Рисберма
1. Конструкция. Рисберму устраивают в пределах послепрыжко вого участка. По длине ее размывающая способность потока должна постепенно уменьшаться за счет гашения избыточной кинетической энергии потока и снижения придонных скоростей. Конструкция рисбермы по течению должна постепенно облегчаться. Поверхность рисбермы обычно делают гладкой или с небольшой шероховатостью. В первом приближении длину рисбермы иногда назначают равной (1,0...2,0). В процессе эксплуатации со оружения конец рисбермы претерпевает некоторые деформации в связи с вымывом грунта основания изпод рисбермы. Имея это в виду, конец рисбермы часто проектируют гибким, чтобы он мог без нарушения своей защитной роли деформироваться вслед за деформацией поверхности дна нижнего бьефа.
Рисберма состоит из трех разных частей: жесткой, гибкой и концевого устройства. Жесткую часть, рисбермы делают из бетонных плит, гибкую — из фашинных тюфяков, каменной наброски и т. п. Рассмотрим отдельные конструктивные элементы, которые могут служить для образования рисбермы (жесткой и гибкой), а затем остановимся на концевом устройстве.
Бетонные и армобетонные плиты. Толщину d плит принимают на начальных участках рисбермы до 1...5 м и на концевом участке 0,5...0,8 м и более. Изменение толщины плит по длине рисбермы осуществляется уступами. Плиты делают или квадратными, или прямоугольными в плане длиной до 2...20 м. Имея в виду возможность работы плит как балки на двух опорах (в случае ее подмыва потоком), считают, что размеры плит должны удовлетворять условию: в случае неармированных плит d(1/6...1h); в случае армированных плит (1/8...1/10).
Плиты рисбермы часто бетонируют на месте, при этом поверхность дна оказывается покрытой одним слоем таких плит с неуплотненными швами между ними. Продольные швы между плитами следует устраивать в перевязку. Если плиты в плане прямоугольные, то они должны располагаться длинной стороной вдоль течения. Под плитами укладывают двух или трехслойный обратный фильтр толщиной 0,4...0,6 м; на поверхность обратного фильтра при бетонировании плит на месте укладывают слой жесткой бетонной смеси в виде подготовки толщиной 0,10...0,15 м. В плитах часто делают фильтрационные отверстия диаметром 0,15... 0,25 м в плане на расстоянии друг от друга до 5 м. Иногда плиты соединяют между собой металлической арматурой; при этом получается как бы «покрывало». Такое покрывало с помощью арматуры прикрепляют к водобою или к специально забитому ряду свай.
Чтобы усилить гашение энергии на рисберме, плиты рисбермы делают различной толщины и получают таким образом на поверхности рисбермы выступы (рис. 15.18). Искусственную шероховатость на поверхности плит рисбермы получают с помощью шашек. Все это ухудшает условия устойчивости плит рисбермы, а также в связи с возможной кавитацией условия работы бетона, образующего плиты.
В случае неравномерной осадки плит, обусловленной, например, вымывом изпод них грунта, плита II может оказаться сдвинутой или опрокинутой (рис. 15.19, а); за плитой I может образоваться зона пониженного давления 1, и устойчивость плит также будет нарушена (рис. 15.19,6).
В связи с пульсацией гидродинамического давления эпюра мгновенного гидродинамического давления на верхнюю поверхность плит рисбермы получается в виде площади, ограниченной сверху волнистой линией, показанной пунктиром на рис. 15.2. Снизу на плиты рисбермы действует постоянное давление, эпюра которого ограничена сверху горизонтальной линией, проведенной на уровне воды нижнего бьефа. Складывая две названные эпюры давления, видим, что плиты рисбермы в связи с пульсацией гидродш намического давления оказываются подверженными в данный момент времени знакопеременной неравномерной нагрузке. Если размер плиты в плане небольшой, то в определенный момент времени по всей площади такой плиты может действовать только отрицательная мгновенная нагрузка, при этом толщина плиты должна назначаться относительно большой, с тем чтобы вес плиты мог противостоять этой нагрузке. Если размер плиты в плане относительно большой, то на такую плиту на различных ее участках будут действовать как положительные, так и отрицательные пульсацион ные нагрузки; учитывая это обстоятельство, толщину плиты можно назначать меньшей, чем в предыдущем случае. Однако при дальнейшем увеличении размеров плиты в плане получают в поперечных и продольных вертикальных сечениях плит относительно большие изгибающие моменты, обусловленные пульсационным давлением, при этом толщина плит и насыщенность их арматурой должны возрастать. Вообще существуют некоторые оптимальные размеры плит в плане, при которых получают наиболее экономичное решение.
Из сказанного ясно, что плиты рисбермы, имеющие относительно большие размеры, следует армировать, как правило, двумя сетками— верхней и нижней. Условия работы бетона плит в начале рисбермы примерно те же, что и условия работы бетона водобоя. Марка бетона для плит рисбермы может назначаться, например, 150. Плиты представляют собой относительно мощный тип крепления. Поэтому их часто применяют для образования начального участка рисбермы.
Ряжи, загруженные камнем, являются надежным креплением. Если при колебании уровня воды нижнего бьефа ряжи периодически выходят из воды, то во избежание разрушения их вследствие гниения дерева ряжи выполняют из железобетона.
Габионное крепление представляет собой как бы корзины из проволочной сетки, заполненные камнем. Размеры габионов бывают самые различные. При выполнении крепления из габионов их связывают друг с другом проволокой. Недостатком габионного крепления является то, что крупные камни и другие влекомые водой тела могут повреждать проволоку, причем габионы разрушаются.
Каменную мостовую делают обычно двойной из камня крупностью 25...30 см. Под каменной мостовой должен быть уложен в виде обратного фильтра соответствующий крупнообломочный грунт. Работы по сооружению каменной мостовой нельзя механизировать, поэтому данный вид крепления применять избегают.
Фашинные тюфяки вяжут из отдельных фашин; такое крепление является гибким. Фашинные тюфяки применяют обычно для образования конца рисбермы.
Каменную наброску в качестве крепления используют весьма часто. В верхних слоях наброски камни должны быть более крупные. Применяют следующие виды каменной наброски: а) обыкновенная наброска камня с разравниванием его; б) наброска между забитыми сваями (диаметром 20...25 см), расположенными в шахматном порядке через 1...2 м друг от друга; этот вид крепления часто применяют в случае песчаных грунтов; в) наброска в клетках из плетня. Под каменной наброской делают обратный фильтр или укладывают фашинный тюфяк. Каменная наброска должна рассматриваться как гибкий вид крепления.