УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГИБКОЕ ЗАЩИТНОЕ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 1999 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может найти применение при прокладке подводных трубопроводов, возведении гидротехнических сооружений, преимущественно для крепления подводных откосов, берегов, каналов, а также может быть использовано в качестве утяжелителя трубопровода или для ремонта промоин.

Известно гибкое бетонное покрытие для предотвращения эрозии почвы, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде усеченных пирамид с прямоугольными основаниями и тросами связанные между собой порядно и в рядах (US 4375928, 08.03.83).

При универсальности этого известного защитного покрытия его основным недостатком является низкая сцепляемость с грунтом.

Наиболее близким аналогом данного изобретения является универсальное гибкое бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами связанные между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид (EP 0214753, 18.03.87).

Поскольку усеченные пирамиды бетонных блоков этого известного защитного покрытия имеют шестиугольные основания, основными недостатками данного покрытия являются сложность изготовления блоков и самого покрытия, а также ограниченная гибкость последнего.

Целью изобретения является упрощение изготовления бетонных блоков и защитного покрытия из этих блоков при сохранении его надежной сцепляемости с грунтом и повышении гибкости покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в универсальном гибком защитном бетонном покрытии, содержащем бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами связанные между собой порядно в рядах по другим основаниям пирамид, согласно изобретению основания двусторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены прямоугольными, а расстояние между соседними бетонными блоками определено зависимостью:

где L - расстояние между соседними бетонными блоками,
d_k - диаметр троса,
α - угол наклона грани бетонного блока.

Бетонные блоки покрытия предпочтительно изготовлять так, чтобы площадь отверстия выемки была больше половины площади соответствующего торца бетонного блока.

Блоки покрытия скрепляются между собой в процессе их изготовления путем замоноличивания в бетонных блоках тросов, в качестве которых предпочтительно использовать капроновые канаты.

В периферийных блоках или между соседними периферийными блоками выполняются монтажные петли из этого же троса (каната). Таким образом, собирается гибкое полотно из бетонных блоков, сошнурованных между собой гибкой связью. В меньших основаниях двустронних усеченных пирамид, являющихся торцами бетонных блоков, выполняют выемки. Указанные выемки могут иметь различную глубину и конфигурацию (например, конфигурацию круга, эллипса, квадрата, треугольника), а также могут быть расположены с одной стороны или двух сторон блока или выполнены на торцах блоков периферийных рядов в зависимости от назначения конструкции. Важно, чтобы площадь отверстия выемки была больше оставшейся площади малого усеченного основания пирамиды.

Если универсальное гибкое защитное бетонное покрытие применяется для защиты трубопроводов, то на торцах бетонных блоков, примыкающих к трубопроводу, устанавливают мягкие амортизационные прокладки (например, резина или полимер).

Толщина прокладок и материал выбираются в зависимости от способа изоляции и гидроизоляции трубопровода.

Предпочтительный вариант гибкого защитного бетонного покрытия представляет собой набор бетонных блоков в виде двусторонних усеченных пирамид размером 320 х 320 х 240 мм, соединенных между собой капроновым тросом (канатом) диаметром 15-25 мм. Угол наклона граней двусторонней усеченной пирамиды выбирается из расчета диаметра трубопровода, который следует защитить, или профиля склона, русла, протоки или откоса. В процессе монтажа, например, на трубопроводе, за счет смыкания граней блоков, выполненных в виде усеченных двусторонних пирамид, можно сооружать арки или ложа в виде кюветов. Бетонные блоки, образующие арку, опираясь на грани друг друга, не передают свой вес на защищаемый трубопровод, и весь вес защитного бетонного покрытия передается на его участки, располагаемые на грунте.

Если требуется установить защитные покрытия на большой площади или укрыть трубопровод большой протяженности, то в этом случае универсальные защитные покрытия пристыковываются последовательно друг к другу и фиксируются монтажными петлями.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено универсальное гибкое защитное покрытие, на фиг. 2 - универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - гибкое защитное бетонное покрытием, примененное в качестве утяжелителя трубопровода, на фиг. 4 - гибкое защитное бетонное покрытие, примененное в качестве утяжелителя трубопровода большого диаметра.

Универсальное гибкое защитное бетонное покрытие содержит бетонные блоки 1, выполненные в виде двусторонних усеченных пирамид 2 с квадратными или прямоугольными основаниями 3. Бетонные блоки 1 сошнурованы между собой в рядах и порядно с помощью гибких связей 4, например тросов или капроновых канатов.

Расстояние L между блоками 1 между большими основаниями их пирамид 2) выбирается в зависимости от угла α наклона граней 5 двусторонних усеченных пирамид 2 и диаметра d_k троса (каната).

Наиболее предпочтительно изготавливать блоки 1 с гранями 5, выполненными под углом α в диапазоне 5-45^o, а диаметр d_k троса (каната) выбирать в пределах 15- 40 мм.

В периферийных блоках 1 или между соседними блоками 1 установлены монтажные петли 6, выполненные из того же троса (каната). На торцах 7 бетонных блоков 1, выполненных в виде усеченных двусторонних пирамид 2, имеются выемки 8. Указанные выемки 8 могут быть выполнены как во всех блоках 1, так и выборочно, например в блоках 1 периферийных рядов.

На торцах 7 бетонных блоков 1 устанавливают мягкие амортизационные прокладки 9 из резины, полимеров и т.д. (фиг. 3) для универсальных гибких защитных покрытий, применяемых в качестве утяжелителя или укрытия трубопроводов 10.

Универсальное гибкое защитное бетонное покрытие работает следующим образом.

На фиг. 3 и 4 представлены варианты защиты трубопроводов 10 при пересечении водных преград. Изготовленные заранее полотна универсального гибкого защитного бетонного покрытия транспортируют в зону монтажа и с помощью специальной траверсы рамочного типа захватывают за монтажные петли и подъемным механизмом опускают это покрытие в нужное место. При этом грани 5 бетонных блоков 1 в виде усеченных пирамид 2 образуют арки 11, которые составляют вокруг трубопровода 10 свод, опирающийся на грани 5 бетонных блоков 1, выполненных в виде усеченных двусторонних пирамид 2. Для сохранения изоляции трубопровода 10 на торцах бетонных блоков 1 установлены мягкие амортизационные прокладки 9. При этом тяжесть защитного покрытия перенесена с трубопровода 10 на грунт.

Выемки 8, выполненные на торцах 7 бетонных блоков 1, способствуют лучшему зацеплению покрытия за грунт (якорный эффект типа присоски) и надежно удерживают покрытие в месте установки.

В зависимости от особенностей монтажа защитное покрытие может укрываться слоем песка или грунта 12 или самозаиливаться от потоков воды 13. Особенностью защитного покрытия является его способность не препятствовать росту растительности сквозь зазоры между блоками 1.

Варьируя различными углами α наклона граней 5, диаметром d_k троса (каната) и расстоянием L между соседними блоками 1, можно выстраивать различную конфигурацию сводов, уклонов и осуществлять эрозионную защиту не только трубопроводов, но и защищать русла рек и склоны от размывов.

Поверхность 14 водной акватории может находиться на любом расстоянии от универсального гибкого защитного бетонного покрытия.

Данное универсальное гибкое защитное бетонное покрытие может применяться в различных гидротехнических сооружениях.

Покрытие предназначено для крепления подводных откосов, берегов рек и водоемов, бортов каналов, ремонта промоин, защиты трубопроводов при пересечении ими водных акваторий. Покрытие содержит бетонные блоки, связанные между собой порядно и в рядах с помощью тросов. Блоки выполнены в виде двусторонних усеченных пирамид с прямоугольными основаниями. На торцах блоков выполнены выемки. Площадь отверстия выемки должна быть больше половины площади торца блока. В качестве тросов использованы замоноличенные в блоках капроновые канаты. Расстояние L между соседними блоками определено зависимостью
L≤0,5d_к•(tgα+1/cosα),
где d_k- диаметр троса; α -угол наклона грани блока. Такая конструкция покрытия обеспечивает простоту изготовления блоков и самого покрытия, его высокую гибкость и надежную сцепляемость с грунтом, а также универсальность покрытия за счет возможности образования им арок и поверхностей различных конфигураций. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами, связанными между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид, отличающееся тем, что основания двусторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены прямоугольными, а расстояние между соседними бетонными блоками определено зависимостью

где L - расстояние между соседними бетонными блоками;
d_k - диаметр троса;
α - угол наклона грани бетонного блока. 2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что площадь отверстия выемки больше половины площади соответствующего торца бетонного блока. 3. Покрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что на торцах бетонных блоков установлены амортизационные прокладки. 4. Покрытие по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что в качестве тросов использованы замоноличенные в бетонных блоках капроновые канаты.