Проектирование защитных шпор представляет собой разработку комплекса однотипных гидротехнических сооружений, обеспечивающих защиту берегов реки от процессов по их естественному переформированию. Таким образом, защитные шпоры являются одним из видов сооружений выправительной трассы реки. В планировочном отношении защитные шпоры проектируются в виде ряда поперечных сооружений, располагаемых последовательно по берегу водотока. Защита осуществляется посредством постепенного замыва берега наносами, которые несет сама река. Замыв происходит благодаря тому, что каждая шпора перераспределяет слои водного потока по глубине: поверхностные слои (бедные наносами) отклоняются к центру русла, а донные слои (насыщенные взвешенными наносами), наоборот, завлекаются к берегу.
В проектной документации защитные шпоры располагают поперек речного русла (под некоторым углом) и лишь частично перекрывают его, соединяясь только с одним из берегов. Максимальное перекрытие русла составляет одну треть его ширины. Если русло реки перекрывается свыше одной трети ширины, то такое сооружение называют дамбой. В отличие от дамб шпоры создают только местные стеснения потока, без заметного изменения общего характера течения реки (в особенности — у противоположного берега).
В общем случае конструкция защитной шпоры по проекту состоит из трех основных элементов: корня (примыкание шпоры к берегу), тела и головы. При этом голова шпоры является самым ответственным элементом, т.к. испытывает наибольшее разрушающее воздействие речного потока. Отметки гребней шпор задаются всегда выше максимальных уровней воды в реке, поэтому для шпор не предусматривается их затопление.
Оси шпор располагают в плане не перпендикулярно потоку воды, а с некоторым поворотом вниз по течению. Обычно угол α между контуром защищаемого берега и осью шпоры составляет 60—70°. В тяжелых условиях или при ослабленной конструкции шпоры данный угол может уменьшаться вплоть до 30°.
Назначаемое в проекте расстояние между соседними шпорами L должно быть таким, чтобы поток воды, отклоненный вышележащей шпорой к центру реки и постепенно возвращающийся обратно к берегу, этого берега не достиг, а уперся в очередную шпору (см. рисунок). Данное расстояние определяется по формуле:
L = 4·lшп·sinα,
где lшп — длина шпоры.
Самая первая в ряду шпора испытывает наибольшее воздействие потока. По этой причине в проектной документации длина первой шпоры всегда принимается уменьшенной на треть в сравнении с длинами остальных нижележащих шпор. Длину последней шпоры обычно также уменьшают на треть. Это необходимо для уменьшения перепада уровней воды с двух сторон шпоры (большой перепад увеличивает размывающее воздействие потока на шпору).
Важно отметить, что проектировать отдельностоящие поперечные шпоры нельзя. Это связано с тем, что такие шпоры, локально улучшая условия протекания потока, одновременно существенно ухудшают эти условия на участках значительной протяженности как выше, так и ниже по течению реки. Поэтому при необходимости защиты короткого фронта вместо одиночных шпор проектируются продольные защитные дамбы.