СУХОЙ ДОК Российский патент 2010 года по МПК E02B1/00 E02D1/00 

Изобретение относится к области строительства сухих доков.

Известно устройство сухого дока, состоящего из отрытого под водой протяженного котлована, днище которого забетонировано под водой с помощью труб и осушено с помощью дренажных трубок, вертикальных боковых бетонных стенок с обратной засыпкой, песчано-гравийного фильтра, уложенного под забетонированным днищем, и насосов, при этом прямоугольное в плане забетонированное днище выполнено с плоской опорной поверхностью [1].

Недостатком известного устройства сухого дока является плоская контактная поверхность его днища протяженной прямоугольной формы, несущая способность подстилающего дно дока грунтового основания может оказаться недостаточной при заполнении водой сухого дока, поэтому боковые стенки и днище могут со временем дать трещину.

Технический результат по устройству сухого дока, состоящего из отрытого под водой протяженного котлована, днище которого с боковыми вертикальными стенками забетонировано под водой с помощью труб и осушено с помощью дренажных трубок, а вертикальные боковые стенки выполнены с обратной засыпкой, из песчано-гравийного фильтра, уложенного под забетонированным днищем, и насосов достигается тем, что днище котлована в поперечном сечении выполнено по вогнутой дуге окружности радиусом , где В - ширина забетонированного днища, - угол упругого полуконтакта цилиндрического днища дока с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - критическое давление под центром цилиндрической поверхности днища в подстилающем основании, - угол упругого полуконтакта цилиндрического днища дока с заторфованным основанием, с - удельное сцепление и φ- угол внутреннего трения подстилающего основания, при этом допускаемое давление под днищем дока в упругой фазе работы основания составляет , где ,

, , ℓ - длина дока, глубина котлована под центром цилиндрического днища дока равна , а упругая осадка цилиндрического днища дока при коэффициенте µ₀ Пуассона и модуле общей деформации Е₀ основания под цилиндром днища дока.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 - устройство котлована дока под водой с цилиндрическим днищем радиусом R; фиг.2 - бетонировка днища дока под водой с помощью труб; фиг.3 - осушение дока с помощью дренажных трубок на случай действия противодавления на днище дока и для его разрядки; фиг.4 - обратная засыпка стенок дока после их бетонировки насухо; фиг.5 - расчетная схема определения критического давления под центром цилиндрического днища сухого дока при максимально упругом фазовом состоянии основания; фиг.6 - зависимость для грунтового и торфяного основания; фиг.7 - упругие напряжения и осадки основания в котловане под днищем дока; фиг.8 - графики зависимости среднего давления максимальной упругости грунтового основания под жестким цилиндрическим днищем дока длиной ℓ, фиг.9 - схема распределения объемных эпюр мгновенно упругих контактных давлений на торцах цилиндрического днища дока в грунтовом основании, фиг.10 - графики зависимости максимальной упругости торфяного основания под цилиндрическим днищем дока длиной 1.

Устройство сухого дока состоит из отрытого под водой протяженного котлована 1 (фиг.1), на дне которого установлено днище 2 дока с боковыми вертикальными стенками 3, забетонированными под водой и осушенными с помощью дренажных трубок 4 (фиг.2-4), а вертикальные стенки 3 выполнены обратной засыпкой 5 (фиг.4) из песчано-гравийного фильтра 6, уложенного с боков и под забетонированным днищем 2, и насосов 8 (фиг.3). При этом днище 2 котлована в поперечном сечении выполнено по вогнутой дуге окружности радиусом (фиг.1-4), где В - ширина забетонированного днища 2, (фиг.5), - давление структурной прочности грунтового основания 9 на растяжение, - критическое давление под центром цилиндрической поверхности днища 2 в грунтовом основании, - угол упругого полуконтакта цилиндрического днища 2 дока с заторфованным основанием (фиг.6), с - удельное сцепление и φ - угол внутреннего трения подстилающего основания, причем допускаемое давление под днищем 2 дока в упругой фазе работы основания 9 (фиг.7-1) составляет , где , , , ℓ - длина дока, глубина котлована 1 под центром цилиндрического днища 2 дока равна , а упругая осадка цилиндрического днища 2 дока при коэффициенте µ₀ Пуассона и модуле общей деформации Е₀ основания 9 под цилиндром днища 2 дока (фиг.7), при этом параметры ,, , , получаемые по методу построения объемных эпюр контактных напряжений с переводом через масштабный коэффициент параметров давления (напряжения) в линейные единицы размеров эпюр контактного давления.

Сухой док сооружают следующим образом. При затоплении водой вычерпывают котлован 1, дно которого профилируют по радиусу дуги окружности (фиг.1), где В - ширина днища 2 котлована (фиг.2), подвергаемого подводному бетонированию с помощью подвижных трубчатых емкостей. Бетон укладывают на песчано-гравийный фильтр 6, выложенный равномерным слоем на цилиндрическом дне котлована 1. Края днища 2 наращивают до поверхности котлована 1 вертикальными бетонными стенками 3, далее ведут обратную засыпку стенок 3 после их бетонирования насухо, для чего воду из котлована 1 откачивают насосами 4 (фиг.3, 4).

При возведении фундамента дока на песчано-гравийном фильтре 6 в днище 2 предусмотрена установка аварийных сливных трубок 4 для снятия избыточного противодавления, возникающего в случае кольматации фильтра вблизи места установки насосов или повреждения последних. Это противодавление должно быть снято с днища с помощью сливных трубок 4 еще до того, как возникает опасность его взлома. Длина этих трубок 4 выбирается в соответствии с величиной допускаемого в данном случае противодавления. Другой способ борьбы с противодавлением на днище 2 состоит в его анкеровке в толще подстилающего, например, торфяного основания с помощью часто расположенных свай, что важно для передачи нагрузки при заполнении дока водой на его основание. Эти же сваи предотвращают док от всплывания при его опорожнении, а также увеличивают вес днища дока, воспринимающего противодавление, на величину веса грунта, находящегося вокруг свай, при этом сваи следует забивать на глубину h в основание также по дуге окружности R_cв.=R+h.

Под возведенным днищем 2 фундамента дока при его радиусе R гарантировано упругое контактное взаимодействие с подстилающим основанием (фиг.5, 7), при этом угол контактного взаимодействия выбирают в соответствии с предполагаемой зависимостью или по графику (фиг.6). В соответствии со схемой развития контактных напряжений под цилиндрическим днищем дока (фиг.9) установлена величина допускаемого давления в грунте (фиг.8) и торфяном основании (фиг.10), гарантирующего упругое взаимодействие под цилиндрическим днищем дока при его длине ℓ в зависимости от параметров основания φ и с.

Предлагаемое устройство сооружения сухого дока гарантированно обеспечивает упругое контактное взаимодействие с подстилающими фундамент основаниями в заполненном водой состоянии.

Источники информации

1. Чеботарев Г.П. Механика грунтов, основания и земляные сооружения. - М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - с.462-463 (прототип по устройству).

Изобретение относится к области строительства сухих доков. Сухой док состоит из отрытого под водой протяженного котлована, днище которого с боковыми вертикальными стенками забетонировано под водой и осушено с помощью дренажных трубок, а вертикальные стенки выполнены с обратной засыпкой, из песчано-гравийного фильтра, уложенного под забетонированным днищем, и насосов. Днище котлована в поперечном сечении выполнено по вогнутой дуге окружности радиусом и с углом упругого полуконтакта цилиндрического днища дока с грунтовым основанием, определяемыми по приведенным зависимостям, при давлении структурной прочности основания на растяжение и критическом давлении под центром цилиндрической поверхности днища в подстилающем основании, определяемыми также по зависимостям. Определяют угол упругого полуконтакта цилиндрического днища дока с заторфованным основанием с учетом удельного сцепления с и угла внутреннего трения подстилающего основания φ. При этом рассчитывают по приведенной зависимости глубину котлована под центром цилиндрического днища дока, а также упругую осадку цилиндрического днища дока при коэффициенте µ₀ Пуассона и модуле общей деформации Е₀ основания под цилиндром днища. 10 ил.

Сухой док, состоящий из отрытого под водой протяженного котлована, днище которого с боковыми вертикальными стенками забетонировано под водой и осушено с помощью дренажных трубок, а вертикальные стенки выполнены с обратной засыпкой, из песчано-гравийного фильтра, уложенного под забетонированным днищем, и насосов, отличающийся тем, что днище котлована в поперечном сечении выполняют по вогнутой дуге окружности радиусом , где В - ширина забетонированного днища, - угол упругого полуконтакта цилиндрического днища дока с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - критическое давление под центром цилиндрической поверхности днища в подстилающем основании, - угол упругого полуконтакта цилиндрического днища дока с заторфованным основанием, с - удельное сцепление и φ - угол внутреннего трения подстилающего основания, глубина котлована под центром цилиндрического днища дока равна , где ℓ - длина дока, а упругая осадка цилиндрического днища дока при коэффициенте µ₀ Пуассона и модуле общей деформации Е₀ основания под цилиндром днища.