Регуляционное струенаправляющее сооружение для мостового перехода через водоток

 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к откосным струенаправляющим сооружения.м, предназначенным для регулирования внутренней структуры потока и организации движения наносов у мостовых переходов на предгорных участках рек. Цель изобретения состоит в повьилении эффективности работы сооружения путем регулирования внутренней структуры потока при различны.х уровнях воды в водотоке. Струенаправляющее сооружение состоит из подходной дамбы I и струенаправляющей дамбы, примыкающей прямолинейным участко.м 2 к торцу подходной дамбы. В струепаправляющей дамбе на заданной глубине устроены сквозные каналы 5, которые сориентированы так, что их оси пересекают оси соответствующих полузапруд 6 не далее чем на I/3 их длины, считая от головы полузапруд. Отметки дна каналов 5 расположены на отметках гребней голов соответствующих полузапруд и уменьщаются в сторону мостового створа 9. Выходные участки 10 каналов 5 выполнены в виде трамплинов. Цри незначительном затоплении поймы, когда уровень воды не доходит до отметок дна каналов 5, в работу включаются только полузапруды, работаюцие как незатапливае.мые, образуя за собой S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ1420095!

511 4 Е 02 В 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Я

С

С

Ж

Сд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4145045/29-15 (22) 0.11.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (7) ) Украинский институт инженеров водного хозяйства (72) И. И. Кириенко, Л. А. Шинкарук и В. Д. Шуминский (53) 627.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1101500, кл. Е 02 В 3/02, 1983. (54) РЕГУЛЯЦИОННОЕ СТРУЕНАПРАВЛЯЮЩЕЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ ВОДОТОК (57) Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к откосным струенаправляющим сооружениям, предназначенным для регулирования внутренней структуры потока и организации движения наносов у мостовых переходов на предгорных участках рек. Цель изобретения состоит в повышении эффективности работы сооружения путем регулирования внутренней сгруктуры потока при различных уровнях воды в водотоке. Струенаправляющее сооружение состоит из подходной дамбы 1 и струенаправляющей дамбы, примыкающей прямолинейным участком 2 к торцу подходной дамбы. В струепаправляющей дамбе на заданной глубине устроены сквозные каналы 5, которые сориентированы так, что их оси пересекают оси соответствующих пол запруд 6 не далее чем на 1/3 их длины, считая от головы полузапруд. Отметки дна каналов 5 расположены на отметках гребней голов соответствующих полузапруд и уменьшаются в сторону мостового створа 9. Выходные участки 10 каналов 5 выполнены в виде трамплинов. При незначительном затоплении поймы, когда уровень воды не доходит до отметок дпа каналов 5, в работу включаются только полузапруды, работающие как незатапливаемые, образуя за собой

1420095 нодоворотные зоны с пониженными скоростями течения. С увеличением глубины на пойме вода начинает переливаться через гребни полузапруд 6 и каналы 5. 3а полузапрудами 6 будут возникать вихревые вальцы в результате резкого расширения струй, переливающихся через полузапруды в вер, тикальной плоскости. В результате активно1

11зобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к откосным струенаправляющим сооружениям, предн»значенным для регулирования внутренней, структуры потока и организации движения наносов у мостовых переходов на предгорных участках рек.

11елью изобретения является повышение эффективности работы сооружения путем регулирования внутренней структуры потока при различных уровнях воды в водотоке.

На фиг. 1 изображено предлагаемое сооружение. вид в плане; на фиг. 2 — — разрез

Л-Л на фиг. 1; на фиг. 3 -- разрез Б Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1.

Регуляционное струенаправляющее сооружение для мостового перехода включает подходную дамбу 1 и струенаправляющую амбу, примыкающую прямолинейным участком 2 к торцу нодходной дамбы и заканчивающуюся криволинейными верховым 3 и низовым 4 участками. В струенаправляющей дамбе на заданной глубине устроены сквозные каналы 5, направленные входами навстречу пойменному потоку. При этом сквозные каналы 5 сориентированы так, что их оси пересекают оси соответствующих полузапруд 6, примыкающих к русловому откосу дамбы, не далее чем на 1/3 их длины, считая от головы полузапруд. Кроме того, отметки дна 7 каналов 5 расположены на отметках гребней 8 голов соответствуlolllHx полузапруд 6 и уменьшаются в сторону мостового створа 9. Выходные участки 10 каналов 5 выполнены в виде трамплинов 11. Входные

12 и выходные 0 участки каналов 5 выходят за пределы поперечного сечения струепаправляющей дамбы как со стороны верхнего, так и со стороны нижне î бьефов.

Регуляционное струенаправляк>щее сооружение работает следующим образом.

При незначительном затоплении поймы, когда уровень воды не доходит до отметок дна 7 каналов 5, в работу включаются только полузапруды и работают как незатапливаемые, образуя за собой водоворотные зоны с пониженными скоростями течения. С увеливением глубины на пойме вода начинает

t.o регулирующего воздействия затапливаемых полузапруд на поток создается обгцая благоприятная поперечная циркуляция у руслового откоса дамбы за полузапрудами, в результате чего донные струи, влекущие наносы, направляются к защищаемой дамбе, где и происходит их отложение. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. переливаться через гребни 8 полузапруд 6 и сквозные каналы 5. За полузапрудами 6 возникают вихревые вальцы в результате резкого расширения струй, переливающихся через них в вертикальной плоскости. В результате активного регулирующего воздействия затапливаемых полузапруд 6 «а поток создается общая благоприятная поперечная циркуляция у руслового откоса струенаправляюшей дамбы за полузапрудами 6, вследствие чего донные струи, влекущие наносы, направляются к защищаемой дамбе. где и происходит их отложение, укрепляющее дамбу. При этом часть паводкового расхода поступает в подмостовое русло из поймы через сквозные каналы 5. Струи, вытекающие из сквозных каналов 5, попадают в район голов полузапруд 6 и отклоняются ими как косыми водосливами к стержню потока. При соударении с основным русловым потоком происходит гашение энергии потока и часть кинетической энергии струй переходит в потенциальную энергию потока.

При этом происходит некоторый дополнительный подъем уровня воды в голове полузапруд с образованием дополнительного градиента давления в направлении струенаправляющей дамбы, под действием которого в потоке за полузапрудами 6 усиливается поперечная циркуляция, повышается транспортируюгцая способность донных струй и интенсивность движения воды B вальце за полузапрудами. Максимальный дополнительный градиент, а следовательно, и эффект от ориентации сквозных каналов имеется в том случае, если оси каналов пересекают оси соответ ствуюших полузапруд на расстоянии 1, 3 их длины, считая от их голов, так как при обтекании голов полузапруд на указанной длине имеет место максимальное искривление траектории струй. Следовательно, здесь и возникает максимальный градиент давления.

При выходе струй из сквозных каналов 5 в результате резкого вертикального их расширения образуются отрывные вторичные течения с горизонтальной осью вращения, располагаемые между выходными участками

10 сквозных каналов 5 и полузапрудами 6.

1420095

Формула изойретения

4 вЂ

Фиг. 2

При этом скорости движения донных струй незначительны и они не угрожают размыву дна и откосам дамбы. Донные струи в отрывном течении направлены в сторону защищаемой дамбы и транспортируют к ней донные наносы, укрепляющие русловую часть дамбы. Интенсивность вращательного движения отрывного течения, его размеры и транспортирующую способность усиливает наличие трамплинов 11 в выходных участках

10 сквозных каналов 5 путем отклонения струй от защищаемого дна водотока.

Устройство каналов за пределами струенаправляющей дамбы как со стороны верхнего, так и со стороны нижнего бьефов позволяет увеличить длину каналов, в пределах которых более четко стабилизируется структура потока и он приобретает более целенаправленное движение. Благодаря этому на выходе из каналов 5 поток приобретает более компактную форму и большую скорость, что позволяет ему дальше продвинуться в нижний бьеф и иметь на подходе к полузапрудам большую скорость, что в конечном итоге усиливает благоприятную поперечную циркуляцию за полузапрудами. При этом исключается перелив потока через верх каналов во входных участках !2, что обеспечивает лишь торцовый подход к каналам и уменьшает сопротивление потоку на входе.

Уменьшение высот полузапруд и отметок дна соответствующих каналов в сторону створа мостового створа 9 уменьшает сосредоточенный перепад в граничной с откосом струе, рассредотачивая его на большей длине, и тем самым уменьшает продольные скорости вдоль струенаправляющей дамбы и опасность ее размыва. Кроме того, соответствие отметок дна каналов и гребней полузапруд обеспечивает транспортировку струй, выходящих из каналов в район голов полузапруд на отметки не ниже отметок гребней полузапруд, так как здесь формируются максимальные градиенты давления. При этом струи, вытекающие из каналов и перетекающие через гребни полузапруд, вливаются в русловой поток по сложным винтовым траекториям, одинаковым по направлению

4 с уже существующими за полузапрудами, что положительно сказывается на увеличение интенсивности движения воды в вихревых вальцах за полузапрудами и общей поперечной циркуляllèè в межполузаl1рудHûx пространствах. Одновременно каналы улуч5 шают режим протекания поверхностных струй. Гребни полузапруд, работая как косые водосливы, отклоняют повеpxHOcTHblE струи, обладающие повышенной размывающей способностью, в сторону русла от защищаемой дамбы. Струи, выходящие из каналов, усиливают этот эффект.

1. Регуляционное струенаправляющее

15 сооружение для мостового перехода через водоток, включающее расположенную в пойме водотока llo.гходную дамбу и струенаправляющую дамбу, примыкающую средним прямолинейным участком к торцу подходной

20 дамбы, заканчивающуюся криволинейными верховым и низовым участками, и имеющую в своем теле сквозные каналы, огли (Qюи еегя тем, что, с целью повышения эффективности работы путем регулирования внутренней структуры потока при различных уровнях

25 воды в водотоке, K рус.10в01у 0TKoc) кр во линейного верхового и прямолинейного участков струенаправляющей дамбы примыкают косо расположенные навстречу потоку затапливаемые полузапруды так, чTo продольные

30 оси сквозных каналов струенаправляющей дамбы пересекают оси соответствующих полузапруд не дальше чем на 1/3 их длины, считая от головы сооружения, причем оТМсТки д1а каналов струенаправляющей дамбы расположены на отметках гребней голов соответствующих полузапруд с их уменьшением в сторону мостового створа, а выходные участки каналов выполнены в виде трамплинов.

2. Сооружение 10 и. 1, отличающееся тем, что входные и выходные участки сквозных

40 каналов струенаправляющей дамбы выходят за пределы его поперечного сечения как со стороны верхнего, так и со стороны нижнего бьефов.

V8, С()cTивичс.<ь Е. Ефимова

P(.< l<,тор Е. Кои((а 1 скрс,< И. Берес Корректор H. Кори <ь

В и к аз 42(17/29 1 ираж 637 Г!оди ис но(В11ИИПИ Государственного комитета СССР по дечам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” -35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4