Берегозащитная шпора Советский патент 1981 года по МПК E02B3/12 

(54) БЕРЕГОЗАЩИТНАЯ ШПОРА

Изобретение относится к речным берегозащитным сооруже1шям, а именно к берегозащитным шпорам, и может быть использовано для защиты и восстановления размытых берегов, выправления- русел, а также обеспечения устойчивости земляного полотна дорог, пролегающих вдоль предгорных и горюос участков рек. Известны регулирз%)щие конструкции., основанные на методе поперечной цирку лящш, вклочакицие плавучие щиты-понто ны 1 . Однако известные конструкции струе направляющих систем, эффективно применяемые с целью защиты водозаборов от на&осов, являются не: ффектив1аош как берегозащитные сооружения. Незффективность известных конструк ций струенаправляющих систем как за1ЦИТИЫХ сооружений обусловлена тем, что у paз aIвaeмoгo берега рекиэ как правило, большие глубины и большие скорости потока, в этих условиях струенаправляющая система получается значительной по длине, сложной по конструкции и громоздкой в эксплуатации. Вместе с тем, известные конструкции регулировочных сооружений, Состоящие из систем поверхностных ипя только донных направляющих, не обеспечивают полного эффекта искусственного переформирования структуры потока в необходимом направленин по всей высоте сооружения, поэтому не в полной мере используется энергия потока и его наносотранспортирующая способность как для отвода потока от размываемого берега и гашения его энергии в прибреж ной части, так и для восстановления размытого берега речными наносами. Кроме того, известшле конструкции быстро деформируются и разрушаются при увеличении крупности влекомых рекой . наносов. Особенно это сказывается на предгорных и горных участках рек с крупно-обломочными материалами. Вместе с тем, на таких участках рек происходит резкое изменение уровней воды, и струенаправляющие системы плавучих конструкций, ссаживаясь на дно реки, подвергаются большим разрушениям. Наиболее близким к изобретению тех ническим решением является берегозащитная шпора, состоящая из отдельных бычков со сквозными каналами между ни ми 2. В связи с тем, что в известной шпо ре каналы по всей высоте бычков распо ложены в одном направлении с отклоне нием от нормали к продольной оси шпоры в сторону русла, не обеспечивается полный эффект искусственного переформирования структуры потока и его наносотранспортирующей способности. В результате поперечной циркуляции и винтообразного движения в нижних частях каналов донные струи отклоняются в сторону русла и наносы уносятся речным потоком, а поверхностные струи отклоняются в сторону защищаемого берега, способствуя его размьюу. Отрицательный эффект расположения каналов в нижней части шпоры с отклонением от нормали к продольной оси шпоры в сторону русла по направлению течения особенно сказывается при прохождении руслоформирующих расходов. Кроме того, в известной шпоре каналы выполнены в виде открытых лотков или закрытых галерей и являются недостаточно мощными и малоэффективными Открытые лотки или закрытые галереи при прохождении паводковых вод быстро забиваются влекомыми речными наносами и плавающими предметами, и шпора превращается в глухзда-конструкцию, в связи с чем теряется эффект гидравлического барьера, увеличиваются местные размывы, бычки шпоры быстро деформируются и разрушаются. Целью изобретения является повышение эффективности берегозащитной Шпоры путем усиления искусственной по перечной циркуляции. Поставленная цель достигается тем. что бычки выполнены по высоте из Х-об

разно установленных в плане массивов, причем каналы между нижними массивами направлены в сторону защищаемого берега, а между верхними - в сторону русла, причем массивы установлены с возможностью вертикального перемещения. На фиг. 1 изображена берегозащитная шпора, вид в плане; на фиг. 2 при помощи одиночных маячных свай; при галечно-гравийных отложениях с включением булыг и валунов при помощи продольных и поперечных связей из арматурной стали.

В связи с усилием поперечной циркуляции потока и мощности гидравлического барьера из части потока, прохоТО же, вид спереди; на фиг. 3 - то же, в аксонометрии. Шпора состоит из системы Х-образно установленных в плане массивов 1 и 2 и образованных между ними каналов 3 и 4, расположенных в двух направлениях. Каналы 3, размещенные в нижней части шпоры, между массивами 1, направлены в сторону защищаемого берега, а каналы 4, размещенные в верхней части шпоры, между массивами 2, направлены .в сторону русла. На фигурах обозначены также защищаемый берег 5, поверхностные струи 6 и 7, донные струи 8 и 9. Массивы могут быть зафиксированы относительно друг друга с помощью маячных свай, расположенных в их отверстиях, или гибкими шарнирными связями, обеспечивающими вертикальное перемещение массивов . Берегозащитная шпора работает следующим образом. Речной поток перед шпорой разделяется на части, одна часть огибает головку шпоры и стремится к защищаемому берегу 5, а другая часть проходя через систему каналов 3 и 4, в результате возникновения поперечной циркуляции и двойного винтообразного движения разбивается на поверхностные и донные струи. Поверхностные струи 6 и 7 из каналов 3 и 4 направляются в сторону русла, создавая гидравлический берьер-преграду для потока, огибающего голову шпоры, гасят его энергию. Донные струи 8 и 9 из системы каналов 3 и 4 с влекомыми наносами и плавающими предметами направляются в сторону за1цищаемого берега 5 и в результате гашения скоростей, оседая за шпорой, интенсивно заливают пространство за ней, образуя песчано-гравистую гряду, которая со временем зарастая, образует берег. В зависимости от местных условий истема Х-образно установленных масивов фиксируется относительно друг руга с обеспечением их вертикальноо перемещения при мелкозернистых отожениях, допускающих забивку сва,й. 5 дящего через сквозную часть шпоры, в ,8 раз увеличивается зона защиты берега по сравнению с известной конструкцией шпоры, что на 50-80% уменьшает расход строительных материалов и стоимость защиты 1 м берега. Пределы указанных величин зависят от условий подхода потока к шпоре и очертания берега. Лабораторные исследования изобрете ния на крупномасштабной модели при значительных скоростях течения и размывах показали, что по сравнению с из вестной сквозной шпорой значительно увеличивается надежность и долговечность конструкции, а после прохождения первых же паводков происходит быс рое и интенсивное заиление пространст ва за шпорой, которое в натуре будет зарастать кустарниками и деревьями, Намечеио опытное строительство шпо ры из сборных бетонных блоков, зафиксированных относительно ЙРУГ друга ка шарнирными связями из арматурной стал так и при помощи маячиых свай. 0 Формула изобретения . Берегозащитная шпора, состоящая из отдельных бычков со сквозными каналами между ними, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее эффективности путем усиления, искусственной поперечной циркуляции потока, бычки выполнены по высоте из Xобразно. установленных в плане Массивов , причем каналы между шшними массивами направлены в сторону защищаемого берега, а между верхними - в сторону русла, 2. Берегозащитная шпора,по п, 1, отличающаяся тем, что массивы установлены с возможностью вертикального перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Алтунии С, Т, Регулирование русел. 1962, с. 166-169, 2,Авторское свидетельство СССР 136248, кл. Е 02 В 3/12, 1959 (прототйп}.