ВСПЛЫВАЮЩАЯ ДАМБА - ДОРОГА Российский патент 2023 года по МПК E02B3/10 

Изобретение Всплывающая дамба - дорога относится к гидротехническому строительству, в частности, к инженерным сооружениям, защищающим территории населенных пунктов и предприятий от подтопления во время паводков, и является, по существу, механической всплывающей дамбой.

Известны устройства защиты от паводковых наводнений в виде грунтовых дамб, выполненных в виде насыпей с защитными и противофильтрационными слоями и дренажом (патент RU №2346107, МПК 02 В 7/06, опубл. 10.02.2009, патент RU №2706 152, МПК E02D 17/18, опубл. 14.11.2019). Грунтовые дамбы обеспечивают эффективную защиту населенных пунктов от наводнений, но их возведение нецелесообразно в случаях защиты от нерегулярного подтопления территорий малых населенных пунктов, из-за высокой материалоемкости таких дамб, и как следствия высокой стоимости и продолжительности работ по их возведению. Возведение грунтовых дамб, также приводит к изменению ландшафта.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является Всплывающая дамба, состоящая из плавучих секций, соединенных между собой в горизонтальные ряды. Ряды являются, при этом, прямолинейными сторонами замкнутого контура вокруг населенного пункта, или располагаются вдоль прибрежной полосы водоема (патент RU №2765209, МПК Е02 В 3/10, СПК Е02В 3/10, опубл. 26.01.2022).

Сходство с аналогом заявляемого изобретения заключается в наличии поднимающейся за счет выталкивающей силы воды плоскости дамбы, наличии гидроизоляционной мембраны, и наличии шарнира, связанного с бетонным основанием.

Различия от аналога заявляемого изобретения заключаются в его большей простоте и надежности, которые обусловлены расположением шарнира выше уровня земли и наличием защитного армированного бетонного покрытия поверх плавучих секций. Также, различие заключается в двойном назначении Всплывающей дамбы - дороги, при котором в отсутствии подтопления, в положении лежа на грунте, ее секции образуют проезжую часть для автотранспорта, что не предполагается аналогом при наличии в его конструкции устоев, разделяющих горизонтальные участки секций дамбы и являющихся препятствием для устройства дороги.

К недостаткам аналога можно отнести слабую защищенность пластиковых секций от механических воздействий и пожаров, подверженность шарнира заклиниванию от замерзания воды в зимне-весенний период, при ее возможном просачивании в углубление фундамента, незащищенность открытых участков гидроизоляционной мембраны.

Технический результат заключается в создании водонепроницаемой плоскости, за счет всплытия заранее смонтированных, шарнирно соединенных с железобетонными устоями плавучих секций, а также в использовании секций в качестве основания проезжей части для автотранспорта при отсутствии подтопления, в положении секций лежа на грунте.

Железобетонные устои возводятся с заглублением в грунте и запроектированы с уширением подошвы со стороны задней стенки, для защемления в грунте и компенсации эксцентриситета, возникающего при нагрузке под углом к горизонту. В верхнюю часть устоев закладываются овальные втулки шарниров для соединения стальными осями с плавучими секциями дамбы. Расположенные последовательно секции дамбы, образуют стороны замкнутого контура вокруг населенного пункта, предприятия, или располагаются вдоль прибрежной полосы водоема.

Плавучие секции дамбы, каждая из которых соединена шарнирно с устоем -1, в обычных условиях, находятся в горизонтальном положении, лежа на грунте. От прилегающей территории секции отделены габионами - 2. Плавучие секции запроектированы с учетом выполнения двойной функции: основания для дорожного покрытия - 3 с организацией проезжей части для автотранспорта и функции ограждающей плоскости дамбы. Конструкция секций, а также шарниров, соединяющих секции с устоями, предполагает укладку секций с учетом рельефа местности, с возможным уклоном, для чего в конструкции шарнира применяется овальная втулка устоя - 4. При подтоплении, вода, своей выталкивающей силой, начинает поднимать края плавучих секций, обращенные в сторону пребывания воды, при этом другая сторона секций остается скрепленной с устоями, образуя с ними шарниры. Тем самым, создается поднимающаяся вместе с повышением уровня воды плоскость дамбы.

Ось шарнира - 5, при монтаже Рядовых плавучих секций - 6 из левой половины втулки секции - 7 перемещается тросом - 8 через втулку устоя в правую половину втулки секции и фиксируется болтами - 15. Рядовые плавучие секции в плане запроектированы трапециевидной формы, со скошенными продольными сторонами. Это обуславливает выгнутую форму дамбы в плане. Такая геометрия, исключает трение и заклинивание секций при поднятии их под углом к горизонту во время подтопления. Для плотного примыкания Рядовых секций дамбы, при смычке ее соседних участков предусмотрены узкие Вставки - 9, выполняемые по месту из Рядовых секций при их разрезании с последующим закреплением к продольному торцу одного из участков смычки и замоноличивании шва при устройстве дорожного покрытия.

Для устройства сопряжения Всплывающей дамбы - дороги с примыкающими дорогами -13, предусмотрены плавучие секции Перекрестков - 12, применяемые парами, в которых одна секция является зеркальной по отношению к другой. Стык пары секций Перекрестков замоноличивается, при устройстве дорожного покрытия и пара секций становится единой конструкцией, закрепленной к двум устоям, расположенным на одной оси.

Для организации поворотов дороги, предусмотрены Поворотные плавучие секции - 10, применяемые парами, в которых одна секция является зеркальной по отношению к другой. Геометрическая форма Поворотных секций, а также геометрическая форма втулок устоев Поворотных секций - 11, с которыми они соединены, обеспечивает, при любом изменении угла их наклона, плотное примыкание друг к другу, а также к соседним Рядовым секциям. Плотное примыкание достигается заданным давлением воды и геометрией втулок устоев поворотных секций направлением разворота осей секций одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскости с их поворотом внутри втулок.

Оси шарниров для секций Перекрестков и Поворотных секций, в отличие от Рядовых секций, продеваются в овальные втулки устоев не из втулок секций, а через втулки секций, снаружи, что предполагает монтаж прилегающих Рядовых секций после фиксации продетых осей секций Перекрестков и Поворотных секций.

Для гидроизоляции стыков секций и прилегания секций к земле, в конструкции Всплывающей дамбы - дороги, предусмотрена гидроизоляционная мембрана - 14. Мембрана в продольном направлении дамбы закреплена, с одной стороны к торцам плавучих секций, с другой стороны к подземной части устоев. Размер заглубления, при этом, зависит от типа грунта по степени его водопроницаемости. В поперечном направлении куски, из которых состоит гидроизоляционная мембрана, герметично соединяются между собой.

Плавучие секции дамбы изготавливаются из ячеистого полиэтилена высокого давления. Дорожное покрытие выполняется из бетона, армированного сеткой из композитной полимерной арматуры, при этом арматура и бетон замоноличиваются со стенками ячеек плавучих секций, через перфорацию в них, создавая единую конструкцию. Устои, передающие нагрузку от давления воды при подтоплении на грунт, изготавливаются из монолитного железобетона.

Изобретение изображено на чертежах:

на фиг. 1 - Схема работы, общий вид. Положение секций при подтоплении;

на фиг. 2, 3 - увеличенные фрагменты фиг. 1

на фиг. 4 - Схема работы, общий вид. Положение секций на грунте с устройством по ним дорожного покрытия;

на фиг. 5 - Генеральный план с маркировкой разрезов;

на фиг. 6, 7, 8, 9, 10, 11 - Разрез 1-1 по устою Рядовой плавучей секции (по устою плавучей секции Перекрестка) в положении на грунте и в положении при подтоплении, увеличенные фрагменты разреза 1-1;

на фиг. 12, 13, 14, 15, 16, 17 - Разрез 2-2 по Рядовой плавучей секции в положении на грунте и в положении при подтоплении, увеличенные фрагменты разреза 2-2;

на фиг. 18, 19, 20, 21 - Разрез 3-3 по плавучей секции Перекрестка в положении на грунте и в положении при подтоплении, увеличенные фрагменты разреза 3-3;

на фиг. 22, 23, 24, 25, 26, 27 - Сечения а-а, 6-б, в-в, г-г Рядовой плавучей секции и секции Перекрестка в положении на грунте, увеличенные фрагменты сечений 6-б и г-г;

на фиг. 28, 29, 30, 31 - Разрез 4-4 по устою Поворотной плавучей секции в положении на грунте и в положении при подтоплении, увеличенные фрагменты разреза 4-4;

на фиг. 32, 33, 34, 35 - Сечения д-д, е-е, ж-ж Поворотной плавучей секции в положении на грунте и в положении при подтоплении, увеличенный фрагмент сечения д-д.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к инженерным сооружениям, защищающим территории населенных пунктов от подтопления во время паводков. Всплывающая дамба состоит из плавучих секций, снабженных защитным армированным бетонным покрытием, уложенным поверх плавучих секций. В положении лежа на грунте, при отсутствии подтопления, плавучие секции образуют проезжую часть для автотранспорта. Защита от подтопления решается созданием водонепроницаемой плоскости за счет всплытия заранее смонтированных, шарнирно соединенных с железобетонными устоями плавучих секций. Железобетонные устои возводятся с заглублением в грунте. В верхнюю часть устоев закладываются овальные втулки шарниров для соединения стальными осями с плавучими секциями дамбы. Расположенные последовательно секции дамбы образуют стороны замкнутого контура вокруг населенного пункта, предприятия или располагаются вдоль прибрежной полосы водоема. При подтоплении вода своей выталкивающей силой начинает поднимать края плавучих секций, обращенные в сторону пребывания воды, при этом другая сторона плавучих секций остается шарнирно скрепленной с устоями. Тем самым создается поднимающаяся вместе с повышением уровня воды плоскость дамбы, угол наклона которой по отношению к горизонту увеличивается по мере пребывания воды. Гидроизоляция стыков секций и прилегания секций к земле обеспечивается гидроизоляционной мембраной, в продольном направлении дамбы закрепленной с одной стороны к торцам плавучих секций, с другой стороны - к подземной части устоев, при герметичном соединении составляющих ее кусков, образующих сплошную ленту, отделяющую при подтоплении всю плоскость дамбы от воды. Всплывающая дамба включает рядовые плавучие секции 6, имеющие трапециевидную форму в плане, скошенные продольные стороны которых исключают трение и заклинивание секций при поднятии их под углом к горизонту во время подтопления, поворотные плавучие секции 10, применяемые парами, в которых одна секция является зеркальной по отношению к другой, которые соприкасаются друг с другом закругленными продольными торцами, обеспечивающими, при любом изменении угла наклона секций, плотное примыкание при поднятии их под углом к горизонту во время подтопления, а также снабжена плавучими секциями для организации перекрестков 12, применяемыми парами, в которых одна секция является зеркальной по отношению к другой. Пары секций для организации перекрестков 12 имеют замоноличивающийся стык, выполненный при устройстве дорожного покрытия, с образованием из пары секций единой конструкции, закрепленной к двум устоям, расположенным на одной оси. Плотное примыкание поворотных секций 10 к соседним рядовым секциям 6 достигается давлением воды и формой втулок устоев поворотных секций 10, которые обуславливают направление разворота осей секций одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях с их поворотом внутри втулок. Монтаж прилегающих рядовых секций 6 осуществляется после фиксации продетых осей секций для организации перекрестков 12 и поворотных секций 10. Технический результат заключается в создании водонепроницаемой плоскости за счет всплытия заранее смонтированных, шарнирно соединенных с железобетонными устоями плавучих секций, а также в использовании секций в качестве основания проезжей части для автотранспорта при отсутствии подтопления, в положении секций лежа на грунте. 35 ил.

Всплывающая дамба, включающая расположенные горизонтальными рядами плавучие секции, каждая из которых шарнирно соединена с устоем, в обычных условиях находящиеся в горизонтальном положении, лежа на грунте, при подтоплении поднимающиеся выталкивающей силой воды, создавая тем самым поднимающуюся вместе с повышением уровня воды плоскость дамбы, включающая гидроизоляцию стыков секций и прилегания секций к земле гидроизоляционной мембраной, в продольном направлении дамбы закрепленной с одной стороны к торцам плавучих секций, с другой стороны - к подземной части устоев, при герметичном соединении составляющих ее кусков, образующих сплошную ленту, отделяющую при подтоплении всю плоскость дамбы от воды, отличающаяся тем, что снабжена защитным армированным бетонным покрытием поверх плавучих секций, при котором в отсутствие подтопления, в положении лежа на грунте, секции дамбы образуют проезжую часть для автотранспорта, при этом рядовые плавучие секции имеют трапециевидную форму в плане, скошенные продольные стороны секций исключают трение и заклинивание секций при поднятии их под углом к горизонту во время подтопления, поворотные плавучие секции, применяемые парами, в которых одна секция является зеркальной по отношению к другой, соприкасаются друг с другом закругленными продольными торцами, обеспечивающими, при любом изменении угла наклона секций, плотное примыкание при поднятии их под углом к горизонту во время подтопления, при этом плотное примыкание поворотных секций к соседним рядовым секциям достигается давлением воды и формой втулок устоев поворотных секций, которые обуславливают направление разворота осей секций одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях с их поворотом внутри втулок, а также снабжена плавучими секциями для организации перекрестков, применяемыми парами, в которых одна секция является зеркальной по отношению к другой, замоноличивающимся стыком пары секций для организации перекрестков при устройстве дорожного покрытия с образованием из пары секций единой конструкции, закрепленной к двум устоям, расположенным на одной оси, наличием в верхней части устоев овальных втулок для соединения их через стальные оси с втулками плавучих секций, причем при монтаже рядовых секций ось из левой половины втулки секции перемещается через втулку устоя в правую половину втулки секции и фиксируется болтами, а при монтаже секций для организации перекрестков и поворотных секций ось, в отличие от осей рядовых секций, продевается в овальную втулку устоя через втулку секции снаружи, что обуславливает последовательность монтажа прилегающих рядовых секций после фиксации продетых осей секций для организации перекрестков и поворотных секций.