СП 290.1325800.2016 Водопропускные гидротехнические сооружения (водосбросные, водоспускные и водовыпускные). Правила проектирования (с Изменением N 1)
9 Специальные типы концевых устройств водосбросов
9.1 Уменьшения гидродинамического воздействия высокоскоростного сбросного потока на крепление и дно нижнего бьефа следует достигать применением специальных типов концевых устройств - трамплинов.
Основные способы управления гидродинамическими характеристиками сбрасываемого в нижний бьеф потока:
разделение потока на отдельные струи и распределение его по площади, длине и/или ширине нижнего бьефа, которые интенсифицируют насыщение их воздухом, уменьшают расход, падающий на единицу площади нижнего бьефа, обеспечивают гашение избыточной кинетической энергии за счет взаимодействия струй в толще воды на креплении или в воронке размыва; в некоторых случаях гашению кинетической энергии за такого рода водосбросами способствует отсоединение и присоединение расходов по длине потока;
придание отбрасываемому трамплином потоку траектории и формы, оптимально вписывающихся в очертания дна и берегов русла в нижнем бьефе с учетом их геологического строения.
9.2 При нормальной к направлению потока плоскости схода с трамплина расщепление сбросного потока на струи следует достигать применением различных типов носков, дно которых вблизи схода выполняется в виде зубьев различного очертания (рисунок 38):
- трамплины с зубчатым носком (а) позволяют расщепить поток в вертикальной плоскости;
- носки с направленным отбросом нескольких (обычно трех) струй дают возможность:
концентрировать поток в центральной или боковых частях трамплина в тех случаях, когда это необходимо для создания благоприятных условий сопряжения бьефов и уменьшения размывов (б);
разделения сбросного потока на струи с разными траекториями (в);
- носки с трапецеидальными расщепителями (г) позволяют расширить сбрасываемый поток в плане и в вертикальной плоскости.
|
а) - зубчатый носок; б), в) - носки с направленным отбросом; г) - носок с трапецеидальными расщепителями
Рисунок - 38 Различные типы носков-трамплинов
9.3 Для уменьшения объема работ по креплению нижнего бьефа следует применять конструкции типа "консольный сброс" и "решетчатый трамплин" (рисунки 39 и 40). На сходе с консольного сброса целесообразно применение расщепителей в виде зубьев. Обе эти конструкции трамплинов можно выполнять без креплений в нижнем бьефе с гашением энергии в воронке размыва. Применение их ограничивается размерами воронки размыва, особенно в мелкозернистых несвязных грунтах. Гашение энергии за решетчатым трамплином может осуществляться и в пределах бетонного крепления. Гаситель этого типа должен обеспечивать гашение кинетической энергии потока не только в вальце, образующемся в воронке размыва или на креплении, но и за счет отсоединения и присоединения струй по длине конструкции.
|
Рисунок 39 - Схема консольного сброса с концевой частью лотка в виде сплошной плиты с расщепителями, расположенной на опорах
|
Рисунок 40 - Консольный сброс с концевой частью лотка, выполненной в виде решетки
9.4 Необходимо учитывать, что конструкции носков-трамплинов с расщепителями, приведенные на рисунках 38-40, применимы по условиям возникновения кавитации при скоростях течения менее 12-14 м/с. Значение этой скорости зависит от отметок сооружения над уровнем моря. При скоростях течения более 12-14 м/с обтекаемым элементам таких трамплинов следует придавать безэрозионное (суперкавитирующее) очертание или к ним должен специально подводиться воздух. При проектировании мероприятий по предотвращению кавитации следует основываться на аналогах или данных экспериментальных исследований.
9.5 Для улучшения условий сопряжения бьефов и уменьшения размывов русла за средне- и высоконапорными водосбросами следует применять носки-трамплины, которые распределяют сбросной поток по площади, длине или ширине нижнего бьефа без применения плохообтекаемых элементов:
носки-трамплины водосливных плотин, имеющие в чередующихся пролетах различные углы схода струй, обеспечивающие различную дальность отброса;