Способ реконструкции причала военно-морской базы Российский патент 2023 года по МПК E02B1/00 E02B3/06 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к строительству и реконструкции причальных и других прибрежных сооружений как гражданского назначения, так и предназначенных для обеспечения базирования кораблей военно-морского флота.

В ходе проведенного патентного поиска аналогами заявленного изобретения были приняты следующие технические решения.

Известно «Гидротехническое сооружение вертикального профиля на свайном основании и способ его возведения» (по патенту на изобретение Российской Федерации RU 2568497 С1). Возведение данного сооружения осуществляется путем установки металлических кондукторов и вертикальных свай с последующим погружением их в грунт дна акватории, подачи бетонной смеси во внутреннее пространство опалубки для образования несущей опорной конструкции. Данный способ является достаточно технологичным, однако не определяет порядок использования элементов существующего сооружения с целью его реконструкции. В то же время элементы существующего причала могут послужить основой для реконструируемого сооружения, когда их демонтаж является нецелесообразным и трудоемким процессом.

Известно «Гидротехническое оградительное сооружение» по патенту на изобретение Российской Федерации RU 2555452 С1. Данное сооружение представляет соединенные между собой ячейки с вертикальными водонепроницаемыми гибкими стенками из наружной и внутренней оболочек, оболочки связаны между собой внутренними, верхними и нижними перемычками, полости между наружными и внутренними оболочками заполнены сжатым воздухом, верхние перемычки соединены растяжками с якорями. При этом верхние перемычки вертикальных водонепроницаемых гибких стенок выполнены в виде съемных жестких стержней, а нижние перемычки выполнены сплошными из гибкого водонепроницаемого материала, наружные оболочки вертикальных стенок оснащены на краях едиными штуцерами для подвода, отвода сжатого воздуха или жидкости во внутренние полости ячеек. Вместе с тем геометрический профиль данного сооружения и его функциональное назначение не предполагает швартовку кораблей и судов к нему.

Также известен «Ускоренный способ реконструкции причала» (по патенту на изобретение RU 2745318 С1 от 23.03.2021 г.), принятый в качестве прототипа заявленного технического решения. Данный способ представляет собой реализацию комплекса мероприятий по изготовлению: стенки из шпунтовых свай типа «больверк» и ускоренной отсыпки грунта с внутренней стороны, плиты верхнего строения причала с использованием оставляемой песчаной опалубки, декоративных элементов причалов (лестниц, площадок и др.) с использованием несъемной опалубки с элементами отделки, прикордонной балки причала. Недостатком способа-прототипа является то, что в нем не раскрывается порядок проведения мероприятий по устранению коррозионных повреждений металлических элементов причала. Невыполнение данных мероприятий при реконструкции причала путем формирования железобетонной конструкции является недопустимым, поскольку при удалении следов ржавчины возможно определение степени коррозионных повреждений металлических элементов и принятие решения о целесообразности их использования в структуре возводимой железобетонной конструкции. Кроме этого, способ-прототип не предусматривает изготовление перекрестных железобетонных вертикальных стенок реконструируемого причала, что, в свою очередь, накладывает существенное ограничение на несущую способность железобетонной плиты при производстве погрузочно-разгрузочных работ на причале.

Технический результат от применения заявленного способа состоит в повышении несущей способности причала и повышении жесткостных характеристик железобетонной плиты покрытия причала за счет изготовления перекрестных вертикальных железобетонных стенок, в устранении следов коррозии на металлических элементах причала, в исключении производства подводно-технических работ за счет реконструкции причала в предварительно устроенном кессоне. Кроме этого, заявленный способ позволяет оценить целесообразность проведения работ по реконструкции существующего причального сооружения за счет возможности проверки объема коррозионных повреждений после проведения реакции электролиза.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Общими признаками прототипа и заявляемого способа является то, что реконструкция причала военно-морской базы осуществляется путем принятия бетонной смеси в подготовленное опалубочное пространство будущей объемной железобетонной конструкции причала, укладывания грунта обратной засыпки в мешках, дальнейшей засыпки образовавшегося объема песком, выполнения конфигурации опалубки в песочной среде, укладки арматуры будущей железобетонной конструкции плиты верхнего строения причала и его элементов.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. устройство кессона, примыкающего к берегу, облицованного пластиковым покрытием, стенки которого на 30% выше максимального уровня воды;

2. установка раскосов, облицованных пластиковым покрытием, с внутренней стороны образованного из стенок кессона замкнутого контура;

3. откачка воды из внутреннего замкнутого контура кессона с последующим заполнением замкнутого контура электролитом, образованным раствором воды и кальцинированной соды;

4. устройство электрической цепи с источником постоянного тока, размещенным на настиле причала;

5. проведение реакции электролиза в течение времени, определяемого исходя из количества поврежденных коррозией участков металлических элементов причала;

6. демонтаж электрической цепи, откачка электролита из замкнутого контура кессона, зачистка металлическими щетками участков металлических элементов причала с подачей воды на зачищаемые участки под напором до полного удаления следов коррозии;

7. откачка воды после зачистки поврежденных коррозией участков из замкнутого контура кессона и демонтаж настила причала;

8. устройство несъемной опалубки таким образом, что металлические элементы причала размещаются внутри контура несъемной опалубки, соединение четырех близлежащих вертикальных металлических элементов причала путем формирования контура несъемной опалубки выполняется по периметру и по диагонали образуемого прямоугольника,

9. устройство внутри контура несъемной опалубки арматурных каркасов;

10. набор проектной прочности бетонной смесью в опалубочном пространстве в полости между образованными вертикальными стенками причала;

11. набор проектной прочности железобетонной конструкцией плиты верхнего строения причала, демонтаж кессона и раскосов;

12. принятие уровня электролита в замкнутом контуре кессона ниже уровня не облицованных пластиковым покрытием элементов кессона и раскосов;

13. определение в качестве анода электрической цепи металлического элемента на настиле причала из нержавеющей стали, определение катодом металлических элементов причала в заполненном электролитом замкнутом контуре.

Совместное применение в заявляемом способе указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что повышается прочность, долговечность, несущая способность реконструируемого причала, также исключается необходимость использования способов укладки бетонной смеси за счет возведения вертикальных стенок сооружения в специально оборудованном кессоне.

Предложенный способ пояснен чертежами.

На фигуре 1 представлен общий вид подлежащего реконструкции причала.

На фигуре 2 представлена схема устройства кессона и раскосов вокруг подлежащего реконструкции причала.

На фигуре 3 представлена схема устройства несъемной опалубки и арматурных каркасов в опалубочном пространстве при реконструкции причала.

На фигуре 4 представлена схема армирования железобетонной конструкции плиты верхнего строения причала.

На фигурах 1…4 представлены следующие обозначения арабскими цифрами:

1 - кессон;

2 - линия берега;

3 - металлический элемент причала (катод);

4 - раскос;

5 - уровень воды за пределами кессона;

6 - источник постоянного тока;

7 - настил причала;

8 - металлический элемент из нержавеющей стали (анод);

9 - проводное соединение;

10 - опалубочное пространство (несъемная опалубка);

11 - арматурные каркасы;

12 - пространство, заполненное грунтом обратной засыпки в мешках и песком;

13 - железобетонная конструкция верхнего строения причала.

Поскольку реконструкцию причалов военно-морских баз возможно осуществить неоднократно предложенным способом, данный способ является промышленно применимым.

Применение способа реконструкции причала военно-морской базы осуществляется следующим образом.

Перед началом производства основного цикла работ заблаговременно выполняется устройство кессона (1), примыкающего к берегу (2), имеющего облицовку стенок пластиковым покрытием. При этом стенки кессона (1), используемого для производства работ, должны иметь высоту на 30% больше максимального уровня воды, достигаемого при волнении моря в течение года. Значение максимального уровня воды, достигаемого при волнении моря в течение года, принимается на основе средних значений по результатам многолетних наблюдений (например, на основе данных лоций морей). Облицовка пластиковым покрытием предназначена для придания диэлектрических свойств стенок кессона при производстве реакции электролиза. При этом подлежит удовлетворению условие о том, что уровень электролита в замкнутом контуре кессона должен быть ниже уровня не облицованных пластиковым покрытием элементов кессона и раскосов (в случае наличия таковых).

Последующим этапом подготовительных работ является установка раскосов (4), также облицованных пластиковым покрытием, с внутренней стороны замкнутого контура, образованного из стенок кессона (1), с целью обеспечения устойчивости кессона (1) к гидростатическому и гидродинамическому воздействию. После выполнения данных работ и проверки герметичности замкнутого контура кессона (1) осуществляется откачка воды из замкнутого контура кессона (1) с последующим заполнением его электролитом, образованным раствором воды и кальцинированной соды. На настиле (7) причала, подлежащего реконструкции, выполняется установка источника постоянного тока (6) и металлического элемента произвольной формы из нержавеющей стали (анода) (8). Затем с использованием проводных соединений (9) осуществляется устройство электрической цепи с источником постоянного тока (6), размещенным на настиле (7) причала, где анодом служит металлический элемент произвольной формы из нержавеющей стали (8), а катодом - металлический элемент причала (3).

После устройства электрической цепи производится реакция электролиза в течение времени, определяемого исходя из количества поврежденных коррозией участков металлических элементов причала (3). После выполнения реакции электролиза осуществляется демонтаж электрической цепи, откачка электролита из замкнутого контура кессона (1), зачистка металлическими щетками участков металлических элементов причала (3) с подачей воды на зачищаемые участки под напором до полного удаления следов коррозии. Необходимость выполнения механической очистки после проведения электролиза обусловлена тем, что при значительных коррозионных повреждениях следы коррозии не в полной мере удаляются в период эффективного времени реакции, а дальнейшее проведение реакции не целесообразно с точки зрения временных ограничений по производству работ. После зачистки поврежденных коррозией участков металлических элементов причала (3) из замкнутого контура кессона (1) выполняется откачка воды и демонтаж настила причала (7).

Затем внутри замкнутого контура кессона (1) выполняется устройство несъемной опалубки (10). При этом металлические элементы причала (3) размещаются внутри контура несъемной опалубки (10); соединение четырех близлежащих вертикальных металлических элементов причала (3) выполняется путем формирования контура несъемной опалубки (10) по периметру и по диагонали образуемого прямоугольника (представлено на фигуре 3). Внутренние элементы контура несъемной опалубки (10), размещаемые по диагонали образуемого прямоугольника четырьмя близлежащими вертикальными металлическими элементами причала (3), предназначены для обеспечения пространственной жесткости сооружения, повышения несущей способности железобетонной конструкции верхнего строения причала (13). Внутри контура несъемной опалубки (10) устраиваются арматурные каркасы (11).

Следующим этапом является принятия бетонной смеси в подготовленное опалубочное пространство (10) будущей объемной железобетонной конструкции причала с последующим набором проектной прочности бетонной смесью в опалубочном пространстве (10). Затем осуществляется укладывание грунта обратной засыпки в мешках в соответствующее пространство (12) внутреннего контура реконструируемого сооружения. Оставшийся объем в пространстве (12) после укладывания грунта в мешках засыпается песком.

Последующим этапом является изготовление железобетонной конструкции верхнего строения причала (13), которая формируется путем конфигурации опалубки в песочной среде пространства (12), заполненного грунтом обратной засыпки в мешках и песком. Опалубка (на фигурах не показано) железобетонной конструкции верхнего строения причала (13) предназначена для устройства в ней арматурных каркасов (11) и принятия бетонной смеси с последующим набором проектной прочности железобетонной конструкцией плиты верхнего строения причала (13).

После набора проектной прочности железобетонной конструкцией плиты верхнего строения причала (13) осуществляется демонтаж кессона (1) и раскосов (4) с последующим вводом реконструированного причала в эксплуатацию.

Использованные источники

1. Патент на изобретение Российской Федерации RU 2568497 С1 «Гидротехническое сооружение вертикального профиля на свайном основании и способ его возведения».

2. Патент на изобретение Российской Федерации RU 2555452 С1 «Гидротехническое оградительное сооружение».

3. Патент на изобретение Российской Федерации RU 2745318 С1 «Ускоренный способ реконструкции причала».

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к строительству и реконструкции причальных и других прибрежных сооружений как гражданского назначения, так и предназначенных для обеспечения базирования кораблей военно-морского флота. Способ реконструкции причала военно-морской базы заключается в заблаговременном устройстве кессона, примыкающего к берегу (2), облицованного пластиковым покрытием, стенки которого на 30% выше максимального уровня воды, установке раскосов, облицованных пластиковым покрытием, с внутренней стороны образованного из стенок кессона замкнутого контура, откачке воды из внутреннего замкнутого контура кессона с последующим заполнением замкнутого контура электролитом, образованным раствором воды и кальцинированной соды, устройстве электрической цепи с источником постоянного тока, размещенным на настиле причала, проведении реакции электролиза в течение времени, определяемого исходя из количества поврежденных коррозией участков металлических элементов причала (3), демонтаже электрической цепи, откачке электролита из замкнутого контура кессона, зачистке металлическими щетками участков металлических элементов причала (3) с подачей воды на зачищаемые участки под напором до полного удаления следов коррозии, откачке воды после зачистки поврежденных коррозией участков из замкнутого контура кессона и демонтаже настила причала. После чего выполняют устройство несъемной опалубки (10) таким образом, что металлические элементы причала (3) размещаются внутри контура несъемной опалубки (10). Соединяют четыре близлежащих вертикальных металлических элемента причала (3) путем формирования контура несъемной опалубки (10) по периметру и по диагонали образуемого прямоугольника. Устраивают внутри контура несъемной опалубки (10) арматурные каркасы (11). После принятия бетонной смеси в подготовленное опалубочное пространство (10) будущей объемной железобетонной конструкции причала осуществляется набор проектной прочности бетонной смесью в опалубочном пространстве (10) с последующим укладыванием грунта обратной засыпки в мешках в соответствующее пространство (12) внутреннего контура реконструируемого сооружения, дальнейшей засыпкой образовавшегося объема песком, выполнением конфигурации опалубки в песочной среде, укладкой арматуры и принятием бетонной смеси будущей железобетонной конструкции плиты верхнего строения причала и его элементов. После чего осуществляется набор проектной прочности железобетонной конструкцией плиты верхнего строения причала, демонтаж кессона и раскосов. Технический результат изобретения состоит в повышении несущей способности причала и повышении жесткостных характеристик железобетонной плиты покрытия причала за счет изготовления перекрестных вертикальных железобетонных стенок, в устранении следов коррозии на металлических элементах причала, в исключении производства подводно-технических работ за счет реконструкции причала в предварительно устроенном кессоне. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ реконструкции причала военно-морской базы, включающий принятие бетонной смеси в подготовленное опалубочное пространство будущей объемной железобетонной конструкции причала, укладывание грунта обратной засыпки в мешках, дальнейшую засыпку образовавшегося объема песком, выполнение конфигурации опалубки в песочной среде, укладаку арматуры будущей железобетонной конструкции плиты верхнего строения причала и его элементов, отличающийся тем, что заблаговременно осуществляется устройство кессона, примыкающего к берегу, облицованного пластиковым покрытием, стенки которого на 30% выше максимального уровня воды, а далее устанавливаются раскосы, облицованные пластиковым покрытием, с внутренней стороны образованного из стенок кессона замкнутого контура, выполняется откачка воды из внутреннего замкнутого контура кессона с последующим заполнением замкнутого контура электролитом, образованным раствором воды и кальцинированной соды, осуществляется устройство электрической цепи с источником постоянного тока, размещенным на настиле причала, производится реакция электролиза в течение времени, определяемого исходя из количества поврежденных коррозией участков металлических элементов причала, осуществляется демонтаж электрической цепи, откачка электролита из замкнутого контура кессона, зачистка металлическими щетками участков металлических элементов причала с подачей воды на зачищаемые участки под напором до полного удаления следов коррозии, выполняется откачка воды после зачистки поврежденных коррозией участков из замкнутого контура кессона и демонтаж настила причала, выполняется устройство несъемной опалубки таким образом, что металлические элементы причала размещаются внутри контура несъемной опалубки, соединение четырех близлежащих вертикальных металлических элементов причала путем формирования контура несъемной опалубки выполняется по периметру и по диагонали образуемого прямоугольника, а внутри контура несъемной опалубки устраиваются арматурные каркасы, а после принятия бетонной смеси в подготовленное опалубочное пространство будущей объемной железобетонной конструкции причала осуществляется набор проектной прочности бетонной смесью в опалубочном пространстве с последующим укладыванием грунта обратной засыпки в мешках, дальнейшей засыпкой образовавшегося объема песком, выполнением конфигурации опалубки в песочной среде, укладкой арматуры и принятием бетонной смеси будущей железобетонной конструкции плиты верхнего строения причала и его элементов, после чего осуществляется набор проектной прочности железобетонной конструкцией плиты верхнего строения причала, демонтаж кессона и раскосов.

2. Способ реконструкции причала военно-морской базы по п. 1, отличающийся тем, что уровень электролита в замкнутом контуре кессона должен быть ниже уровня не облицованных пластиковым покрытием элементов кессона и раскосов.

3. Способ реконструкции причала военно-морской базы по п. 1, отличающийся тем, что в электрической цепи анодом является металлический элемент на настиле причала из нержавеющей стали, а катодом выступают металлические элементы причала в заполненном электролитом замкнутом контуре.