Устройство для защиты гидротехнического сооружения от сейсмических и взрывных воздействий Советский патент 1985 года по МПК E02B3/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначно для защиты гидротехнических сооружений, размещенных в сейсмических райрнах, а также в районах, где возможны взрывы,

Известно устройство для защиты гидротехнического сооружения от агрессивного действия воды и уменьшения фильтрации, через тело сооружения, включающее камеру без дна, выполненну1;о на напорной грани плотины и заполненную сжатым воздухом при помощи компрессоров с автоматическим управлением, которые меняют давление в камере в зависимости от изменения уровня верхнего бьефа СО.

Это устройство может снижать ве личину гидродинамического давления на плотину при землетрясении или верьте, однако область применения устройства ограничена, так как камеры на напорной граниплотины могут быть выполнены только при осу щенком водохранилище :Для уже существующего сооружения, например от взрывного воздействия .применение такого устройства без сушения водохранилища невозможно, по той же причине затруднен ремонт устройства

Кроме того, надежность защитных мероприятий зависит от возможности обеспечения постоянной работы компрессорного парка и ,автоматики,

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для защиты-гидротехнического сооружения от сейсмических и взрьшных воздействий, включающее заглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры, заполненные сжатым воздухом L2 .

Однако в данном устройстве камеры заполняются сжатым воздухом до погружения их под уровень водрема, в них создается избыточное давление, соответствукщее глубине погружения камер в рабочее положение, что является небезопасным при работе камеры на открытом воздухе. создание предварительного избыточного давления в камерах влечет за собой увеличение материалоемкости камер, а также приводит к их удорожанию. Кроме того, в случае нарушения герметичности или выхода из строя ка мер отсутствует возможность их подкачки в эксплуатационном состоянии без демонтажа.

Цель изобретения - упрощение и ) удешевление монтажа и эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты гидротехнического сооружения от сейсмических и взрьшных воздействий, включающее заглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры, заполненные сжатым воздухом, снабжено плавучей фермой с балластными емкостями, а на гидротехническом сооружении установлены фиксаторы фермы в рабочем положении при этом плавучая ферма одним краем щарнирно з акреплена на напорной грани гидротехнического сооружения в его верхней части, а эластичные камеры размещены на плавучей ферме.

На фиг,1 показано устройство для защиты гидротехнического сооружения от сейсмических и взрьшных воздействий, общий видi на фиг.2 - разрез А-А на фиг;1 на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,2 на фиг.А -: разрез В-В на ,фиг.2; на фиг.5 - снаряд для подачи воздуха в эластичные камеры; на фиг.6 - фиксаторы фермы в рабочем цоложч,нии на - схема последовательного наполнения эластичных камер. ; .

Устройство для защиты гидротехнического сооружения 1 от сейсмических и взрывных воздействий- включает заглубленные в рабочем положении под уровень водоема 2 эластичные камеры 3, заполненные сжатьм воздухом, и плавучую ферму 4 С балластными емкостями 5 и 6. При этом на гидротехническом сооружении 1 установлены фиксаторы 7 фермы 4 в рабочем положении. Ферма 4 закреплена при помощи шарнира 8 на напорной грани 9 гидротехнического сооружения ) в его верхней части а эластичные камеры 3 размещены на плавучей ферме 4.

Балластные емкости 5 и 6 имеют снизу по одному отверстию 10 и сверху по одному отверстию 11, снабженному вентилем. Внутри балластной емкости 5 установлена направляющая труба 12, в которой.перемещается снаряд 13 для пйдачи воздуха в эластичные камеры 3, который соединен с компрессором 14 посредством двухканальиого воздуховода 15, Направляющая труба 12 имеет одно выходящее в 3 нижнюю эластичную камеру 3 отверстие 16 для подачи воэдухач Снаряд 13 для подачи воздуха пред ставляет собой полый цилиндр с отверстиями 17 в верхней и нижней част Отверстия 17 .выходят в резиновые там поны 18 верхнего и нижнего яруса. ТампЬны 18 вьтолнены из эластичного материала, например резины и, представлдют собой тороидальные кольца, надетые на наружную продольную поверхность снаряда 13.и герметично закрепленные на этой поверхности, В нерабочем состоянии тампоны 18 не накачаны воздухом, что дает возможность свободного перемещения снаряда 13 по направляющей трубе 12, Верхняя крышка снаряда 13 соединена с двухканальным, воздуховодом 15„ подкпюченным к компрессору 4 и снаб женньм манометрами и вентилями для перекрытия каждого из каналов 19 и 20. Канад 20 через трубку 21 соединен с отверстием 22, выходящим в пространство между верхним и нижним тампонами 18. Эластичные камеры 3 соединены с направляющей трубой 12 посредством соединительных трубок 23 и с бал- , ластной емкостью 6 посредством пере пускных трубок 24, Соединительная трубка 23 наклонена к горизонтальной плоскости, йричем нижнее отверстие соединительной трубки 23 выходит в пространство между тампонами 18 снаряда 13, а верхнее отверстие соединительной трубки 23 выходит к верхней кромке крепления эластичной каtiupbt 3, Перепускная трубка 24 также имеет наклон, причем верхнее отверстие перепускной трубки 24 находится около балластной емкости 6 и расположено около нижней границы крепления эластичной камеры 3, а нижнее отверстие перепускной трубки 24 выходит на наружную повертсность фермы 4 со стороны защищаемого сооружения. На выходе перепускной трубки 24 установлен направляющий козырек 25, сужающийся кверху, На следующем ярусе установленных на ферме 4 эластичных камер 3, на входе в камеру 3 установлена соединительная трубка 23, снабженная улав ливающим козырьком 26, 53 4 Точность погружения снаряда 13 для подачи воздуха в направляющей трубе 12 ocтигaeтcя установкой упог ров 27 в трубе 12 на глубине, гарантирующей совмещение рабочих ор ганов снаряда 13 с соединительной трубкой 23, Устройство для защиты гидротехникческого сооружения от сейсмических и взрывных воздействий работает следующим образом. Эластичные камеры 3 собираются последовательно на ферме 4, верхняя крбмка которой закрепляется к напорной грани 9 гидротехнического сооружения 1 при помощи шарнира 8, При стравливании воздуха из балластных емкостей 5 и 6 путем открытия вентилей,, установленных на отверстиях 22, происходит заполнение емкостей 5 и .6 водой через отверстия 10, и ферма 4 вследствие утраты плавучести опускается под уровень водоема 2 на напорную грань 9 гидротехнического сооружения 1, где закрепляется, фиксаторами 7, После фиксации фермы 4 производится подача воздуха в эластичнью камеры 3, для чего в направляющую) тру- бу 12 опускается снаряд 13, подвешенный на двухканальном воздуховоде 15, являющемся одновременно и поддерживающим элементом, (Опускание снаряда 13 осуществляется до ниж него положения, где он фиксируется, становясь на упоры 27, По каналу 19 воздуховода 15, соединенному с полостью снаряда 13 и тампонами 18, нагнетается воздух с расчетным давлением Р, , Накачанные тампоны 18, разжимаясь, закрепляют снаряд 13 в заданном положении и создают герметичное пространство между направляющей трубой 12 и снарядом 13, После накачки тампойов 18 канал 19 воздуховода 15 перекрывается вентилем, и компрессор и подключается к каналу 20, Воздух сдавлением Р,, нагнетаемый по каналу 20 через трубку 21 и отверстие 22, поступает в про транство между тампонами 18, откуда через соединительную трубку 23 поступает в камеру 3 и вытесняет воду из нее, при этом воздух выходит через переЛускную трубку 24 в окружающую среду. Давление воздуха Р должно быть немного больше давления окружающей среды, соответствующего глуСине снаряда 13, а расчетное давление Р, назначается боль шим, чем давление Р воздуха, подаваемого в эластичные камеры 3.

При вытеснении воды из эластичной камеры 3 воздух, заполнив эту ем. кость, начнет поступать наружу и в виде пузырьков подниматься вдоль наружной грани фермы Д вверх.

Соединительная трубка 23, установленная на входе в эластичную камеру 3iследующего по высоте яруса, снабжена улавливающим козырьком 26, который является собирателем восходящего потока воздушных пузьфьков, а так как давление окружающей среды, в том числе и воздуха, на уровне Г входного отверстия соединительной трубки 23 выше, чем давление окружакядей среды на уровне выходного отверстия этой же трубки и давление внутри эластичной камеры 3, воздух из пространства под.козырьком 26 начнет поступать в камеру 3 и заполнять ее, вытесняя из нее воду в окружашдую среду через перепускную трубку 24, расположеннзто около балластной емкости 6.

Наполнение эластичных камер 3 вышележащих ярусов происходит последовательно по описанной схеме.

После последовательного наполнения эластичных камер 3 сжатым воздухом избыток воздуха начнет выходить из перепускной трубки 2А верхнего яруса камер 3 в окружающую водную среду, что видно по выходу пузьфьков воздуха на поверхность водоема 2 и означает, что все эластичные камеры 3 наполнены сжатым воздухом и компрессор 1Д следует выключить.

В случае проведения необходимого ремонта при повреждении эластичных камер 3, неисправности системы за качки камер сжатым воздухом и т.д., ферма А освобождается от фиксато3 ,

ра 7, а в балластные емкости :. и 6 производится нагнетание сжатого ноэдуха через отверстия 1. По мере вытеснения воды из балластных емкостей 5 и 6 через отверстия 10 и заполнения этих емкостей 5 и 6 воздухом ферма А всплывает на поверхность во- доема 2j поворачиваясь вокруг шарнира . 8.

Такая конструкция устройства для зашиты гидротехнического сооружения от сейсмических и взрьюных воздействий упрощает и удешевляет монтаж и эксплуатацию устройства. Кроме

того, .повышается надежность, так как для подачи воздуха в камеры и балластные емкости используется один источник сжатого.воздуха - компрессор, который работает на данную систему камер только в момент установки устройства в рабочее положение, отсутствует автоматика, так как расчетное давление в эластичных камерах определяется выходом излишков воздуха через перепускные трубки в водную среду. Повьшение безопасности устройства обеспечивается тем, что заполнение сжатым воздухом камер производится после того, как камеры

заглублены под уровень водоема и

создаваемое давление в камерах всегда равно давлению окружающей среды,

При необходимости подкачки камер

воздухом достаточно опустить в направляющую трубу воздухоподающий снаряд и подать воздух до заполнения всех камер системы, в случае повреждения камер они легко могут

быть извлечены для ремонта, повышается удобство эксплуатации устройства,в результате чего снижается материалремкость камер, так как внутреннее давление воздуха в камерах

полностью уравновешено давлением в окружающей камеры воде,

Фиг 5

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГИД-. РОТЕХНИЧЕСКОГО- СООРУЖЕНИЯ ОТ СЕЙСМИЧЕСКИХ И ВЗРЫВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, включающее заглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры заполненные сжатым воздухом, отличающееся тем, что, с целью упрощения и удешевления монтажа и эксплуатации, оно снабжено плавучей фермой с балластными емкостями, а-на гидротехническом сооружении установлены фиксаторы фермы в рабочем положении, при этом плавучая ферма одиим краем шарнирно закрепле на на напорной грани гидротехнического сооружения в его верхней части, а эластичные камеры размещены на плавучей ферме.