Способ пропуска воды и плавающего мусора через дорожную трубу

 

Изобретение относится к области обустройства дорог, в частности к эксплуатации водопропускных искусственных сооружений, и может быть использовано при строительстве дорожных насыпей. При сжатии поверхностного слоя водного потока уменьшается площадь его живого сечения на подходном участке и в его пределах эжектируют дополнительный поток жидкости поддоном, который устанавливают и закрепляют на плаву перед входным отверстием дорожной трубы. Технический результат – повышение водо- и мусоропропускной способности дорожных труб, работающих в безнапорном режиме, улучшение экологической ситуации в акваториях верхнего и нижнего бьефов, а также обеспечение пропуска всех паводковых и ливневых вод через дорожную трубу в безнапорном режиме за более короткое время. 3 ил.

Изобретение относится к способам обустройства дорог, в частности к способам отвода воды от основания дорог, и может найти применение при строительстве насыпей дорог, а именно при эксплуатации безоголовочных водопропускных сооружений, устанавливаемых под насыпями дорог.

Известен способ пропуска воды через дорожную трубу, включающий сжатие всего водного потока открылками входного обтекаемого оголовка водопропускного сооружения (Андреев О.В., Болдаков Е.В. и др. Краткий справочник по малым мостам и трубам. (Изыскание и проектирование)/Под общ. ред. Е.В.Болдакова. - М.: Изд-во дорожно-техн. литературы. ГУШОСДОРА МПС, 1953, 224 с.).

Применение обтекаемых оголовков с открылками дает некоторое увеличение расхода воды при работе трубы в напорном и полунапорном режимах, что позволяет заменить данный диаметр трубы на смежный с ним в сторону уменьшения. Однако этот способ обладает ограниченной пропускной способностью при пропуске воды через трубу, работающей в безнапорном режиме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ пропуска воды через водопропускное устройство, включающий сжатие всего водного потока за счет увеличения длины подходного участка с помощью увеличенных по длине боковых крыльев, стационарно установленных между порталом, надпортальной стенкой и распоркой (авт.св. СССР № 1654419, кл. Е 01 F 5/00, 1991 (прототип).

Недостатком данного технического решения, взятого в качестве прототипа, является ограниченная пропускная способность воды и полное отсутствие условий для пропуска плавающего мусора из верхнего бьефа в нижний, что приводит к его скоплению у входного отверстия водопропускного сооружения.

Изобретение направлено на повышение водо- и мусоропропускной способности безоголовочнои трубы, работающей в безнапорном режиме, за счет одновременного сжатия поверхностного слоя водного потока и уменьшения его площади живого сечения на подходном участке, а также эжектирования дополнительного потока жидкости в зоне подходного участка для пропуска воды и плавающего мусора через входное отверстие трубы из верхнего бьефа в нижний.

Для достижения результата в способе пропуска воды и плавающего мусора через безоголовочную трубу, работающую в безнапорном режиме, включающем сжатие водного потока перед входным отверстием трубы, одновременно со сжатием поверхностного слоя водного потока уменьшают площадь его живого сечения на подходном участке и в его пределах эжектируют дополнительный поток жидкости посредством поддона с направляющими крыльями, содержащего выполненные по центру поддона, по всей его длине, равной длине подходного участка, углубление шириной, равной ширине входного отверстия трубы, причем поддон устанавливают и закрепляют на плаву перед входным отверстием трубы с возможностью следования за изменениями переменного уровня поверхностного слоя водного потока.

Под подходным участком понимается часть акватории верхнего бьефа, непосредственно примыкающая к отверстию водопропускного сооружения и имеющая необходимые поверхностные скорости течения, в наиболее удаленном от отверстия створе, для пропуска воды и плавающего мусора.

На фиг.1 изображен вид сверху одной из возможных конструкций поддона, установленного перед входным отверстием трубы.

На фиг.2 - разрез поддона по А-А.

На фиг.3 - разрез поддона и трубы по Б-Б с изображением эпюры скоростей водного потока в створе отверстия трубы без поддона и с поддоном.

Для реализации способа используют одну из возможных конструкций поддона (фиг.1), которая представляет собой фигурный настил 1 с направляющими крыльями 4. Фигурный настил имеет в плане форму равнобочной трапеции. По центру поддона по всей его длине, равной длине подходного участка, имеется углубление 2 с шириной, равной ширине входного отверстия трубы 3. На поддоне перпендикулярно настилу и под углом к оси поддона установлены направляющие крылья. Поддон устанавливают и закрепляют перед входным отверстием трубы на плаву якорями 5 так, чтобы плоскость настила была горизонтальной, и на такую глубину, при которой часть направляющих крыльев находится над свободной поверхностью воды. При переменном уровне верхнего бьефа поддон должен следовать за его изменениями, что обеспечивается специальным приспособлением (не показан).

Поддон устанавливается в меженный период для труб, находящихся в эксплуатации, или после окончания строительства трубы.

Способ пропуска воды и плавающего мусора через дорожную трубу, работающую в безнапорном режиме, осуществляется следующим образам. Перед входным отверстием трубы устанавливают и закрепляют на плаву поддон, которым создают сжатие поверхностного слоя водного потока и одновременно уменьшают площадь его живого сечения на подходном участке. В связи с уменьшением сечения возрастает скорость водного потока, что приводит к понижению давления, а это создает дополнительный всасывающий поток жидкости в зоне подходного участка от его периферийных частей к центру поддона или к его продольной оси. Плавающий мусор, находящийся в зоне подходного участка, устанавливается за счет эжектирования вдоль продольной оси трубы и вместе с потоком жидкости устремляется к входному отверстию трубы 3 и, проходя через тело трубы и выходное отверстие, оказывается в нижнем бьефе.

Пропуск плавающего мусора через дорожную трубу очищает акваторию верхнего бьефа, тем самым улучшает экологическую ситуацию и создает условия для сбора мусора в нижнем бьефе путем установки мусороуловителей непосредственно за выходным отверстием трубы.

Предлагаемый способ пропуска воды и плавающего мусора через дорожную трубу позволяет повысить водо- и мусоропропускную способность труб, улучшить экологическую ситуацию на акваториях верхнего и нижнего бьефах, а также обеспечить весь пропуск воды как в паводковый, так и в ливневой периоды в безнапорном режиме в более короткий период времени.

Формула изобретения

Спocoб пропуска воды и плавающего мусора через безоголовочную дорожную трубу, работающую в безнапорном режиме, включающий сжатие водного потока перед входным отверстием трубы, отличающийся тем, что одновременно со сжатием поверхностного слоя водного потока уменьшают площадь его живого сечения на подходном участке и в его пределах эжектируют дополнительный поток жидкости посредством поддона с направляющими крыльями, содержащего выполненное по центру поддона по всей его длине, равной длине подходного участка, углубление с шириной, равной ширине входного отверстия трубы, причем поддон устанавливают и закрепляют на плаву перед входным отверстием трубы с возможностью следования за изменениями переменного уровня поверхностного слоя водного потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3