СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ГИБКОГО СОПРЯГАЮЩЕГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК E02B8/06 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве сопрягающего сооружения для предотвращения донной эрозии на реках и каналах.

Известен водосброс монолитной конструкции [1], содержащий водослив, между бычками которого устроены углубления и консоли либо трамплины, которыми поток разделяется на струи, падающие рядами на струеотражатели с гребнями при вершине. Боковые поверхности струеотражателей направляют их в камеры, где они соударяются. Струеотражатели примыкают к водобойному порогу.

Недостатками данного технического решения являются:

- крепление с течением времени может разрушаться в результате гидродинамических воздействий потока на конструкцию быстротока;

- жесткость конструкции быстротока негативно влияет на работу и может подвергать его сильному разрушению в процессе эксплуатации;

- долговечность таких конструкций мала.

Наиболее близким техническим решением является перепад, монтируемый из отдельных сборных блоков [2] и состоящий из водослива с понуром и водобоем. Недостатками данного технического решения являются:

- сопрягающее сооружения собирается из отдельных блоков, которые не связаны между собой и с течением времени могут разрушаться в результате гидродинамических воздействий потока на конструкцию из-за действия фильтрационного потока;

- жесткость конструкции сопрягающего сооружения негативно влияет на работу и может подвергать его сильному разрушению в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы, а также прочности и устойчивости сооружения от динамического и статического давления потока воды.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляется подготовка основания, для чего производятся все необходимые земляные работы. Далее монтируется водослив из отдельных блоков, которые заблаговременно изготавливаются индустриальным методом на железобетонных заводах. Толщина отдельных блоков зависит от возможной статической и динамической нагрузки и может быть равной 0,3÷0,7 м, а высота определяется расчетами и составляет 2÷6 м. Сверху блока закреплен швеллер, который имеет повышенную сопротивляемость истиранию. По бокам блоков имеются закладные элементы, которые приставляются друг к другу и монтируются соединительной проволокой путем скручивания ключом. Для этого у ключа предусмотрены отверстия, в которые вставляются концы скручиваемой проволоки, и его вращением производится их скрутка. Для обеспечения герметичности между блоками помещается герметик. В качестве герметика может использоваться рубероид, битум.

Гребень водослива для усиления износостойкости против действия наносов укреплен металлическим швеллером. Установка блоков осуществляется по нивелиру так, чтобы гребень был горизонтален. В блоках водослива с низовой и с верховой стороны предусмотрены петли, к которым присоединятся плетеная сетка. Количество петель на каждом блоке может быть 3÷6 шт и с низовой стороны они могут быть установлены в два ряда. Плетеная сетка представляет из себя рулоны длиной 10 м и шириной 1,5÷2,5 м, которые укладываются путем их разматывания. Рулоны плетеной сетки укладывается с образованием нахлеста шириной 10÷20 см и по всей длине с шагом 15÷30 см скручиваются соединительной проволокой. Так, с низовой стороны к водосливу соединяется плетеная сетка, которая покрывается высокопрочным бетоном. Толщина проволоки плетеной сетки 5÷7 мм, а толщина высокопрочного бетона может быть в пределах 0,3÷0,7 м. Таким образом, сооружается армобетонный водобой, длина которого определяется расчетом из условия гашения избыточной энергии водного потока. Количество укладываемых слоев плетеной сетки может быть больше одного и зависит от высоты водослива. Так в случае, если количество плетеных сеток две и больше, то водослив с армобетонным водобоем представляют из себя Г-образную подпорную стенку, способную воспринимать изгибающие нагрузки.

После сооружения армобетонного водобоя устанавливаются боковые вертикальные устои из монолитного или сборного железобетона. Далее осуществляются необходимые земляные работы для подготовки основания под армобетонный понур. Для этого бульдозером грунт подгребается к водосливу и готовится основание для укладки армобетонного понура.

Армобетонный понур может укладываться с заглублением в направлении от водослива, что усилит устойчивость сооружения от действия активных сил. Глубина водобойного колодца определяется расчетом из условия сопряжения в нижнем бьефе в форме надвинутого гидравлического прыжка при расходе расчетной обеспеченности. Армобетонный водобой может укладываться и с обратным уклоном, что улучшит условия работы при сопряжении и устойчивость на действие активных сил.

С верховой стороны водослива к петлям также путем разматывания рулонов соединяется плетеная сетка, которая покрывается высокопрочным бетоном. Таким образом, сооружается армобетонный понур. Армобетонный понур устраивается по высоте выше, чем армобетонный водобой, так что появляющиеся реактивные усилия образуют реактивный момент, обратный действию активных статических и динамических сил от потока воды. Толщина армобетонного понура может достигать 0,2÷0,5 м.

У водослива в месте соединения блоков предусмотрены конструктивно-деформационные швы, которые придают гибкость сооружению и безопасность на действие температурных колебаний. Ширина конструктивно-деформационных швов 5-10 мм.

На реках или каналах с длинными большими перепадами устраиваются гибкие многоступенчатые сопрягающие сооружения.

На фиг.1 изображено поперечное сечение гибкого одноступенчатого сопрягающего сооружения; на фиг.2 - план гибкого одноступенчатого сопрягающего сооружения; на фиг.3 - отдельный блок водослива, аксонометрия; на фиг.4 - схема монтажа водослива из отдельных блоков; на фиг.5 - ключ для скручивания обвязочной проволоки; на фиг.6 - схема скручивания обвязочной проволоки; на фиг.7 - технология укладки плетеной сетки при устройстве водобоя; на фиг.8 - технология укладки плетеной сетки при устройстве понура; на фиг.9 - поперечное сечение гибкого многоступенчатого сопрягающего сооружения; на фиг.10 - план гибкого многоступенчатого сопрягающего сооружения.

К водосливу 1 с верховой стороны примыкает армобетонный понур 2, а с низовой стороны армобетонный водобой 3. Гребень водослива 1 укреплен металлическим швеллером 4. Водослив 1 собирается из отдельных блоков 5, в которых предусмотрены закладные элементы 6 для соединения их между собой. Между блоками 5 предусмотрен в процессе монтажа герметик 7.

Закладные элементы 6 соседних блоков 5 соединяются соединительной проволокой 8 и скручиваются скручивающим ключом 9. Таким образом, между блоками 5 образуются конструктивно-деформационные швы 10. После монтажа водослива 1 с низовой стороны блоков 5 к петлям 11 соединяется плетеная сетка 12, которая покрывается высокопрочным бетоном 13. Далее сооружаются вертикальные устои 14, к которым герметично примыкает водослив 1. Аналогичным путем делается понур 2 и сооружаются последующие ступени.

Способ строительства гибкого сопрягающего сооружения осуществляется следующим образом. Осуществляется подготовка основания, для этого производятся все необходимые земляные работы (фиг.1). Далее монтируется водослив 1 из отдельных блоков 5, которые заблаговременно изготавливаются индустриальным методом на железобетонных заводах (фиг.2,3). Толщина отдельных блоков 5 зависит от возможной статической и динамической нагрузки и может быть равной 0,3÷0,7 м, а высота определяется расчетами и составляет 2÷6 м. По бокам блоков 5 (фиг.4) имеются закладные элементы 6, которые приставляются друг к другу и монтируются соединительной проволокой 8 путем скручивания. ключом 9 (фиг.5, 6). Для обеспечения герметичности между блоками помещается герметик 7.

Гребень водослива 1 для усиления износостойкости против действия наносов укреплен металлическим швеллером 4. В блоках 5 водослива 1 с низовой и с верховой стороны предусмотрены петли 11, к которым присоединятся плетеная сетка 12. Плетеная сетка 12 представляет из себя рулоны длиной 10 м и шириной 1,5÷2,5 м, которые укладываются путем их разматывания. Рулоны плетеной сетки 12 укладывается с образованием нахлеста и с шагом 15÷30 см скручиваются соединительной проволокой 8 (фиг.7). Так с низовой стороны к водосливу 1 соединяется плетеная сетка 12, которая покрывается высокопрочным бетоном 13. Толщина проволоки плетеной сетки 5÷7 мм, а толщина высокопрочного бетона 13 может быть в пределах 0,3÷0,7 м. Таким образом, сооружается армобетонный водобой 3, длина которого определяется расчетом из условия гашения избыточной энергии водного потока. Количество укладываемых слоев плетеной сетки 12 может быть больше одного и зависит от высоты водослива 1.

После сооружения армобетонного водобоя 3 устанавливаются боковые вертикальные устои 14 из монолитного или сборного железобетона. Далее осуществляются необходимые земляные работы для подготовки основания под армобетонный понур 2.

Армобетонный понур может укладываться с заглублением в направлении от водослива 1, что усилит устойчивость сооружения от действия активных сил. Глубина водобойного колодца определяется расчетом из условия сопряжения в нижнем бьефе в форме надвинутого гидравлического прыжка при расходе расчетной обеспеченности. Армобетонный водобой 3 может укладываться и с обратным уклоном, что улучшит условия работы при сопряжении и устойчивость на действие активных сил.

С верховой стороны водослива 1 к петлям 11 также путем разматывания рулонов соединяется плетеная сетка 12, которая покрывается высокопрочным бетоном 13 (фиг.8). Таким образом, сооружается армобетонный понур 2. Армобетонный понур 3 устраивается по высоте выше, чем армобетонный водобой 3, так что появляющиеся реактивные усилия образуют реактивный момент, обратный действию активных статических и динамических сил от потока воды. Толщина армобетонного понура 3 может достигать 0,2÷0,5 м.

У водослива 1 в месте соединения блоков предусмотрены конструктивно-деформационные швы 10, которые придают гибкость сооружению и безопасность на действие температурных колебаний.

На реках или каналах с длинными большими перепадами устраиваются гибкие многоступенчатые сопрягающие сооружения (фиг.9, 10).

Предлагаемое техническое решение эффективнее ранее известных и увеличит срок службы сооружения в 1,5-2 раза.

Источники информации

А.с. 1612043 СССР, МКИ Е 02 В 8/06. Водосброс/Ламердонов З.Г., Ясониди О.Е. и Степанов П.М. (СССР); заяв. 06.04.87; опубл. 07.12.90. Бюл. №45 (аналог).

2. Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для вузов. Под ред. Н.П.Розанова, М.: Стройиздат, 1978, с.368 (прототип).

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве сопрягающего сооружения для предотвращения донной эрозии на реках и каналах. Способ включает возведение водослива, водобоя и понура. Вначале на подготовленном основании монтируют водослив сборной конструкции, состоящий из заранее изготовленных блоков, которые приставляют друг к другу и стыкуют закладными элементами, которые прижимают и связывают соединительной проволокой с помощью скручивающего ключа, причем гребень водослива укрепляют металлическим швеллером. Потом с низовой стороны водослива к петлям его блоков присоединяют плетеные сетки, которые разматывают из рулонов вдоль русла и соединяют между собой, образуя цельный ковер, поверх которого укладывают высокопрочный бетон, образуя, таким образом, армобетонный водобой. Затем сбоку устанавливают вертикальные устои, далее с верховой стороны водослива к петлям его блоков присоединяют плетеные сетки, которые разматывают из рулонов вдоль русла и соединяют между собой, образуя цельный ковер, который покрывают высокопрочным бетоном, образуя, таким образом, армобетонный понур. Число укладываемых слоев плетеной сетки с низовой стороны водослива может быть больше одного. Пространство между блоками водослива может заполняться герметиком с образованием конструктивно-деформационных швов. Изобретение повышает прочность сооружения и надежность его работы, снижает трудовые затраты. 2 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ строительства гибкого сопрягающего сооружения, включающий возведение водослива, водобоя и понура, отличающийся тем, что вначале на подготовленном основании монтируют водослив сборной конструкции, состоящий из заранее изготовленных блоков, которые приставляют друг к другу и стыкуют закладными элементами, которые прижимают и связывают соединительной проволокой с помощью скручивающего ключа, причем гребень водослива укрепляют металлическим швеллером, потом с низовой стороны водослива к петлям его блоков присоединяют плетеные сетки, которые разматывают из рулонов вдоль русла и соединяют между собой, образуя цельный ковер, поверх которого укладывают высокопрочный бетон, образуя, таким образом, армобетонный водобой, затем сбоку устанавливают вертикальные устои, далее с верховой стороны водослива к петлям его блоков присоединяют плетеные сетки, которые разматывают из рулонов вдоль русла и соединяют между собой, образуя цельный ковер, который покрывают высокопрочным бетоном, образуя, таким образом, армобетонный понур.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что число укладываемых слоев плетеной сетки с низовой стороны водослива больше одного.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пространство между блоками водослива заполняют герметиком с образованием конструктивно-деформационных швов.