БУННЫЙ БЛОК Российский патент 1994 года по МПК E02B3/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к элементам пляжеформирующих и волногасящих морских и речных конструкций, а конкретно к бунному блоку.

Известна конструкция бун морских берегозащитных сооружений с пляжезадерживающими блоками полного профиля, имеющая следующие недостатки: блоки бун требуют расхода на строповочные петли; блоки бун имеют гладкие равно скошенные боковые грани, не изменяющиеся по длине блока, что сказывается на неэффективной работе конструкции из-за малого сопротивления набегающей волне и недостаточном удержании, по этой причине, в отсеках бун пляжевого материала; конструкция требует чрземерного расхода фондируемого материала, являясь бетоноемкой конструкцией, что удорожает строительство; конструкция не предусматривает профилирования подошвенной зоны блоков, что не обеспечивает их монтаж на естественном уклоне поверхности, требуя при этом чрезмерных строительных затрат на сопутствующие работы.

Известна другая конструкция блока берегозащитной буны, который содержит бетонный массив таврового поперечного сечения с полкой в нижней части, вертикальными выступами трапецеидального поперечного сечения со стороны боковых граней массива, причем выступы выполнены с уменьшающимся сечением от полки в верхней грани массива. Кроме того массив выполнен с горизонтальным отверстием, расположенным между вертикальными выступами. На торцах массива выполнены вертикальный выступ и паз для сопряжения соседних блоков.

Недостатки данного технического решения: конструкция недостаточно снижает бетоноемкость; конструкция слабо вовлекает струйчатость поперечного потока; выступы (ребра) не амортизируют, испытывая гидравлические волновые удары при штормовых воздействиях, за счет своей жесткости, что отражается на устойчивости массивов, эксплуатационной их надежности и сроке их службы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату являются блоки пляжеформирующего сооружения, которое содержит буны, расположенные на расстоянии друг от друга в направленные к береговой линии, и присоединенные к ним волноломы, расположенные параллельно береговой линии, причем буны выполнены в виде последовательно установленных блоков трапецеидальной формы в плане, зауженными торцевыми гранями направленных в сторону акватории и находящихся в зацеплении друг с другом посредством выполненных со стороны торцов блоков гребней и пазов, при этом к головному блоку каждой буны симметрично с обеих сторон относительно продольной оси буны присоединены с образованием в плане Т-образных конструкций блоки волноломов, имеющие аналогичную с блоками бун конструкцию и направленные своими зауженными торцевыми гранями в сторону от продольной оси буны.

Недостатки данной конструкции: блоки буны бетоноемки, что удорожает строительство; велики затраты транспортных издержек и грузоподъемной техники; конструкция не вовлекает струйчатость поперечного потока что не увеличивает туpбулентность последнего; пилообразные выступы трапецеидальных блоков не амортизируют, испытывая гидравлические волновые удары, в особенности при штормовых воздействиях за счет своей жесткости, что отражается на устойчивости массивов, эксплуатационной их надежности и сроке их службы; конструкция подвержена истиранию бытовых поверхностей блоков буны; конструкция не предусматривает профилирования подошвенной зоны блоков бун, что не обеспечивает их монтаж на естественном уклоне донной поверхности, требуя при этом чрезмерных строительных сопутствующих затрат; конструкция не обеспечивает равномерного гашения волнового потока при накате волн и ее откате; конструкция требует строповочных петель для монтажа блоков, что увеличивает их металлоемкость.

Цель изобретения - повышение эффективности работы конструкции.

Указанная цель достигается тем, что каждый массив бунного блока выполнен с тавровым поперечным сечением и имеет бунную стенку и расположенную в ее нижней части полку, выполненные монолитными или сборными, а его выступы выполнены в виде длинномерных гибких цилиндров, установленных по горизонтали к боковым граням массива со смещением друг относительно друга, при этом цилиндры пронизывают боковые грани массивов и закреплены в них своей средней частью, а по торцам боковых стенок массивов выполнены полукруглые отверстия, составляющие с соседними массивами при их сопряжении круглые отверстия, кроме того, по торцам каждого массива выполнены с одной стороны вертикальный выступ на всю высоту массива, а с другой - паз по длине полки, основание массивов по всей своей длине имеет зубчатую форму с чередованием трапецеидальных выступов и впадин, торцевые части цилиндров расположены в плоскости боковых граней полок массивов, а бунная стенка смещена относительно полки в сторону направления движения потока, помимо указанного гибкие цилиндры выполнены из резино-технических изделий, применяемых в морском строительстве.

Сопоставительный анализ данного технического решения с прототипом показывает, что оно отличается от прототипа выполнением выступов в виде резиновых длинномерных гибких цилиндров, не только снижающих при этом бетоноемкость конструкции блоков, но и вовлекающих их амортизирующую способность для снятия гидравлического удара штормовой волны, что положительно сказывается на устойчивости массивов и их эксплуатационной надежности и продлении срока их службы, а также снижении истираемости боковых граней бунных стенок.

Выполнение выступов из гибких цилиндров с их расположением по всей площади в шахматном порядке по боковым граням стенок блоков значительно увеличивает поперечную струйчатость водного потока, что увеличивает волногашение за счет увеличения турбулентности движения потока и выведения при этом пляжеформирующего материала в осадок как при накате волны так и ее откате.

Выполнение блоков с полукруглыми отверстиями по торцам бунных стенок, а при сопряжении в буну образование круглых отверстий не только увеличивает струйчатость потока но и обеспечивает монтаж блоков без строповочных петель, что ведет к экономии металла на их использование. В свою очередь стенки и полки блоков выполнены в цельно-монолитном или сборном варианте, последнее обеспечивает монтаж с применением техники с малой грузоподъемностью.

Выполнение блоков с эксцентриситетом бунных стенок и нижних полок в сторону волнового основного наката волны повышает их продольную устойчивость за счет увеличения удерживающего момента от сил веса конструкции с плечом эксцентриситета, и, наконец, подошвенная профилированная поверхность повышает сопротивление сдвига конструкции как по длине так и ширине блоков, что повышает эксплуатационную надежность работ блоков в буне.

Выполнение выступов из цилиндров с расположением последних в шахматном порядке по площади боковых поверхностей бунных стенок и нижних полок в сторону волнового основного наката волны повышает продольную устойчивость блоков за счет увеличения удерживающего момента от сил веса конструкции с плечом эксцентриситета, и, наконец, подошвенная профилированная поверхность повышает сопротивление сдвига конструкции как по длине так и ширине блоков, что повышает эксплуатационную надежность работ блоков в буне.

Выполнение выступов из цилиндров с расположением последних в шахматном порядке по площади боковых поверхностей бунных стенок расчленяет волновой поток на струйчатые потоки по высоте блока, и в целом по длине буны, ослабляя энергетический потенциал этого потока как в направлении основного потока с накатом волны так и при его откате, что повышает надежность волногашения и выведения в осадок пляжевого наносного материала.

Выполнение блоков с эксцентриситетом бунных стенок и нижних полок обеспечивает монтаж бун из этих блоков на естественную донную поверхность без значительных подработок, что снижает и строительную стоимость сопутствующих работ. Конструкция применима и для речного берегоукрепления с расположением блоков свай длиной по длине закрепленного берега.

Эти отличия позволяют сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию - "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен план бунных блоков; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Бунный блок содержит массив 1 с тавровым поперечным сечением с полкой 2 в нижней части и бунной стенкой 3, выполненных в цельномонолитном исполнении или сборном варианте, причем, по боковым граням 4 стенок 3 размещены в шахматном порядке поперек длины бунных стенок 3 с их пронизыванием и защемлением в них длинномерные гибкие цилиндры 5 из резинотехнических изделий для морского строительства, образуя точечные линейные выступы, по торцам бунных стенок 3 выполнены полукруглые отверстия 7, составляющие с соседними массивами 1 при их сопряжении круглые отверстия 8, кроме того, по торцам 6 каждого массива 1 выполнены вертикальный выступ 9 из бунной стенки на полную высоту массива 1 и паз 10 с другой стороны торца 6 по полке 2 в нижней зоне за счет эксцентричного расположения по длине полки 2 и стенки блоков 3 массива 1, причем смещение последних выполнено в сторону основного направления наката волны, подошвенная грань 11 массивов 1 профилирована чередованием трапецеидальных уступов 12 и впадин 13 в направлении по нормали к длине массива 1 бунного блока, помимо этого торцы 14 гибких цилиндров 5 в сечении массива 1 находятся в плоскости боковых граней 15 полок 2, образуя фиктивное очертание полнотелого типового блока.

Бунный блок работает следующим образом.

При накатывании водного потока, несущего пляжевый материал, на массив 1 блока буны со стороны его боковых профилированных граней 4 водный поток, встречая на своем пути выступы, выполненные из длинномерных гибких цилиндров 5, размещенных в шахматном порядке поперек длины бунных стенок 3, расчленяется на отдельные струйчатые потоки по высоте массива 1 с обтеканием при этом самих гибких цилиндров 5 и гася при этом часть своей кинетической энергии наката, причем часть водного потока, в особенности при штормовых воздействиях, при соударении с гибкими цилиндрами 5 изгибает их своим силовым воздействием, теряя при этом также часть энергетического потенциала потока, а водный поток с ослабленным кинетическим потенциалом, отклоняясь от цилиндров 5, гасит свою энергию и за счет соударения струйчатых потоков по высоте массива 1, что вызывает гашение потока по блоку и выведение наносного материала в осадок, учитывая, что этот процесс повторяется по длине соседних массивов 1; выведению пляжевого материала в осадок и гашению энергетического потенциала способствует и поперечная струйчатость потока, вытекающего из цилиндров 1, которая, нарушая водный режим, вызывает турбулентность потока при смещении продольных и поперечных струйчатых потоков; в свою очередь, изгибаемые цилиндры 5, воспринимая силовое на них воздействие потока, передают усилия на бунные стенки 3, которые, в свою очередь, учитывая жесткость сочленения последних с нижними полками 2 воздействуют на них, однако массив в целом находится в устойчивом состоянии, так как указанным силовым воздействиям препятствует профилированная нижняя поверхность 11 массива 1, выполненная из трапецеидальных впадин 13 и уступов 12 с учетом веса самих массивов 1.

Откатываясь, волна встречает вторично выступы в виде гибких цилиндров 5, работа которых аналогична описанному выше, при этом откатываемая волна, соударяясь с накатываемой, не только гасит накатываемую волну, но и окончательно гасится сама, выводя в осадок пляжевый наносной материал.

Помимо этого сквозные отверстия 8, выполненные по бунным стенкам 3, создают дополнительную струйчатость поперечного потока и выведение наносного материала в осадок за счет дополнительной турбулентности водных потоков, наличие же нижней полки 2, пригружаемой водной средой, обеспечивает при этом устойчивость блоков бун.

Выполнение сквозных отверстий 8 не только создает дополнительную турбулентность водного потока, но и обеспечивает монтаж блоков без монтажных петель, что приводит к экономии металла.

Выполнение бунных стенок 3 и нижних полок 2 с эксцентриситетом в сторону основного направления водного потока при накате волны повышает устойчивость бунных блоков по их длине за счет компенсации воздействия этих сил силами удерживающего момента с учетом веса самих массивов 1.

В дополнение к сказанному, аммортизирующая способность цилиндров 5 снимает гидравлические удары волновых и штормовых воздействий как накатываемой волны, так и откатываемой, что ведет к эксплуатационной надежности в работе блоков бун.

Наличие эксцентрисистета по элементам массива 1 блоков бун обеспечивает их монтаж по естественному уклону морского дна без значительной подработки основания, что снижает строительную стоимость за счет сокращения сопутствующих указанных работ.

Выполнение выступов в виде амортизирующих гибких цилиндров 5 по бунной стенке 3 снижает бетоноемкость конструкции, что ведет к ресурсосбережениям фондируемых материалов, кроме того, они (цилиндры 5) снижают истираемость боковых поверхностей 4 массива 1, что продлевает срок их службы.

И наконец, цилиндры 5, изгибаясь, создают переменную струйчатость по высоте массива 1 за счет переменного прогиба по высоте массива 1 цилиндров 5, обусловленных разной эпюрой силового на них воздействия.

Выполнение сборных стенок 3 и полок 2 в сборном варианте обеспечивает монтаж конструкции с применением техники с малой грузоподъемностью, что снижает механовооруженность объекта.

Использование предлагаемого технического решения позволит: получить менее емкую бетонную конструкцию; свести до минимума гидравлические удары штормовых воздействий водной среды за счет линейно-точечных выступов (ребер) из длинномерных гибких резинотехнических цилиндров; использование резинотехнических цилиндров с размещением последних в шахматном порядке повышает продольную струйчатость потоков по длине бунных блоков, а также поперечную струйчатость за счет отверстий в этих цилиндрах, что обеспечивает значительную турбулентность, а следовательно и значительное волногашение с выведением пляженосного материала в осадок, как при воздействии основного потока при накате волны, а также ее откате; получить дополнительную струйчатость за счет сквозных отверстий по торцам массива, используемых и для монтажа этих блоков без монтажных петель, что снижает при этом потребность в металле; профилированная подошвенная грань блоков из трапецеидальных выступов и впадин устойчивость блоков как продольную так и поперечную за счет повышения сопротивления с донным грунтом; сопряжение массивов бунного блока по длине с соседними блоками посредством пазов и выступов, выполненных с эксцентриситетом по каждому из них, увеличивает удерживающий момент по длине блоков, учитывая при этом, что эксцентриситет расположен в сторону воздействия водного основного потока, что в свою очередь позволяет монтировать массивы на естественный уклон донного основания без значительных подработок, снижая при этом строительную стоимость сопутствующих работ; увеличить пригрузку полок водной средой, а следовательно и устойчивость конструкции блоков; получить конструкцию, приемлемую в ее использовании и для закрепления речных берегов; выполнение конструкции массива раздельно из плит и бунных стенок обеспечивает применение техники с малой грузоподъемностью, что снижает механовооруженность объектов; изгибаемые цилиндры образуют и высотную переменную струйчатость за счет разного прогиба по высоте самих цилиндров, обусловленных переменных воздействием на них эпюры волнового воздействия; продлить срок службы бун за счет уменьшения истираемости их боковых поверхностей; обеспечить равномерное гашение волновых воздействий как при накате, так и откате волны.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в элементах пляжеформирующих и волногасящих морских и речных конструкций - бунных блоков. Сущность изобретения - с целью повышения эффективности работы массив 1 выполнен с тавровым поперечным сечением и имеет бунную стенку 3 и полку 2, а выступы массива 1 выполнены в виде гибких цилиндров 5. При этом по торцам боковых стенок массивов 1 выполнены отверстия 7, выступ 9 и паз, основание массивов 1 имеет зубчатую форму, а бунная стенка смещена относительно полки 2 в сторону движения потока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. БУННЫЙ БЛОК, включающий массив с параллельными основанием и верхней гранью, имеющий на боковых гранях выступов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, массив выполнен с тавровым поперечным сечением и имеет бунную стенку и расположенную в ее нижней части полку, выполненные монолитными или сборными, а его выступы выполнены в виде длинномерных гибких цилиндров, установленных горизонтальными рядами на боковых гранях массива со смещением в рядах относительно друг друга, при этом цилиндры пронизывают бунную стенку массива и закреплены в ней средней частью, а в торцевых стенках массива выполнены полугруглые пазы, составляющие с пазами соседних массивов при их сопряжении круглые отверстия, кроме того, по торцам каждого массива выполнен с одной стороны вертикальный выступ на всю высоту массива, а с другой - паз по длине полки, основание массива по всей длине имеет зубчатую форму с чередованием трапецеидальных выступов и впадин, торцевые части цилиндров расположены в плоскости боковых граней полки массива, а бунная стенка смещена относительно середины полки в сторону направления потока. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что гибкие цилиндры выполнены из резинотехнических изделий, применяемых в морском строительстве.