Способ крепления грунтового дна водотока за сопрягающим сооружением Советский патент 1991 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при укреплении русел водотоков за сопрягающими сооружениями, при горизонтальном и наклонном подводе сбросно- 5 го потока к покрытию.

Цель изобретения - снижение стоимо1- сти возведения и повышение надежности крепления путем обеспечения работы креп- 10 ления в условиях подмыва грунтового основания и стабилизации на постоянном уровне внутренних усилий в элементах покрытия при его осадках.

На фиг.1 представлен план крепления 15 грунтового дна водотока за сопрягающим сооружением при укладке по оси отводящего русла одного продольного ряда тороидальных элементов; на фиг.2 - то же, фрагмент, при укладке по оси отводящего 20 русла двух продольных рядов тороидальных элементов; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - то же, после пропуска сбросных расходов по окончании процесса осадки покрытия; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.1 (по- 25 еле изготовления покрытия на завышенном основании); на фиг.б - то же, после пропуска сбросных расходов по окончании процесса осадки покрытия; на фиг.7 - схема определения угла натяжения парных вантовых от- 30 тяжек относительно оси сооружения; на фиг.8 - схема определения предельно допустимого угла отклонения оттяжек от плоскости покрытия при натяжении, угол положительный; на фиг.9 - то же, угол отри- 35 цательный; на фиг. 10 - схема определения местоположения точек закрепления и длины парных оттяжек; на фиг.11 -узел регулирования длины оттяжки.

40

Способ крепления грунтового дна водотока за сопрягающим сооружением осуществляют следующим образом.

На предварительно спланированном основании 1, которое может находиться на 45 более высоких отметках, чем требуемые для эффективного гашения энергии сбросного потока, отмечают продольную ось 2 дна водотока, которую совмещают с продольной осью сопрягающего сооружения 3. Начи- 50 ная со стороны сооружения 3, осуществля- ют плотную укладку по оси водотока 23 одного 4 или двух 5 симметричных продольных рядов тороидальных элементов б одного диаметра, в качестве которых могут быть 55 использованы пришедшие в негодность покрышки пневматических шин. Затем в шахматном порядке плотными продольными рядами 7 осуществляют укладку тороидальных элементов 6 до образования ими симметричного относительно продольной оси водотока покрытия 8 с требуемыми плановыми размерами (фиг.1 и 2). Верхнюю поверхность 9 покрытия 8 со стороны сооружения 3 размещают ниже его закрепленного дна 10.

Уложенные тороидальные элементы б соединяют между собой в местах контакта, например, арматурной проволокой или стержнями путем их скрутки или сварки.

Закрепление покрытия 8 над защищенным участком осуществляют следующим образом: начало его прикрепляют к бетонным частям сооружения 3, а среднюю и концевую части крепят при помощи боковых парных вантовых оттяжек 11 и 12. Для этого вдоль продольных рядов 7 покрытия 8 располагают связи 13, например вантовые, которые натягивают и прикрепляют к покрытию 8 и к анкерам 14, смонтированным на сооружении 3. Кроме того, начальная часть покрытия 8 может быть заанкерена путем полной ее засыпки грунтовым материалом 15 (песок, щебень, гравий) с последующей укладкой на него железобетонных плит 16. Верхняя поверхность плит 16 должна быть расположена на уровне или ниже уровня бетонного дна 10 ча выходе из сооружения 3. Образованный таким образом элемент конструкции дополнительно выполняет функции рисбермы. Парные оттяжки 11 и 12 прикрепляют симметрично с двух сторон относительно продольной оси покрытия 8. Их могут крепить как непосредственно к покрытию 8, так и к продольной вантовой оттяжке 17, которую предварительно закрепляют в начале покрытия 8 к анкеру 18, который, в свою очередь, прикрепляют к бетонному водоводу сооружения 3, осуществляют ее натяжение и закрепление за пределами покрытия 8 в отводящем русле посредством анкера 19, установленного в грунте. Узел 20 крепления парных оттяжек 11 и 12 к продольной вантовой оттяжке 17 может быть выполнен в виде хомута, Затем осуществляют симметричное последовательнее натяжение каждой пары оттяжек 11 и 12, начиная с вышележащей по течению пары, в противоположные относительно оси 2 отводящего русла стороны под углом сЈ 60±5° с обеспечением прохождения каждой оттяжки над узлами соединения тороидальных элементов 6 в соответствующем диагональном ряду 21 покрытия 8 и последующим прикреплением оттяжек 11 и 12 к анкерам 22 и 23. При этом натяжение и закрепление оттяжек 11 и 12 осуществляют в плоскости покрытия с возможным отклонением от нее под углом / ±10°. К напряженным парным 11 и 12 и осевой 17 оттяжкам прикрепляют в точках 24 крепления ненапряженное свободно лежащее покрытие 8 (в местах расположения под оттяжками узлов соединения тороидальных элементов б между собой, например, прикрепление осуществляют посредством хомутов).

Минимальное расстояние от покрытия до боковой точки закрепления 1-й оттяжки определяют из условия

мин I г от. nl,

tg ji

где A hi - глубина возможной коаксиальной осадки покрытия в поперечном створе, проходящем через точки выхода 1-й пары оттяжек за пределы площади покрытия;

lor.n.i - длина 1-й оттяжки, расположенной над покрытием;

ji - угол между начальным положением 1-й оттяжки до осадки покрытия и конечным ее положением после стабилизации воронки размыва пбдтороидальными элементами; принимают ji равным максимальному значению угла устойчивого откоса (в зависимости от вида грунтов)в условиях волновых воздействий и при переменном уровне, ji S: 10°.

Точечное (по площади) крепление 24 эластичного свободно лежащего покрытия 8 к напряженной системе оттяжек 11,12 и 17 обеспечивает при неравномерных осадках тороидальных элементов 6 передачу действующих на них сил оттяжкам 11, 12 и 17 и через них анкерам 18. 19, 22 и 23. Это позволяет уменьшить и стабилизировать на постоянном уровне внутренние усилия в тороидальных элементах бив связях между ними при деформации основания 1, обеспе- чивает возможность выполнения монтажа покрытия 8 на завышенном основании 1, а значит, улучшает условия производства работ и снижает их стоимость.

По окончании всех монтажных работ выполняют засыпку покрытия 8 грунтовым материалом. Засыпку могут осуществлять материалами различной крупности, причем крупность фракций уменьшают от сооружения в сторону незакрепленного отводящего русла, что способствует созданию отмостки под покрытием и уменьшению глубины воронки размыва при пропуске потоков, обладающих большой кинетической энергией. При возвышении покрытия 8 для пропуска потоков с малыми скоростями и удельными расходами засыпку могут осуществлять песчаными и глинистыми грунтовыми материалами, что необходимо для защиты

тороидальных элементов 6 (как правило, горючих) от возгорания на период до первого пропуска повышенных расходов воды, в результате которого произойдет опускание покрытия на нижележащие отметки и будет обеспечено замывание тороидальных элементов 6 продуктами размыва их основания 1,

Формула изобретения 1. Способ крепления грунтового дна водотока за сопрягающим сооружением, включающий плотную укладку в шахматном порядке продольными рядами тороидальных элементов, их соединение между собой в местах контакта с образованием покрытия и с помощью узлов соединения, закрепление полученного покрытия над защищаемым участком и засыпку покрытия грунтовым материалом, отличающий- с я тем, что, с целью снижения стоимости возведения и повышения надежности крепления путем обеспечения работы крепления в условиях подмыва грунтового основания и стабилизации на постоянном уровне внутренних усилий в элементах покрытия при его осадках,укладку тороидальных элементов производят с образованием ими симметричного относительно продольной оси водотока покрытия, закреплрние покрытия осуществляют с помощью ванто- вых оттяжек, для этого по оси покрытия, совпадающей с продольной осью водотока, прикрепляют парные винтовые оттяжки и осуществляют, начиная с вышележащей по течению пары, симметричное последовательное натяжение каждой пары огтяжек в противоположные относительно оси отводящего русла стороны под углом а 60±5° над узлами соединения тороидальных элементов между собой в соответствующем диагональном ряду покрытия, причем натяжение и закрепление оттяжек осуществляют в плоскости покрытия с возможным отклонением от нее под углом /3 ±10°, а минимальное расстояние мин от покрытия до боковой точки закрепления 1-й оттяжки определяют из условия ,A hi .

IMUM iг ют. nli

tg л

где A hi - глубина возможной максимальной осадки покрытия в поперечном ствоое, проходящем через точки выхода i-й пары оттяжек за пределы площади покрытия.

ioT.n i длина 1-й оттяжки, расположенной над покрытием;

ji - угол между начальным положением i-й оттяжки до осадки покрытия и конечным ее положением после стабилизации воронки размыва под тороидальными элементами, ji Ј10°, закрепление полученного свободно лежащего покрытия с помощью узлов соединения осуществляют после натяжения всех оттяжек, при этом узлы соедй- нения размещают под оттяжками, а засыпку покрытия грунтовым материалом выполняют после установки винтовых оттяжек и соединения их с покрытием.

2.Способ по п.1, отл и ч а ю щи йся тЈм, что после соединения тороидальных элементов между собой осуществляют закрепление в начале покрытия, натяжение и з$креплеиие за пределами покрытия в отводящем русле продольной осевой вантовой оттяжки, к которой прикрепляют покрытие

и парные оттяжки,

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что до выполнения работ по прикреплению парных и осевой оттяжек к анкерам,

расположенным в грунте, на данных оттяжках перед анкерами образуют петлю, длину которой пет.1 определяют по формуле

1пет I (lor.n I + IMHH I ) (г- - 1),

COSJf

причем петлю скрепляют по ее длине хомутами, площадь поперечного сечения каждо- гд из которых Sx определяют из условия

оFlop

х

где сгв - предел прочности материала хомута;

Ficp - нормальное усилие в ванте в период образования воронки размыва, ,8-1,0)Fir:

Fir - масса тороидальных элементов с грунтовой засыпкой, приходящаяся (по площади) на i-ю оттяжку.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - снижение стоимости возведения и повышение надежности крепления путем обеспечения работы крепления в условиях подмыва грунтового основания и стабилизации на постоянном уровне внутренних усилий в элементах покрытия при его осадках. Способ крепления грунтового дна водотока за сопрягающим сооружением включает плотную укладку в шахматном порядке продольными рядами тороидальных элементов, их соединение между собой в местах контакта, закрепление полученного покрытия над защищаемым участком и засыпку тороидальных элементов грунтовым материалом. По оси покрытия прикрепляют парные вантовые оттяжки и осуществляют, начиная с вышележащей по течению пары, симметричное последовательное натяжение каждой пары оттяжек в противоположные относительно оси отводящего русла стороны под углом о 60±5° над узлами соединения тороидальных элементов между собой в соответствующем диагональном ряду покрытия. Натяжение и закрепление оттяжек осуществляют в плоскости покрытия с возможным отклонением от нее под углом . Минимальное расстояние от покрытия до боковой точки закрепления 1-й оттяжки опAhi ределяют из условия 1мин1 ; tgji где A hi - глубина возможной максимальной осадки покрытия в поперечном створе, проходящем через точки выхода 1-й пары оттяжек за пределы площади покрытия; loi.n.i -длина i-й оттяжки, расположенная над покрытием; JI - угол между начальным положением 1-й оттяжки до осадки покрытия и конечным ее положением после стабилизации воронки размыва под тороидальными элементам, принимают jl равным максимальному значениюуглаустойчивого откоса в условиях волновых воздействий и при переменном уровне, . После натяжения всех оттяжек осуществляют прикрепление к ним покрытия в местах расположения под оттяжками узлов соединения тороидальных элементов между собой и выполняют засыпку покрытия грунтовым материалом. 2 з.п. ф-лы, 11 ил. сл с V4 О 00 00

/Z, jj// SSS 1ЈZ 3Z 74&7rrj#f Sr7 ф « рг -

им от

9-9

1/ М&

ял

/// SS/ /// /J/J

y-ri

/ и

Ш 8 § Г|и1у1 .Г1,Л L

д 2

9 MU

Ј2

S/S. /# tf L

Ч а

Г

9г

51 Я U

44ibki.rte:v

и

81

J„-. 3 J--L4f«t У L CTLiLXJ J.L4. CT Ц.1-J

//7HifS v 3f 1V a уt

ш

,Л L

f/ г/ л . г. /d..y. i(J. 8(

feaJjMf lv ingr-.-.J

ч

Z/

.

88itO/l

Фиг. 7

П20 11 Дты - +J3

1120

а 26

iLJ

11

(Риг. 9 то t

от.н.1

V

VWMVf SS sS S if n.

8

Л .лЦ 12,17

3

8

F

5S &

от.н.1

imiirt

„/ .жЪгтгг

А

Л .лФиг.Ю