СБОРНОЕ ГИБКОЕ БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 2006 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения для предотвращения размывов берегов рек и переформирования русел рек с целью их регулирования.

Известно берегозащитное сооружение [1], включающее закрепленную на береговом откосе полузапруду ступенчатой конструкции из бетона и арматуры, с возрастающей в направлении к берегу высотой ступеней и разделенную конструктивно-деформационными швами на взаимосвязанные блоки.

Недостатками данного технического решения являются:

- возможный подмыв конца основания шпоры струями потока, обтекающими преграду, представляющую из себя шпору, и из-за этого заглубление ее вниз и нарушение целостности конструкции;

- большая масса сооружения и поэтому большие удельные нагрузки на грунт основания, способствующие подмыву сооружения и опусканию вниз;

- относительная сложность и неэкономичность технического решения.

Наиболее близким техническим решением является сборная гибкая полузапруда [2], которая состоит из отдельных железобетонных элементов.

Недостатками данного технического решения являются:

- большая масса сооружения и поэтому большие удельные нагрузки на грунт основания;

- сложность конструкции, вызванная наличием большого количества различных материалов;

- предлагаемое техническое решение не обеспечивает предотвращения от размыва стенки по всей длине без устройства откосного крепления.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и снижение трудоемкости строительства.

Поставленная цель достигается тем, что на участке реки, подверженном боковой водной эрозии, отсыпается дамба, на котором устраивается откосное крепление и устанавливаются гибкие шпоры. Гибкие шпоры состоят из отдельных блоков, имеющих форму треугольных призм. Наиболее опасными участками являются вогнутые участки реки. Гибкая шпора устанавливаются поперек движущемуся потоку под углом 15-30° к поперечной оси, и расстояния между ними зависят от длины гибкой шпоры так, что в пространстве между ними образовывается застойная зона для осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии и которые под действием собственного веса начинают осаждаться.

Монтаж гибких шпор (фиг.2 и 3) осуществляется с помощью подъемных кранов с ее корневой части. Для соединения отдельных блоков между собой в основании их имеются петли, которые скручиваются между собой соединительной проволокой. Такое соединение блоков между собой обеспечивает им возможность вращаться друг относительно друга при опускании гибкой шпоры, вызванном подмывом основания. Для фиксирования угла поворота блоков предусматриваются верхние петли, которые также соединяются между собой соединительной проволокой. Для прочного соединения блоков между собой достаточно использовать проволоку толщиной 6 мм, а скрутку осуществлять специальными ключами. Сечение сборной гибкой шпоры собирается из отдельных блоков треугольной призматической формы путем соединения их между собой за соединительные петли. Соединение осуществляется таким образом, что в образованное пространство между двумя рядами треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированными вверх и соединенными между собой, помещается и закрепляется внутренний ряд треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вниз, к которому сверху прикрепляется ряд треугольных призматических блоков, ребром ориентированных вверх.

Внутреннее пространство между рядами блоков может заполняться камнем, что увеличит гибкость конструкции и сделает ее более экономичной.

Поперечное сечение блока имеет треугольную форму (фиг.4), при такой форме повышается устойчивость гибкой шпоры, так как центр тяжести находится ниже центра тяжести шпор с прямоугольным поперечным сечением.

Для усиления работы гибкого берегозащитного сооружения дамба покрывается откосным креплением, для недопущения размыва корневой части гибких шпор. Откосное крепление устраивается на подготовленном основании укладкой плетеной сетки в поперечном направлении с нахлестом и соединением ее между собой (фиг.5). Ширина нахлеста обычно составляет 15-20 см. Поверху плетеной сетки укладывается бетон толщиной 10-15 см.

На фиг.1 изображен план дамбы с гибким берегозащитным сооружением; на фиг.2 - продольный разрез гибкой шпоры; на фиг.3 - вид сверху гибкой шпоры; на фиг.4 - призматический блок треугольного поперечного сечения; на фиг.5 - поперечный разрез сборной гибкой шпоры с треугольным поперечным сечением; на фиг.6 - поперечный разрез сборной гибкой шпоры с внутренним пространством, заполненным камнем и треугольным поперечным сечением; на фиг.7 - поперечный разрез сборной гибкой шпоры с трапецеидальным поперечным сечением; на фиг.8 - узел А-А на фиг.2.

На защищаемом участке реки 1 устраиваются сборные гибкие шпоры 2, примыкающие к откосному креплению 3. Сборные гибкие шпоры 2 состоят из отдельных блоков 4, имеющих форму треугольных призм 4. В блоках 4 предусмотрены боковые петли 5 и верхние петли 6, которые скрепляются между собой при монтаже соединительной проволокой 7. Монтаж гибкой шпоры и откосного крепления осуществляется на подготовленном основании 8. Откосное крепление представляет собой бетон 9 с плетеной сеткой 10. Внутреннее пространство между блоками 4 может заполняться камнем 11.

Сборное гибкое берегозащитное сооружение (варианты) монтируется и работает следующим образом. На участке реки 1, подверженном боковой водной эрозии, отсыпается дамба (фиг.1), на котором устраивается откосное крепление 3 и устанавливаются сборные гибкие шпоры 2, которые состоят из отдельных блоков 4, имеющих форму треугольных призм. Сборная гибкая шпора 2 устанавливается поперек движущемуся потоку под углом 15-30° к поперечной оси, и расстояния между ними зависят от длины сборной гибкой шпоры 2 так, что в пространстве между ними образовывается застойная зона для осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии и которые под действием собственного веса начинают осаждаться.

Монтаж сборных гибких шпор 2 (фиг.2 и 3) осуществляется с помощью подъемных кранов с корневой части. Для соединения отдельных блоков 4 (фиг.4) между собой в основании их имеются петли 5, которые скручиваются между собой соединительной проволокой 7. Такое соединение блоков 4 между собой обеспечивает им возможность вращаться друг относительно друга при опускании гибкой шпоры 2, вызванном подмывом основания. Для фиксирования угла поворота блоков 4 предусматриваются верхние петли 6, которые также соединяются между собой соединительной проволокой 7. Сечение сборной гибкой шпоры 2 собирается из отдельных блоков 4 треугольной призматической формы путем соединения их между собой за соединительные петли. Соединение осуществляется таким образом, что в образованное пространство между двумя рядами треугольных призматических блоков 4, одним ребром ориентированных вверх и соединенных между собой, помещается и закрепляется внутренний ряд треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вниз, к которому сверху прикрепляется ряд треугольных призматических блоков 4, ребром ориентированных вверх.

Внутреннее пространство между рядами блоков 4 может заполняться камнем 11, что увеличит гибкость конструкции и сделает ее более экономичной.

Поперечное сечение сборной гибкой шпоры 2 имеет треугольную или трапецеидальную форму (фиг.5-7), при такой форме повышается устойчивость, так как центр тяжести находится ниже центра тяжести шпор с прямоугольным поперечным сечением.

Для усиления работы гибкого берегозащитного сооружения дамба покрывается откосным креплением 3, для недопущения размыва корневой части гибких шпор 2. Откосное крепление 3 устраивается на подготовленном основании 8 укладкой плетеной сетки 10 в поперечном направлении с нахлестом и соединением ее между собой (фиг.5). Поверху плетеной сетки 10 укладывается бетон 9 толщиной 10-15 см.

Блочная конструкция гибкой шпоры повышает ее гибкость и изменяемость. Гибкие шпоры изменяют кинематическую структуру потока таким образом, что у береговой части грунтовой дамбы образуются застойные зоны и прекращается процесс размыва, а в непосредственной близости контакта ее и дамбы с низовой стороны начинается процесс заиления. Взвешенные и влекомые частицы под действием собственного веса начинают осаждаться из-за уменьшения силы взвешивания, вызванной снижением скорости потока.

Предлагаемая конструкция с тавровым поперечным сечением позволит значительно сэкономить расходуемый на строительство полузапруды строительный материал и сделает конструкцию более экономичной и надежной в работе.

Данное гибкое берегозащитное сооружение может быть использовано на горных и равнинных реках и как выправительное сооружение для регулирования русел рек.

Гибкое берегозащитное сооружение обеспечит надежную защиту от размыва дамбы и затопления при паводковых расходах населенных пунктов, попадаемых в эту зону.

Источники информации

1. Патент РФ 2076168, МКИ Е 02 В 3/12. Берегозащитное сооружение. Опубл. 27.03.97 (аналог).

2. Гидротехнические сооружения. Учебное пособие для вузов./Под ред. Н.П.Розанова. - М.: Стройиздат, 1978, стр.460 (прототип).

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения для предотвращения размывов берегов рек. Сборное гибкое берегозащитное сооружение содержит шпору, состоящую из отдельных блоков. Сечение шпоры собрано из отдельных блоков треугольной призматической формы путем последовательного соединения их между собой за соединительные петли. В образованное пространство между двумя рядами треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вверх и соединенных между собой, помещен и закреплен внутренний ряд треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вниз, или упомянутое пространство заполнено камнем, а к верху прикреплен ряд треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вверх. Полное поперечное сечение шпоры имеет треугольную или трапецеидальную форму. Обеспечивается надежная защита от размывов и затопления при паводковых расходах. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Сборное гибкое берегозащитное сооружение, содержащее шпору, состоящую из отдельных блоков, отличающееся тем, что сечение шпоры собрано из отдельных блоков треугольной призматической формы путем последовательного соединения их между собой за соединительные петли таким образом, что в образованное пространство между двумя рядами треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вверх и соединенных между собой, помещен и закреплен внутренний ряд треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вниз, или упомянутое пространство заполнено камнем, а к верху прикреплен ряд треугольных призматических блоков, одним ребром ориентированных вверх.2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что полное поперечное сечение шпоры имеет треугольную форму.3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что полное поперечное сечение шпоры имеет трапецеидальную форму.