс  у защищаемого берега на 25-30% по сравнению с прототипом. При этом на 35- 40% уменьшитс  обьем материалов (сбор5 ный железобетон) и его стоимость, упроститс  конструкци  сооружени  и сроки ее возведени .

Формула-изобретени  1. Берегозащитное сооружение, включающее соединенные с установленными в

грунт опорами плиты, отличающеес  тем. что. с целью повышени  надежности работы, плиты установлены параллельными р дами под углом к потоку, а их верхние грани выполнены скошенными как в продольном , так и в поперечном сечени х и ориентированы скосами верхних граней в направлении верхнего бьефа с образованием между ними сквозных каналов в направлении защищаемого берега, при этом кажда  плита установлена на двух опорах, в сквозных каналах размещены аналогичные основным дополнительные плиты, установленные на двух опорах смежных основным плит с образованием в плане зигзагообразного очертани , а скосы верхних граней доФиг . 2

0

полнительных плит ориентированы в сторону верхнего бьефа, кроме того, со стороны нижнего бьефа размещены плиты пр мо угольного сечени , установленные на двух смежных опорах дополнительных плит с образованием карманов треугольной формы, верхн   грань основани  которых выполнена скошенной в направлений верхнего бьефа, при этом скос основани  карманов равен скосу основных и дополнительных плит в продольном направлении.

2. Сооружение по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что основные и дополнительные

15 плиты в поперечном и продольном сечени х

выполнены в виде пр моугольной трапеции.

А-А

фи&.З

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Берегозащитное сооружение, включающее соединенные с установленными в

   Ί грунт опорами плиты, отличающееся тем. что, С целью повышения надежности работы, плиты установлены параллельными рядами под углом к потоку, а их верхние грани выполнены скошенными как в про- 5 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 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 зигзагообразного 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 направлений верхнего бьефа, при этом скос основания карманов равен ско10 су основных и дополнительных плит в продольном направлении.
2. 2. Сооружение по π. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что основные и дополнительные 15 плиты в поперечном и продольном сечениях выполнены в виде прямоугольной трапеции.

   А-А

   Фиг.2

   4726639

   6~6