Берегозащитная шпора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 ВЗ БРЕТЕН ТЕЛЬС НфЭФЩИ РЭЙВА тельски кое свидетельство02 В 3/12, 1965,видетельство ССС02 В 3/02, 1977 Р (протоЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ С(54) (57) БЕРЕГОЗАЩИТНАЯ ШПОРА, включающая массивы с образованными в них коридорами, отличающаяся тем, что, с целью повышения энергогашения, она снабжена вертикальными щитами, установленными на оси вращения с возможностью поворота на 90 ф в сторону берега, причем щит имеет напорную емкость и сливное отверстие, а ось вращения укреплена в стенках коридоров и расположена между центром тяжести щита и центром тяжести емкости йри уровне верхнего бьефа, превышающем верхнюю грань щита.Изоор ение относится к гидротехнике, к гидротехническим сооружениям, применяе. мым для регулирования рек, защиты речных и морских берегов, защиты нефте-, газо- и других трубопроводов, уложенных в подводном состоянии, защиты портовых, водозаборных и прочих сооружений, в частности к устройствам типа полузапруд, запруд, волноломов, берегозащитных шпор.Известна берегозащитная шпора, состоящая из массивов, каждый из которых выполнен расширяющимся по направлению к голове шпоры, а коридоры между массивами выполнены постоянного сечения 1.Известна также берегозащитная шпора, включающая массивы с образованными в них коридорами 121.Недостатком указанных шпор является то, что при прохождении волны паводка водный поток переливается через шпору с повышенными скоростями, а также с перепадом уровней воды перед шпорой и за ней, ведущим к возникновению гидравлического прыжка, что ухудшает эффективность функционирования сооружения в изменяющихся условиях протекания водного потока и его составной части - твердого стока.Цель изобретения - повышение энерго- гашения берегозащитной шпоры,Цель достигается тем, что берегозащитная шпора снабжена вртикальными щитами, установленными на оси вращения с возможностью поворота на 90 в сторону берега, причем щит имеет напорную емкость и сливное отверстие, а ось вращения укреплена в стенках коридоров и расположена между центром тяжести щита и центром тяжести емкости при уровне верхнего бьефа, превышающем верхнюю грань щита.На фиг. 1 изображена берегозащитная шпора, вид в плане; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг, 1, с вертикально стоящим щитом; на фиг. 3 - то же, с лежащим щитом.Берегозащитная шпора состоит из массивов 1 с образованными в них коридорами 2. В стенках 3 коридоров закреплены стержни 4, являющиеся осями, на которых установлены щиты 5, на напорных плоскостях которых выполнены емкости 6 со слив- ными отверстиями 7, Для фиксации горизонтального положения щитов 5 в стенках 3 коридоров 2 имеются выступы 8. Центр а сквозного отверстия под стержень 4 расположен выше центра тяжести щита б и ниже точки в - центра тяжести воды, заполняющей емкость 6, и точки г - приложения горизонтальной составляющей давления воды верхнего бьефа на щит при уровне воды верхнего бьефа, достигающем верхней грани щита. Причем сумма моментов сил, приложенных в точках в и г, опрокидывающих щит, больше момента силы тяжести щита, удерживающего щит вертикально, при поднятии уровня воды выше верхней грани щита. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Вертикальная ось шпоры для ее наиболее эффективной работы расположена перпендикулярно потоку. Шпору устанавливают ниже уровня воды. Дно 9 коридоров 2 располагают выше дна реки, либо вровень с дном реки.Берегозащитная шпора работает следующим образом.При низких горизонтах воды (см. фиг. 2) щиты 5 под действием собственного веса занимают вертикальное положение, перекрывая коридоры 2, и поток воды обходит тело шпоры, либо протекает над стенками 3 коридоров 2 (при отметке их верха ниже отметок верхней грани вертикально стоящих щитов 5) и в неплотностях под щитами 5,При подъеме уровня воды выше верха щитов 5 происходит их автоматическое открытие: под действием горизонтальной составляющей давления воды в верхнем бьефе и веса воды, заполняющей в момент открытия емкости 6, щиты 5 занимают горизонтальное положение и шпора начинает работать при уменьшенной своей высоте с увеличенной пропускной способностью (см, фиг. 3). Таким образом, происходит перераспределение водных масс в месте установки шпоры при более выгодных условиях прохождения воды, перелив через шпору потоков паводковых вод в коридорах над щитами и влекомых водой наносов в коридорах 2 под щитами 5, причем в нижнем бьефе энергию струй потоков, проходящих над щитами 5, гасят струи потоков, проходящие под щитами, снижая силовое воздействие воды на дно. В нижнем бьефе шпоры образуется донная водоворотная зона (валец) с направлением донных струй в сторону шпоры, что способствует отложению наносов у ее основания и повышению тем самым устойчивости шпоры. Ниже водоворотной зоны образуется область пониженных скоростей течения, где также происходит аккумуляция наносов. Расположение дна коридоров 2 выше дна русла стабилизирует гидравлическую структуру потока во времени, обеспечивая снижение размывов дна нижнего бьефа.На спаде паводка уровень воды в нижнем бьефе достигает порога отверстий 7 емкостей 6 щитов 5. Емкости 6 опорожняются и щиты 5 занимают вертикальное положение, перекрь 1 вая сечения коридоров 2.Отметка верха стенок 3 коридоров 2 может быть менееили равна отметке верхней грани щитов 5 в закрытом их положении, либо превышать уровень верхней, грани щитов 5 в закрытом их положении, а также может быть переменна по длине шпоры.Предлагаемая конструкция шпоры может быть выполнена из сборных железобетонных элементов. При этом массивы могут быть пустотелыми в виде колодцев, которые до уровня щитов заполняются местными материалами.1100359 амыр аКорректор ИПодписноеСССРий Составитель В. МТехред И, ВересТираж 644дарственного коизобретений нЖ - 35, Раушскт, г. Ужгород Редактор М. БандураЗаказ 4429/26 де ВНИИПИ Госу по делам 3935, Москва,иая ППП Патеитета откры я на д. 4/5 ектная,зПрименение такой конструкции шпоры возможно для регулирования жидкого и твердого стока в условиях рек горно-предгорной зоны с интенсивным движением наносов,Эффективность воздействия предлагаемой берегоза 1 цитной шпоры на поток выше применяемых в настоящее время свайных, шпунтовых и других конструкций. Применение щитов, открытие которых осуществляется подъемом воды, возможно в качестве затворов-автоматов. Такая конструкция эффективна при защите нефтепроводов и других трубопроводов, уложенных по дну реки, портовых и иных сооружений на реках, водохранилищах и в береговой зоне 5 морей, для аккумуляции наносов, поступающих с вышележащих участков реки, либо перемещаемых течением вдоль морского берега, а также в качестве запруды, полузапруды, либо волнолома при защите берега и сооружений, располагаемых в зоне ветровых волн.