Гасители энергии простейшего типа
Водобойные колодцы и стенки устраивают непосредственно за плотиной с целью получить затопленный гидравлический прыжок при сопряжении ниспадающей струи с нижним бьефом. Их выполняют обычно из неармированного или армированного бетона. При проектировании рассматриваемой конструкции следует избегать острых углов, так как они легко могут разрушиться потоком. Если поток несет крупные камни в виде донных наносов, то эти камни могут заполнить колодец, образованный водобойным уступом или водобойной стенкой, вследствие чего гидравлический режим работы колодца нарушится.
1. Водобойный колодец может иметь различное конструктивное оформление. Устраивая уступ ab наклонным (рис. 15.6), несколько увеличивают глубину колодца d при этом износ бетона уменьшается. Однако высота плотины в нижнем бьефе увеличивается (Сд>сн), а следовательно, по соображениям устойчивости плотины увеличивают и ширину b плотины понизу. В результате, удешевив за счет устройства водобойного колодца крепление нижнего бьефа, одновременно получим удорожание самого тела плотины.
2. Водобойная стенка. В этом случае (рис. 15.7) высота плотины в нижнем бьефе не увеличивается. Недостатки водобойной стенки: а) в нижнем бьефе за водобойной стенкой может появиться отогнанный прыжок, причем возникает необходимость устраивать вторую водобойную стенку (меньшей высоты) для образования второго колодца; может возникнуть необходимость в устройстве и третьей водобойной стенки и т.д.; б) длина крепления за водобойной стенкой должна быть несколько больше, чем за водобойным уступом; в) водобойная стенка иногда может затруднять решение вопроса о пропуске строительного расхода. Очертание водобойной стенки в поперечном разрезе может быть различное (рис. 15.8). Иногда водобойные стенки делают криволинейными в плане. При таком их устройстве получается растекание потока в плане за водобойной стенкой, что улучшает условия сопряжения бьефов.
3. Комбинированный водобойный колодец (рис. 15,9). Высоту водобойной стенки с назначают такой, чтобы за ней получилось минимально допустимое затопление прыжка; глубину d назначают из условия, чтобы при глубине водобойного колодца (c{d) непосредственно за плотиной получилось минимально допустимое затопление прыжка, находящегося в колодце. При этом нет надобности ставить вторую водобойную стенку, а также не увеличивается высота плотины. Существуют и другие комбинации водобойных колодцев и водобойных стенок, например сначала делают водобойную стенку, а за ней водобойный колодец.
4. Заключительные замечания. В случае полного открытия, например, только одного отверстия плотины удельные расходы в нижнем бьефе против этого отверстия непосредственно за плотиной будут относительно велики. Устраивая за плотиной общий водобойный колодец, обслуживающий все отверстия плотины, получают такую картину, когда поток, поступающий в колодец из одного открытого отверстия, распределится затем в колодце на некоторой большей ширине, чем ширина одного отверстия; при этом максимальные удельные расходы в нижнем бьефе (за колодцем) соответственно уменьшатся и, следовательно, условия работы крепления нижнего бьефа улучшатся. Глубина такого общего колодца в некоторых случаях может оказаться большей, чем глубина колодцев индивидуальных.