Гидротехническое оградительное сооружение и способ его монтажа Советский патент 1985 года по МПК E02B3/06 

I Изобретение относится к строитель ству и может быть использовано, в частности, в оградительньрс сооружениях, возводимых в морских и водохра нилищных условиях. Целью изобретения является повышение эксплуатационной устойчивости сооружения на повышенных глубинах и в ледовых условиях и упрощение монTaJKa, На фиг. 1 схематически изображено гидротехническое оградительное сооружение-, поперечный разрез; на фиг. 2то же, вид сверху, ца уровне верхней кромки оболочки. Гидротехническое сооружение включает цилиндрические оболочки 1 большого диаметра, выполненные из металла и установленные на основание 2, которое в случае слабых грунтов вьтолнено в виде постели, выложенной из камня или щебня. Выполнение оболо чек из металла обусловлено большей прочностью последнего от разрушитель ного воздействия льда. Внутри каждой оболочки 1 смонтирован объемно-ферменный каркас 3, состоящий из соедиlieHHbix между собой по высоте секций 4j укрегшенньгх на внутренней стороне оболочки, например, сваркой посредством металлических стяжек 5. Каркас 3 выполнен по крайней мере с четырьмя направляю1цими 6 и размещенными в них сваями 7, расположенными попарно в плоскостях P,Q,перекрещивающихся по оси оболочек 00. Направ ляю1дие 6 наклонены так, что их верх.ние KOHiyj сведены к центру О окружности верхней кромки оболочки, а нижние концы размещены по окружности нижней кромки и смещены по оси У, перпендикулярной направлению действия нагрузки со стороны моря, на угол с/ , не меньший 45 . Таким образом, плоскости PjQ размещения свай в плане доялсны быть расположены под углом к плоскости, перпендикулярной направлению нагрузки, равным или превышающим 45, так как поворот плоскостей на меньший угол обусловит появление в сваях изгибающих моментов. Концевые участки свай 7 заглублены в грунт ниже уровня подошвы и выступают за пределы нижней кромки оболочки, а оголовки свай совмещены в пределах высоты надстройки 8 и омоноличены. Пространство внутри оболочки 1 заполнено загрузочным 832 материалом 9, предпочтительно песчано-гравийной смесью, как наиболее дешевым и удобным с точки зрения исключения повреждения каркаса. Соединение и омоноличивание оголовков свай, а также указанное размещение их в вертикальных плоскостях исключает возникновение изгибающих моментов в сваях за счет обеспечения работы пары расположенных в одной плоскости свай как козловых, т.е. работающих лишь на сжатие и растяжение. Вместе с тем наличие не менее четырех свай и перекрещивающееся положение плоскостей их размещения обеспечивает устойчивость оболочки к крутящему моменту, действующему в горизонтальной плоскости. Количество свай 7 определяется конкретными условиями применения сооружения, обусловленными пределами нагрузки. В случае использования четырех свай вертикальные плоскости P,Q целесообразно расположить симметрично относительно оси X направления нагрузки со стороны моря под углом р, , равным 30-45° от оси X, т.е. углом максимально возможного поворота свай относительно друг друга с одной стороны для повышения устойчивости к горизонтальным крутящим моментам, а с другой стороны на угол, не превьш1ающий пределов возможного появления изги-; бающих моментов в сваях. Данная конструкция при эксплуатации за счет свободной установки оболочки 1 на основание 2 исключает возникновение на подошве моментов и в силу описанной взаимосвязи со сваями обеспечивает передачу нагрузок на сваи 7, которые за счет их размещения и заглубления могут воспринимать любые моментные нагрузки ввиду отсутствия в них изгибающих моментов и работы свай 7 только на сжатие и растяжение. Указанное обеспечивает устойчивость оболочки 1 при любых жесткостях шторма и глубине, а также повышенных нагрузок ледовых условий. Монтаж гидротехнического сооружения осуществляют в навигационный период. Перед транспортировкой оболочки 1 к месту монтажа предпочтительно на суше в ней монтируют каркас 3 с направляющими 6, устанавливая последовательно по высоте секции 4, сое3диняя их между собой и укрепляя н наклонно размещенных направляющих на внутренних стенках оболочки пос редством металлических стяжек 5. Затем оболочку транспортируют к месту монтажа и устанавливают ее совместно с каркасом 3 и направляющими 6 на основание 2, в случае скальных грунтов - непосредственно на.дно, а при слабых грунтах - на предварительно уложенную постель из камня или щебня. Наличие каркас в оболочке предотвращает поврежден и деформацию оболочки при ее установке и транспортировке. После установки оболочки ее заполняют пе чано-гравийной смесью, структура которой при засыпке исключает повреждение каркаса. Установка оболочки и заполнение ее загрузочным материалом занимает не менее 48 ч, что вписывается и сроки штормового предупреждения и полностью исключает аварийные ситуации, т.е. возникновение шторма может быть предупреждено метеороло834гической службой за 48 ч, а устойчивость оболочки с загрузочным материалом в навигационный период является достаточной для восприятия нагрузок одноразового шторма. После того, как оболочке придана устойчивость, обеспечивающая технику безопасности строительства, т.е. исключающая опрокидывание и повреждение оболочки в случае возникновения шторма, продолжают дальнейший монтаж, а именно в направляющие 6 заводят сваи 7, в случае слабых грунтов их забивают в грунт основания, а при скальном грунте заглубляют путем забуривания. Оголовки свай соединяют вьшге уровня оболочки, омоноличивают надстройкой 8. При этом монтаж свай не ограничен по времени в пределах навигационного периода, т.е. оболочке предана необходимая с точки зрения техники безопасности устойчивость и дальнейший монтаж, обеспечивающий эксплуатационную устойчивость оболочки, не ограничен етеорологическими условиями, т.е. ериодом тихой погоды.

т 111 f/rj tft 1 ir/ w 7ff /rr f/f tfr

II

n //

и

Vi

Фаг. 2

1. Гидротехническое оградительное сооружение, включающее установленные на основании цилиндрические оболочки большого диаметра, заполненные загрузочным материалом, и монолитную надстройку, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной устойчивости сооружения на повышенных глубинах и в ледовых условиях и упрощения монтажа, каждая оболочка снабжена размещенным внутри нее объемно-ферменным каркасом, который прикреплен к ее внутренней поверхности и снабжен по крайней, мере четырьмя направляющими с размещенными в них сваями, расположенными попарно и наклонно в вертикальных пересекающихся по оси оболочки плоскостях так, что верхние концы направляющих сведены к центру окружности верхней кромки оболочки, а нижние размещены по окружности нижней кромки, при этом нижние концевые участки свай заглублены в грунт основания, а верхние совмещены над оболочкой и омоноличены надстройкой. 2. Способ монтажа гидротехничесkfl кого оградительного сооружения, включающий установку на основание цилиндрических оболочек, заполнение их загрузочным материалом и омоноличивание надстройки, о т л и ч а ю- , щ и и с я тем, что каркас с направляющими укрепляют в оболочке перед ее установкой, а сваи заводят в направляющие и заглубляют в грунт основания после заполнения оболочки загрузочным материалом.