НАПЛАВНАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ АВТОДОРОГА Российский патент 2012 года по МПК E01D15/14 F03B9/00 

Изобретение является комбинационным, поскольку в нем используются некоторые известные устройства в новом, ранее не известном сочетании, дающем принципиально новый эффект.

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к созданию наплавных автомобильных дорог и магистралей для сухопутного транспорта в специфических условиях: по не замерзающему руслу реки в нижнем бьефе сибирских гидроэлектростанций (ГЭС).

Наиболее схожим решением с предлагаемым являются наплавные мосты-ленты. Известны наплавные мосты-ленты, например:

«Наплавной мост-лента» - авторское свидетельство SU 1014311 A, E01D 15/14, авторы В.И.Телов, И.Н.Тараканов (СССР), Ц.Д.Петров и Б.П.Ионов (БНР).

«Усиленный наплавной мост-лента разрезной системы» - авторское свидетельство SU 1336637 A1, E01B 15/14, авторы В.И.Телов и И.Н.Тараканов.

«Наплавной мост» - патент RU 2184809 C1, МПК E01B 15/14, авторы Малышев А.А., Куприянов Ю.А., Ежков А.В., Трефилов В.Ф., Хмелюк П.С.

Достаточно подробно изложена классификация и конструкции наплавных мостов в книге «Наплавные мосты, паромные и ледяные переправы», Телов В.И., Кануков И.М. Под ред. В.И.Телова. М.: «Транспорт», 1978, 384 с., а также в «Инструкции по ремонту, содержанию и эксплуатации паромных переправ и наплавных мостов», ВСН 50-87, Минавтодор РСФСР, М., «Транспорт», 1988.

Известны также гидравлические приводы, преобразующие энергию речного потока воды во вращательное движение приводного вала электрогенератора, например:

«Гидроэнергетическая установка для использования энергии потока воды» - авторское свидетельство SU 1442689 A1, F03B 9/00, авторы Е.Г.Гендель и В.А.Гендель.

«Плавучая ГЭС «Ювеналия» - авторское свидетельство SU 1753008 A1, F03В 9/00, автор Ю.С.Кривошеев.

Основные причины подачи заявки на предлагаемое изобретение заключаются в следующем:

1. Известны наплавные сооружения для передвижения по ним сухопутного транспорта, выполненные в виде мостов и служащие исключительно в качестве переправ через водные преграды, соединяющие их противоположные берега и имеющие продольное (осевое) направление, как правило, поперек течения реки.

2. В известных мостах ленточного типа используются однокорпусные плавучие основания с разнообразным расположением их по отношению друг к другу при формировании ленты моста.

3. В известных мостах ленточного типа не применены возможности использования кинетической энергии водного потока для преобразования ее в механическое движение, например во вращательное.

4. В известных мостах-лентах дорожное полотно не имеет разделительного барьера между полосами встречного движения.

5. В известных гидроэнергетических установках с плавающим основанием в виде катамарана внутренние борта корпусов катамарана параллельны друг другу и поэтому водный поток, проходящий между ними, имеет постоянную скорость.

6. Энергия для освещения моста-ленты и для производства работ по его обслуживанию должна подаваться извне (электросетей общего пользования).

Заявляемое изобретение предназначено для решения задачи строительства автомобильной дороги путем создания наплавного сооружения в виде ленты, имеющей продольное расположение понтонов катамаранного типа вдоль (течения) воды, позволяющее возводить наплавную автодорогу любой протяженности по незамерзающему руслу реки с расположенными между корпусами понтонов катамаранного типа устройствами для отбора мощности потока речной воды, который за счет изменения поперечного сечения пространства между бортами катамарана увеличивает скорость и, соответственно, кинетическую энергию потока, а на проезжем полотне наплавной автодороги установлен разделительный барьер, позволяющий увеличить поперечную жесткость наплавной автодороги в соединительных элементах понтонов.

Использование заявляемого технического решения позволит выполнить строительство автодороги наплавного типа с использованием соединенных в ленту вдоль течения реки понтонов катамаранного типа, между внутренними бортами которых расположены гидроприводы для отбора мощности водного потока, который за счет сужения внутренних бортов катамарана имеет переменное сечение для увеличения скорости течении воды, а по полотну проезжей части вдоль автодороги смонтирован разделительный барьер, создающий поперечную жесткость наплавного сооружения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - наплавная гидроэнергетическая автодорога, вид сверху; на фиг.2 - двухкорпусные понтоны (катамараны) автомобильной дороги наплавного типа, разрез катамарана в плоскости ватерлинии; на фиг.3 - поперечный разрез наплавной гидроэнергетической автодороги; на фиг.4 - наплавная гидроэнергетическая автодорога, вид сбоку места стыковки катамаранов.

Наплавная гидроэнергетическая автодорога состоит из наплавных звеньев (катамаранов), собранных в ленту 1 вдоль русла реки (фиг.1). Каждое наплавное звено выполнено в виде двухкорпусного понтона (катамарана) 2, имеющего между корпусами сужение внутренних бортов 3 и расширение наружних бортов корпусов катамарана в носовой части 4, где между кормовыми транцами корпусов (ахтерштевнями) впереди стоящего понтона 5 и носовыми частями (форштевнями) корпусов позади стоящего понтона 6 имеется пространство для прохода водного потока, создаваемого течением реки, при этом расстояние между форштевнями корпусов позади стоящего катамарана больше, чем расстояние между ахтерштевнями впереди стоящего катамарана (фиг.2). Наличие сужения между внутренними бортами катамарана и дополнительный напор от боковых водозаборов увеличивает скорость водного потока в месте установки гидроприводов 7 для энергоустановок (мини-ГЭС). Дорожное полотно 8 гидроэнергетической наплавной автодороги выполнено в виде железобетонных конструкций желобчатого типа, имеющих вертикальные разделительные 9 и боковые 10 ограждения, выполняющие роль ребер жесткости между соединениями понтонов (катамаранов) и создающие кроме условий безопасности движения автотранспорта поперечную жесткость наплавной автодороги в местах стыковки понтонов (катамаранов). С берегом наплавная автодорога соединяется специальными въездно-съездными конструкциями грунтового или свайного типа 11 (фиг.1).

Предложенная наплавная гидроэнергетическая автодорога устраивается в русле реки в нижнем бьефе крупных ГЭС, в частности Красноярской, Братской или др. Особенностью этих географических мест является то, что русло реки, как правило, находится в горном рельефе и при низких зимних температурах атмосферного воздуха вода реки ниже плотины ГЭС вообще не замерзает. Например, Енисей ниже плотины Красноярской ГЭС не замерзает на протяженности более 200 км русла. В этих условиях применение предлагаемой наплавной автодороги весьма эффективно по следующим причинам.

Во-первых, стоимость 1 км наплавной автодороги примерно в 2-3 раза меньше стоимости 1 км сухопутной автодороги сходных параметров (ширина, покрытие и др.). По российским ценам стоимость 1 км сухопутной широкополосной асфальтированной автодороги составляет от 510 до 960 млн рублей. По каналам центрального телевидения России в печатных СМИ («МК» за 30.06. - 7.07. 2010 г.) была названа цифра $17 млн, а в «АиФ» и того больше - $32 млн (№28, 2010 г.) за 1 км автодороги.

Во-вторых, трасса наплавной автодороги проложена по руслу реки и поэтому не имеет резких поворотов, на ней практически отсутствуют спуски и подъемы, а в альтернативе сухопутной трассе в условиях пересеченной горной местности обычно значительно короче, например расстояние по руслу реки Енисей от Красноярска до Дивногорска 22 км, а по сухопутной автодороге 46 км.

В-третьих, очень существенно упрощается обслуживание автодороги в наплавном исполнении по устранению продуктов атмосферных осадков, поскольку само расположение автодороги на воде не требует наличия различных дренажных и отводных устройств, присущих сухопутной автодороге.

В-четвертых, в наплавной автодороге отсутствует необходимость строительства малых мостов и переездов через мелкие реки и овраги.

В-пятых, наличие на понтонах наплавной автодороги гидроустановок отбора мощности водного потока позволяет иметь не только электроэнергию для освещения и обслуживания автотрассы, например подогрева полотна автодороги в период гололедицы, но и реализовывать излишки электроэнергии. При установке, например, электрогенераторов в наплавных звеньях автодороги от Красноярска до Дивногорска единичной мощностью 50 кВт получим общую установленную мощность 125 мВт, что будет соответствовать электростанции средней мощности.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к конструкции автомобильных дорог, возводимых при сооружении новых магистралей для сухопутного транспорта в специфических условиях местности, например с резко переменным рельефом. Наплавная гидроэнергетическая автодорога включает опорные звенья в виде катамаранов, соединенных в ленту, на палубной поверхности которых размещено дорожное полотно. Между корпусами катамаранов смонтированы гидроприводы энергетических установок Двухкорпусные наплавные звенья автодороги катамаранного типа сформированы в ленту вдоль незамерзающего русла реки. Использование изобретения позволяет возводить наплавную дорогу любой протяженности по незамерзающему руслу реки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Наплавная гидроэнергетическая автодорога, включающая опорные звенья в виде катамаранов, соединенных в ленту, на палубной поверхности которых размещено дорожное полотно, а между корпусами катамаранов смонтированы гидроприводы энергетических установок, отличающаяся тем, что двухкорпусные наплавные звенья автодороги катамаранного типа сформированы в ленту вдоль незамерзающего русла реки.

2. Наплавная гидроэнергетическая автодорога по п.1, отличающаяся тем, что корпусы катамаранов выполнены с сужением расстояния между внутренними бортами корпусов, а расстояние между форштевнями корпусов позади стоящего катамарана больше, чем расстояние между ахтерштевнями впереди стоящего катамарана.

3. Наплавная гидроэнергетическая автодорога по п.1, отличающаяся тем, что автономные источники электроэнергии с гидроприводами от водного потока реки расположены между внутренними бортами корпусов катамарана в месте их сужения.

4. Наплавная гидроэнергетическая автодорога по п.1, отличающаяся тем, что дорожное полотно в виде железобетонных конструкций желобчатого типа изготовлено совместно с вертикальными разделительными и боковыми ограждениями, выполняющими роль ребер жесткости между соединениями наплавных звеньев автодороги в местах стыковки составленных в ленту понтонов (катамаранов).