РИГЕЛЬ ПЛОСКОГО ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАТВОРА
RIGEL OF THE FLAT SURFACE SHUTTER

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к металлическим ригелям, и может быть использовано в качестве основного горизонтального несущего элемента в конструкциях водопропускных или судоходных плоских поверхностных затворов.
Наиболее близким к заявленному изобретению является ригель, состоящий из поясов и стенки из гофрированного листа произвольного профиля, в котором выполнены отверстия, расположенные по всей поверхности стенки ригеля, причем расстояние между отверстиями по высоте стенки ригеля равно не менее 1/5 высоты гофрированного листа, а расстояние между отверстиями по длине стенки ригеля - не более 1/2 шага гофра (Патент RU 144738, опубл. 27.08.2014 г.). Принято за прототип.
Недостатком такой конструкции является повышенная материалоемкость, что вызвано устройством одинаковой высоты поперечного сечения по всей длине конструкции.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в снижении материалоемкости и обеспечении прочности ригеля при изгибе.
Технический результат достигается тем, что в известном ригеле плоского поверхностного затвора, включающем напорный и безнапорный пояса, гофрированную стенку с отверстиями, расположенными по всей ее поверхности, с расстоянием между ними, равным по высоте не менее 1/5 высоты стенки и не более 1/2 шага гофра - по длине, особенность заключается в том, что безнапорный пояс отличается по форме от напорного пояса по его продольной оси и имеет параболическую форму по его продольной оси или у опорных участков на расстоянии X от оси опор безнапорный пояс имеет переломы, при этом расстояние X определяется по формуле
, где L - пролет ригеля.
На фиг. 1 изображен фронтальный вид конструкции ригеля с параболической формой пояса, где приняты следующие обозначения: 1 - напорный пояс, 2 - безнапорный пояс, 3 - гофрированная стенка, 4 - отверстия.
На фиг. 2 изображен фронтальный вид конструкции ригеля с переломом безнапорного пояса, где приняты следующие обозначения: 1- напорный пояс, 2 - безнапорный пояс, 3 - гофрированная стенка, 4 - отверстия.
На фиг. 3 изображен разрез А-А, где приняты следующие обозначения: 2 - безнапорный пояс, 3 - гофрированная стенка.
На фиг. 4 приведена расчетная схема ригеля и эпюра изгибающих моментов, возникающая от действия воды.
Ригель плоского поверхностного затвора двутаврового поперечного сечения состоит из напорного пояса 1 и безнапорного пояса 2, соединенных между собой гофрированной стенкой 3, в которой выполнены отверстия 4. Профиль гофрированной стенки 3 может быть произвольным, например трапецеидальный.
Параболическая и ломаная форма безнапорного пояса обеспечивает прочность ригеля при изгибе. Такие формы безнапорного пояса соответствуют очертанию эпюры изгибающих моментов от действия воды на ригель плоского поверхностного затвора (фиг. 4).
При применении параболической формы безнапорного пояса высота поперечного сечения ригеля плавно уменьшается от пролета к опорам. В случае использования ломаной формы безнапорного пояса высота поперечного сечения ригеля в середине пролета является постоянной за счет параллельного расположения поясов, а у опорных участков ригель изменяет высоту поперечного сечения за счет перелома безнапорного пояса, который должен находиться на расстоянии от осей опор.
Изменение формы безнапорного пояса с прямолинейной на параболическую или ломаную сохраняет несущую способность ригеля при одновременном снижении массы всей конструкции и обеспечивает прочность ригеля при изгибе.
Использование предложенного изобретения позволяет снизить материалоемкость ригеля, сохраняя при этом его несущую способность и обеспечивая прочность на изгиб.