Мягкая плотина Советский патент 1984 года по МПК E02B7/02 

7 .8

О Sb ЭО СП

со

Изобретение относится к гидротех ническим сооружениям,.обеспечивающи создание подпора на водотоках.

Известны плотины, состоящие из оболочки принудительного наполнения водосливная поверхность которых выполнена с образованием седловидных впадин Г11.

Недостатком этих конструкций является высокая подверженность их вибрации из-за наличия на сливной поверхности и в нижнем бьефе седловидных впадин, где образуются вращающиеся горизонтальные водяные валцы, являющиеся источником вынуждаюг: щей силы колебаний оболочки.

Наиболее близкой к изобретению является мягкая плотина, состоящая из оболочки, закрепленной к основанию анкерными устройствами по продольным кромкам и системой тросов по ряду продольных образующих между кромками, с образованием на внешней поверхности седловидных впадин, перекрытых защитным экраном закрепленньал в верхнем бьефе по продольной кромке 121.

Недостатком известной конструкции также является высокая подверженность вибрации из-за наличия на водосливной поверхности и в Нижней бьефе седловидных впадин, где образуются вращающиеся горизонтальные вальцы, являющиеся источнике вынуждающей силы колебаний оболочки, и наблюдаются большие перепады гидрдинамического давления. Кроме этого конструкция обладает низкой пропускной способностью.

Целью изобретения является повышение -надежности работы плотины путем снижения гидродинамических нагрзок на сливную грань.

Поставленная цель достигается те что экран нижней кромкой закреплен ко дну и снабжен дополнительной оттяжкой в зоне впадины между оболочкой и флютбетом.

На чертеже схематически изображена плотина, поперечный разрез.

Плотина состоит из оболочки 1, . закрепленной к основанию 2 анкерным устройствами 3 и 4 по продольным кромкам и системой, тросов 5 по ряду продольных образующих к крюкам 6 с образованием на внешней поверхности седловидных впадин 7. Такая форма обеспечивает, в материале оболочки 1 наличие минимальных расчетных напряжений, определяемых по формуле Т PR-(где R - радиус криви:зны, Р - давление), однако наличие минимальных напряжений в материале оболочки способствует большей ее полвержейности вибрации из-за воздействия на оболочку переливающегос потока, создающего в седловидных впадинах 7 резкие .перепадЬ гидродинамического давления, в результате чего образуются вращающиеся горизонтальные вальцы, являющиеся генераторами колебаний оболочки 1, С целью исключения этих явлений внешнюю поверхность оболочки 1 охватывает защитный экран 8, закрепленный к основанию 2 по продольным кромкам анкерными устройствами 3 и 9 и по продольной образующей 10 тросовыми оттяжками 11 к крюкам 12. При этом место расположения продольной образукэдей 10 определяется длиной профиля оболочки 1 и приходится на ее нижнюю диффузионную зону 12. Такое крепление защитного экрана придает плотине очертания водослива практического профиля.

Подача заполнителя в полость оболочки 1 осуществляется с помощью насосных установок 14 по трубопроводам 15.

Плотина работает следующим образом.

После установки плотины в русле водотока в полость оболочки 1 посредством насосных установок 14 по трубопроводам 15 подается заполнитель, например вода. В результате этого оболочка 1, расправляясь под действием растягивающих напряжений, приобретает проектную форму, .характеризующуся рядом размещенных по вертикали цилиндрических поверхностей с малым радиусом кривизны, между которыми образуются седловидные впадины 7. Одновременно с подъемом оболочки 1 происходит и подъем защитного экрана 8, который в силу своего закрепления к основанию 2 по трем продольным образующим приобретает при этом цилиндрическую поверхность, охватывающую оболочку 1 и перекрывающую седловидные впадины

7и нижнюго диффузорную зону 13 оболочки 1. Исключение контакта оболочки 1 с движущимся потоком посредством защитного экрана 8 исключает образование на сливной грани плотины резких перепадов гидродинамического давления и образование вращающихся горизонтальных вальцов между впадинами 7 оболочки 1, вызывающих вибрацию сооружения. При этом плотина приобретает поперечный профиль, близкий

к очертаниям водослива практического профиля, отличающегося высокой устойчивостью и высотой пропускной способностью.

Нагрузки, воспринимаемые экраном

8от действия сдвигающих усилий потока, будут передаваться по продольной образующей Ю-оттяжками 11 на анкерные крюки 12, Такая работа тросовых оттяжек 11 обеспечивает исключение Выпучивания защитного экрана в диффузорной зоне 13 и сохранение плотиной очертания водослива практического профиля. Наличие защитного экрана 8 и его работа позволяют пропускать через плотину расходы любой обеспеченности без изменения высотного положения гребня плотины в силу исключения образования на сливной грани и в нижнем бьефе горизонтальных вращающихся вальцов, генераторйв вибрации. Уменьшение высоты плотины при -прохож дении повышенных расходов производится только в случае превьшения уровнем верхнего бьефа определенного проектом уровня форсировки. Для этого из полости оболочки 1 по трубо проводам 15 посредством силовых установок 14 производится удаление заполнителя. Этим обеспечивается понижение гребня плотины, а следовательно, и увеличение переливающего слоя, т.е. сбрасываемого в нижний бьеф расходами понижение уровня в верхнем бьефе. Применение предлагаемой плотийы позволит увеличить надежность работы сооружения в результате снижения вибрации оболочки, увеличит срок службы оболочки плотины и элементов ее крепления, а также упростит {фоцесс эксплуатация, так как высокгш устойчивость плотины позволяет пропускать большие расхоал без изменения объема эапопняталя.

МЯГКАЯ ПЛОТИНА, состоящая ,из оболочки, закрепленной на основании анкерными устройствами по продольным кромкам и системой тросов по ряду продольных образующих между кромками, с образованием не внешней поверхности седловидных впадин, перекрытых защитным экраном, закрепленньм в верхнем бьефе по продольной кромке, отличающаяся тем, что, с целью повьвиения надежности работы плотины путем снижения гидродинамических нагрузок на сливную грань, экран нижней кромкой закреплен ко дну и снабжен дополнительной оттяжкой в зоне впадины между обо- почкой и флютбетом.(g