Водобойная стенка гидротехнического сооружения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 564383 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 12.7 5 (21) 2303496/15 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.77.Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 18.08.77 (51) М. Кл.

Е 02 B 8/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ао делам изобретений и атнрытий (53) УДК 627 838 (088. 8) В. И. Кашарин, В, В. Лагутов, Б. И. Сергеев и А. И. Лемешев (72) Авторы изобретения

Южный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (71) Заявитель (54) ВОДОБОЙНАЯ СТЕНКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве гасяшего устройства в нижнем бьефе или подпорного регулируюшего устройства.

Известна водобойная стенка, выполненная из железобетона и рассчитанная на гашение максимального расхода jl).

При минимальном расходе, когда подтопление со стороны нижнего бьефа отсутствует, образуется отогнанный гидравлический прыжок, что требует дополнительных сопрягаюших сооружений, например в виде каскада.

В силу большой материалоемкости и требовательности к качеству основания по1 добные гасители нуждаются в больших ка питаловложениях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является водобойная стенка, включаюшая гибкие полотниша, установленные одно над другим и прикрепленные системой тросов к анкерам j2).

Однако такая стенка не предусматривает гашение энергии потока в условиях неравномерного расхода.

С целью эффективного гашения энергии потока в условиях неравномерного расхода, полотниша прикреплены к анкерам системой тросов раздельно и установлены одно над другим с образованием водопропускной шели, причем гребень нижнего полотниша прикреплен к основанию сооружения посредством стабилизуюшего троса, На фиг. 1 изображена водобойная стенд ка, поперечный профиль; на фиг. 2 — крепление водобойной стенки, обши и вид.

Водобойная стенка включает гибкие полотниша 1, 2 установленные одно над другим и прикрепленные системой тросов 3, 15 4, 5 к анкерам 6 так, что образуют между собой водопропускную щель (, причем гребень нижнего полотнища 1 прикреплен к основанию сооружения 8 при помоши стабилизируюшего троса 9.

При пропуске минимального расхода поток поднимает водобойную стенку так что

> она автоматически занимает положение, по» казанное на фиг. 1 пунктиром, то есть образует водобойный колодец, глубина ко25 торого достаточна для создания несвобод564383 ного затопленного гидравлического прыжка за основным сооружением. В этом положении верхнее полотнище 2 свободно лежит на тросах крепления 3 нижнего, которые фиксируют горизонтальное положение узла

10 посредством несущего троса 4, минимальный расход в основном проходит через водопропускную щель 7, так как его энергия недостаточна дпя поднятия полотнища

2, затем поток скатывается в нижний бьеф по полотнищу 1, частично теряя энер гию на преодоление сопротивления его вол- нистой поверхности, образованной горизонтальными тросами подкрепляющей систе- мы 11.

Стабилизирующие тросы 9 этой системы необходимы дпя крепления полотнища 1 к узлу 10 и регулирования величины водопропускной щели 7.

При увеличении расхода кинетическая энергия потока, стремяшегося преодолеть . водобойную стенку, также увеличивается и становится достаточной дпя поднятия гребня полотнища 2, что вызывает увеличение глубины в водобойном колодце, образованном водобойной стенкой, до отметки, необходимой дпя создания несвободного затопления гидравлического прыжка после основного сооружения. Поднятие гребня полотнища 2, в силу эластичности материала, вызывает соответственное увеличение водопро пускной щели 7. Поток разделяется на две пропорциональные части: свободно переливающуюся через гребень водобойной стенки и истекающую под напорном через водопропускную шепь 7, причем уже не сливающихся на водоспивной грани полотнища

2, а соударяюшихся как разнонаправленные струи. Причем степень раскрытия водопропускной щели 7 тем больше, (а следовательно, выше и степень соударения потоков), чем больше проходящий расход, В момент пропуска максимального расхода профиль водобойной стенки принимает вид, показанный на фиг. 1: сплошными пиниями, при наибольшей степени гашения энергии потока. Водопропускная щель 7 показана в рабочем состоянии на фиг. 2. При уменьшении расхода глубина водобойного колодца уменьшается, вызывая соответственное уменьшение высоты гребни полотнища 2, пропускной способности водопропускной шепи 7 и степени гашения энергии потока на водоспивной грани полотнища.

Характерной особенностью конструкции является стабильная работа в единственном оптимальном положении при любом расходе, т.е. ее полная автоматизацин, устойчивость в отношении возникновения колебаний. Жесткость полотнищу 1 придает подкрепляющая система тросов 11, а способ закрепления полотнища 2 троса 3 и 5 исключает отрыв потока от полотнища, с

Данная водобойная стенка может испопьзоватьсяикак самостоятельное подпорное регулирующее устройство, которое не требует устройства дополнительных гасителей энергии в нижнем бьефе, что особенно

10 актуально в условиях неравномерных расходов.

Предлагаемая водобойная стенка обеспечивает хорошее сопряжение бьефов при эффективном автоматическом гашении энер15 гии потока соударением разнонаправленных струй в условиях неравномерного расхода, что позволяет уменынить не только длину водобойного колодца за основным водонапорным сооружением, но и длину

20 крепления рисбермы по сравнению с извест. ными устройствами. Самостоятельно может использоваться как эффективное противоэрозионное сооружение.

Применение в конструкции легких сов25 ременных эластичных материалов, ее высокие индустриапьность и технологичность монтажа позволяют использовать ее даже на просадочных и несвязных грунтах, в труднодоступных и сейсмоактивных лайоЗ0 нах при малых капиталовложениях и затратах труда.

Формула изобретения

1. Водобойная стенка гидротехнического сооружения, включающая гибкие попотниша, установленные одно над другим и закрепленные системой тросов к анкерам, 4о о т и ы ч а ю ш а я с я тем, что, с цепью эффективного гашения энергии потока в условиях неравномерного расхода, полотнища прикреплены к анкерам системой тросов раздельно и установлены одно над дру

4: гим с образованием водопропускной шепи.

2. Водобойная стенка по л. 1, о т и и« ч а ю щ а я с я тем, что гребень нижнего полотнища прикреплен к основанию сооружении посредством стабилизирующего

50 троса.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

1. Чугаев P. P. "Гидравлика, Энергия, Л,, 1971, с. 378, рис. 12-18.

2. Журнал "Техника молодежи", 14 10

1974, статья Б. Сергеева "Самые легкие конструкции в истории техники, стр. 3234, рис. 12.

Составитель Л. Шелокова

Редактор Н. Скворцова Техред А. демьянова Корректор Н. Ковалева

Заказ 2000/198 Тираж 862 Поднисное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4