Подводный волнолом Советский патент 1988 года по МПК E02B3/06 

(21)4223038/29-15

(22)09.03.87

(46) 30.09.88. Бюл. № 36

(71)Государственный институт по проектированию коьтунальных дорожно- транспортных сооружений

(72)Е.Г.Бисноватый и Т.Г.Смирнова

(53)627.7 (088.8)

(56)Смирнов Г.Н. и др. Порты и портовые сооружения. М.: Стройиздат, 1979.

Натурные и экспериментальные исследования. Сборник научных трудов ЦНИИС Минтрансстроя. 1983, с.122.

(54)ПОДВОДНЫЙ ВОЛНОЛОМ

(57)Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель

,

изобретения - снижение стоимости волнолома путем уменьшения материалоемкости и трудоемкости монтажа. Подводный волнолом включает заглублен- ную насыпь из разнородного грунта с поверхностным защитйым слоем. Насыпь выполнена в виде примыкающих друг к другу шаровых сегментов 1, размещенных в ряд параллельно очертанию береговой линии 2, с защитным слоем из крупнозернистого материала 3. Берегозащитный эффект создается за счет явления рефракции, волн на щаровых сегментах. Шаровые сегменты 1 выполняют заглубленными на величину, превьшгающую критическую глубину, волнового воздействия. 4 ил.

СО

ND vj

Э

Фиг.г

Изобретение относится к гидротех- HtiuecKOMy строительству к предназначено для использования в берегозащитных оградительных cooipyKSHHHx, в частности подводных волноломах.

Целью изобретения является снижение стоимости волнолома путем уменьшения материалоемкости и трудоемкости монтажа,

На фиг, показан волнолом, поперечный разрез; на фиг, 2 - то же, в плане; на фиг, 3 - планы рефракции построенные при прямом подходе волн; на фиг, 4 - то же, при косом подхо- де волн.

Волнолом.включает насыпь, выполненную из примыкающих друг к другу шаровых сегментов 1j установленных S ряд параллельно очертанию берего- вой линии 2, Шаровые сегменты отсыпаны из разнородного грунта и покрыты слоем крупнозернистого грунта 3, Шаровые сегменты должны быть заглублены на величину, превьппающую критическую глубинуJ . глубину разрушения волн.

Указанное необходимо для того,чтобы исключить разрушающее воздействие волновой энергии на шаровые сегменты Размещение их ниже критической глубины исключает полностью воздействие волн на сегменты, что позволяет вы- полнить их из разнородного грунта без силовых защитных материалоемких элементов, а лишь с поверхностным слоем из крупнозернистого грунта,предотвращающего нижележащий грунт только от вымывания.

Заглубление сегментов на величину значительно превьш1ающую критическую,- ослабляет их воздействие на волнение и снижает эффект рефракции. Поэтому глубина над вершиной сегментов принимается несколько больше критической и по экспериментальным данным составляет приблизительно половину общей глубины, например для глубины 12 м глубина над сегментом равна б м,

Диаметр основания шаровых сегмен- тоз должен быть в пределах 4-5 длины волн исходя из условия образования рефракции, так как для изменения направления волны зона уменьшающейся глубины должна иметь значительную протяженность, а именно 4-5 длин вол Для наиболее, распространенных длин волн хорда сегмента, т.е. D - диамет основания шарового сегмента, по результатам модельных испытаний должна быть 350 Мо Удаленность сегмента от берега зависит от уклона подводного склона, т.е. чем больше уклон, тем ближе должен быть отсыпан волнолом. При этом необходимым является заглубление шаровых сегментов, а именно глубина над их вершиной должна быть больше критической глубины - .зоны активного волнового воздействия, а ширина порядка 2-5-длины волн

Волнолом сооружается следующим образом.

Разнородный грунт, получаемый при гидротехническом строительстве, дос тавляется к проектной отметке размещения волнолома и отсыпается в шаровые сегменты. Затем производят планировку поверхности грунта над водой водолазами и отсьшают поверхностный слой из материала определенной крупности, подобранного в соответствии с доннь ми волновыми скоростями у поверхности сегмента, исходя из условия допустимой неразмывной скорости. Указанные условия полностью вьтолни- мы для всех условий при отсьтке поверхностного слоя крупнозернистым грунтом,

Волнолом работает следующим, образом,

При прохождении потока воды над шаровыми сегментами глубина воды по мере движения уменьшается и появляется явление рефракции, обуславливающее поворот волн вокруг каждого, сегмента таким образом, что направление волн изменяется и волны, огибая каждый сегмент с двух сторон, концентрируются в определенных зонах 4, а в других 5 расходятся, что обеспечивает в первом случае разрушение волн а во-втором - гашение энергии за счет растекания волнового потока,Таким образом, шаровые сегменты воздействуют на волновой поток как линзы, преломляя волновые лучи и вызывая одновременное их схоткдение и расхождение,

I

Берегозащитный эффект сооружения создается благодаря явлению рефракции волн на шаровых сегментах, в результате чего в прибрежной зоне межд волноломом и берегом образуется воз мущение волнового поля, нарушение однонаправленного вдоль берегового потока, образование каустик. Указанное наблнщается как при прямом подходе волн, так и при косом.

Шаровые сегменты являются конструктивными элементами волнолома,функциональным наяначением которых является создание явления рефракции, т.е изменения движения волн в определенном направлении без передачи волновой энергии на волнолом.

Формула изобретения

Подводный волнолом, включающий заглубленную насыпь из разнородного

, I

270244

грунта с поверхностным защитным слоем, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения стоимости вол- J нолома путем уменьшения материалоемкости и трудоемкости монтажа, насьть выполнена в виде примыкающих друг к другу шаровых сегментов, размещенных в ряд параллельно очертанию берегоfO вой линии, при этом защитный слой выполнен из крупнозернистого материала, причем сегменты заглублены на величину, превышающую критическую глубину волнового воздействия,

15

lllltCIIIIMIUIMritlllkll

ишпш

lltl|lllll|llllllltll|lt il:4

Фиъ, 3

Ф(/г.