Крепление нижнего бьефа гидротехнических сооружений Советский патент 1984 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехпике, а именно к конструкциям крепле ния нюкнего бьефа гидротехнических сооружений, и может быть использовано для устройства водобоев и рисберм за водосбросными, водовыпускными и другими соорулсениями. Известны крепления нижнего бьефа гидротехнических сооружений, состоящее из сборных плит и имеющие сквозные швы мезкду плитами для снятия фильтрационного и взвешивающего противодавления со стороны подплитной зоны D Тв таких креплениях при высотном смещении отдельных плит над соседними (например вследствие деформации основания) перед образовавшимися выступами возникают зоны повышенного гидроди)1амического давления, распространяющегося через швы под плиты Это способствует нарушению устойчивости и разрушению крепления. Указанный недостаток устраняется путем устройства в плитах разгрузочных дренажных колодцев,обеспечивающш : одновременно выход фильтрацирнH ix вод и выравнивание нагрузок, дей cтDyюш.x на верхнюю и нижнюю поверхности плит крепления. Известно крепление нижнего бьефа гидротехнических сооружений, с рдержа щее плиты, имею11(ие дренажный колодец. Эти дренажные колодцы выполняют разгрузочную функцию при повьшении давления в подплитной зоне tZ. Однако при наличии в плитах сквоз ных отверстий имеет место проникновения пульсаций гидродинамического давления через эти отверстия со стороны потока в подплитную зону. Это в свою очередь создает неблагоприятные условия работы крепления, способ ствует нарзтиению его устойчивости и требует дополнительного увеличения ,тoлщI-и ы плит. Целью изобретения является повьш1е ние устойчивости крепления за счет устранения проникновения пульсаций гидродинамического давления в подплитную зону при обеспечении возможности выхода фильтрационных вод и ра грузки крепления от противодавления со стороны подплитной зоны. Указанная цель достигается тем, что дренажный колодец снабжен перекрывающей его свободно опертой по контуру водонепроницаемой пластиной, над которой размещен водонепроницае- г«1ый защитный фильтр, верхней частью установленный заподлицо с поверхностью плит, при этом водонепроницаемая пластина установлена с возможностью вертикального перемещения. На фиг. 1 изображено предлагаемое рсрепление, разрез, с дренажным колодцем, перекрытым находящейся в крайнем нижнем положении водонепроницаемой пластиной; на фиг. 2 - то же, с открытьич (при поднятии пластины) дренажным колодцем. Крепление нижнего бьефа гидротехнических сооружений содержит плиты 1, имеющие сквозной дренажный колодец 2 ступенчатой формы. На нижней ступени колодца установлена свободно опертая по контуру водонепроницаемая пластина 3 (например из жесткого полимерного материала), а на верхней - неподвижно закреплен водопронииаемый защитный фильтр 4 (например из пористого бетона со сквозными порами). Пластина 3 может перемещаться в вертикальном направлении, причем это перемещение ограничено сверху фильтром 4 и упорами 5, закрепленными на ее верхней поверхности. Размеры дренажного колодца 2, пластины 3 и упоров 5 подбираются таким образом, чтобы минимальная зазоров между поверхностями колодца и пластины оказалась достаточной для пропуска расчетного фильтрационного расхода. Крепление работает следующим образом. При пропуске потока через гидротехническое сооружение в нижнем бьефе создается турбулентный гидравлический ре;ким, характеризуемый значительной пульсацией гидродинамического давления, воздействующего на крепление со стороны потока. Кроме того, крепление испытывает воздействие противодавления и со стороны подплитной зоны, обусловленное фильтрацией или наличием перепадов (дефицита) в поверхностном потоке над креплением. Если гидродинамическая нагрузка со стороны потока, действующая сверху вниз, вследствие пульсации превышает или оказывается равной величине противодавления, действующего в обратном направлении со стороны подплитной зоны, и создает тем самым возможность проникновения пульсаций под крепление, то пластина 3 под действием результируюЕ1ей этих нагрузок и собственного веса оказьшается в край3

нем нижнем положении (фиг. 1) и перекрывает дренажный колодец 2. При этом проникновение пульсаций не происходит, а плита 1 испытывает дополнительную пригрузку, повьпиающуто ее устойчивость.

Если же противодавление со стороны подплитной зоны превышает суммарную величину гидродинамической нагрузки со стороны потока (что исключает проникновение пульсаций под крепление) и собственного веса пластины 3, то пластина 3 поднимается (фиг. 2), между ее поверхностью и поверхностями дренажного колодца 2 образуются зазоры, через которые обеспечивается выход фильтрационных вод и дренирование подплитной зоны.

Оснащение дренажного колодца водонепроницаемой пластиной, свободно опертой по контуру и установленной с возможностью вертикального перемещения, исключает проникновение пульсаций гидродинамического давления со стороны потока в подплитную зону

При этом обеспечивается также выход фильтрационных вод и разгрузка

434

крепления от противодавления со стороны подплитной зоны.

Изобретение позволяет, кроме того, отказаться от сквозных швов между

отдельными плитами и применить, например, известную более надежную конструкцию шва 6 (фиг. 1 и 2), заполненного асфальтобетоном. Если швы омоноличены бетоном и крепление выполнено в монолитном варианте (монолитные плиты водобоев и рисберм), то предотвращение проникновения пульсаций гидродинамического давления в подплитную зону при обеспечении возможности выхода фильтрационных вод и разгрузки крепления от противодавления способствует повышению устойчивости крепления.

Экспериментальные-исследования

гидродинамического воздействия на плиты крепления нижнего бьефа гидротехнических соор окений показали, что. при устранении возможности проникновения пульсаций гидродинамического

давления в подплитную зону можно снизить расчетную нагрузку на крепление в среднем на 40-50%, соответственно повысив его устойчивость.

КРЕПЛЕНИЕ НИЖНЕГО БЬЕФА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, содержащее плиты, имеющие дренажный колодец. отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости крепления за счет устранения проникновения пульсаций гидродинамического давления в подплитную зону при обеспечении возможности выхода фильтрационных вод и разгрузки плит от противодавления со стороны подплитной зоны, дренажный колодец снабжен перекрывающей его свободно опертой по контуру, водонепроницаемой пластиной, над которой размещен водопроницаемый защитный фильтр, верхней частью установленный заподлицо с поверхностью плит, при этом водонепроницаемая пластина установлена с возможностью вертикального перемещения.