Сооружение для защиты берегов и откосов Советский патент 1992 года по МПК E02B3/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности, к инженерным сооружениям по защите береговой полосы от волновых воздействий и штормовых, а также одновременным их использованием по обеспечению устойчивости защищаемых объектов (береговых земляных откосов и откосов земляного полотна автомобильных и железных дорог и др.), а конкретно к берего- и откосозащитным сооружениям.

Известно берегозащитное сооружение. Берегозащитное сооружение включает пустотелую коробчатую стенку имеющую криволинейную вогнутую лицевую грань с отверстиями по обеим (лицевой и тыльной) сторонам, кроме того она дополнительно

снабжена выступами, установленными перпендикулярно основной стенке, имеющими наклонную переднюю грань, причем, как передняя, так и задние ее стенки также выполнены с отверстиями.- .,...

Недостатки данного технического решения:

данная конструкция сложна в изготовлении, в особенности блоки-вуступы;

конструкция требует значительного расхода бетона;

данное техническое решение наряду с положительными факторами защиты береговой полосы быстро кольматируется пля- жевыми наносами и не может создавать контрбанкетных валов обеспечивающих доквкиА

XS 00

.

XI

о ю

полнительную устойчивость защищаемых объектов;

конструкция строго привязана к урезо- вой зоне пляжа,

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сооружение для защиты берегов. Сооружение представляет собой преграду, располо- женную параллельно берегу и обработанную из отдельных блоков, уложенных на дно. блоки представляют собой сборную из железобетонных элементов конструкцию в виде прямоугольной трехгранной призмы, На двух поперечных железобетонных элементах треугольной формы с помощью зубчатых врезов закреплены железобетонные балки (брусья), при этом каждая последующая балка по длине равна половине предыдущей балки, обеспечивая на гранях наличие сквозности.

Недостатки данного технического решения:

конструкция использует только новый материал;

конструкция бетоноемка за счет данной железобетонной плиты; t

применение брусьев не оговаривает их преднапряженность, а следовательно, они не рассчитаны на знакопеременные нагрузки, что не отвечает требованиям их работы в сложных условиях эксплуатации и прочностным характеристикам;

недостаточная эффективность гашения энергии волн;

конструкция не является накопителем контрбанкетного вала из наносного материала.

Цель изобретения - повышение устойчивости откосов за счет накопления пляже- вого материала и образования контрбанкета и повышения эффективности гашения энергии волн.

Это достигается тем, что поперечные железобетонные элементы выполнены на расстоянии друг от друга в виде полукруглых арок, основания которых заглублены в грунт берегового откоса, в зоне уреза воды и снабжены уложенными друг на друга, с образованием полого цилиндра, утилизированными автопокрышками, в центральное отверстие которых введены пяты арок, кроме того, брусья сквозной конструкции выполнены из спаренных отбракованных железобетонных шпал, смонтированных в углублениях арок и заклиненных дубовыми шпильками, а расстояние между брусьями в зоне наката волн меньше, чем на остальной пло Щадй сооружения, кроме того торцовые поверхности и внутренние полости сооружения со стороны наката волн заделаны

каменной наброской в свою очередь спаренные шпалы сопряжены между собой по- дошвенными гранями, помимо этого размеры камня в полости сквозной конструкции со стороны моря и превышают размеры расстояний между брусьями.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается.от прототипа тем,

0 что пустотелая стенка -берега и откосоза- щитного сооружения выполнена сферического выпуклого очертания с арочной конфигурацией в сечении, обеспечивающая улавливание пляженамывного материала и

5 его накопление в полости сооружения, достигая при этом не только защиту откосов от размыва, но и образование контрбанкета при защищаемом откосе, увеличивая его устойчивость. Расположение же брусьев с

0 меньшим расстоянием в зоне наката волны с учетом каменной наброски в этой зоне обеспечивает задержание не только наносных материалов крупной, но и мелкой фракции в полости сооружения.

5 Выполнение спаренных брусьев шпаль- ного профиля, их подошвенными гранями друг к другу не только компенсирует силовой фактор волнового воздействия при их накате за счет снижения изгибающего мо0 мента спаренных брусьев, но образует треугольные выступы над верхней гранью полукруглых арок, гасящие скоростной напор волны и снижающие его силовое воздействие указанными треугольными

5 выступами.

Расположение полукруглых арок на расстоянии друг от друга, обеспечивает недопущение сплошной подрезки склона, а следовательно и провоцирование подви0 жек, с выполнением точечных фундаментов для заделки пяты арок.

Утилизированные автопокрышки, в которые введены пяты арок, заделанные в грунте компенсируют знакопеременные

5 волновые и штормовые нагрузки и обеспечивают надежное защемление конструкции за счет вовлечения пассивного отпора и сил дополнительного бокового сопротивления достигнутого за счет периметрального вол0 нообразного очертания фундамента из покрышек и амортизирующей способности последних.

Дубовые шпильки, применяемые для заклинивания спаренных шпал, обеспечивают

5 надежное сочленение брусьев с полукруглыми арками.

На фиг.1 изображено сооружение, вид . сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Берего- и откосозащитное сооружение содержит поперечные железобетонные элементы, выполненные в виде полукруглых арок-1, основания которых заглублены в грунт берегового откоса-2 в зоне уреза воды и снабжены уложенными друг на друга, с образованием полого цилиндра, утилизиро- ванными автопокрышками-3, в центральное отверстие которых-4 введены пяты арок-1.

Кроме того, брусья-5 сквозной конструкции выполнены из спаренных отбракованных железобетонных шпал, смонтированных в углублениях арок-1 и заклиненных дубовыми шпильками-6, причем расстояние между спаренными брусьями-5 в зоне наката волн-7 меньше, чем расстоя- ние-L на остальной площади сооружения, образуя между спаренными брусьями-5 радиальные сквозности-8.

Кроме того, торцовые поверхности и внутренние полости-9 сооружения со стороны наката волн-7 заделаны каменной на- броской-10, в свою очередь спаренные брусья-5 из шпал сопряжены подошвенными гранями-11 друг к другу, помимо этого размеры камня-10 во внутренней полости-9 сооружения со стороны наката волн-7 пре- вышают размеры между брусьями-5.

Вводная позиция-12 контрбанкетный вал

Берего- и откосозащитное сооружение работает следующим образом

При накате на сооружение волны, последняя, оказывая силовое давление стремится вывести из положения равновесия сооружения и деформировать железобетонные элементы, Ёыполненные в виде полу- круглых арок-1 и закрепленные к ним спаренные брусья-5 однако последние находятся в устойчивом заданном состоянии, при этом спаренные брусья из отбракованных шпал-5, сопряженных уширенными гра- нями-11 и работающие как балки с защемленными опорными концами в углублениях полукруглых арок-1 подвергаются знакопеременному изгибающему воздействию, находясь в устойчивом состоянии как за счет надежного защемления спаренных брусьев-5 в углублениях полукруглых арок-1 с учетом их заклинивания дуговыми шпиль- ками-б, установленными между подошвенными гранями-11 спаренных брусьев-5 в зоне сопряжения последних с арками-1, так: и за счет компенсации этих воздействий преднапряженным армированием брусьев- 5. Причем, водный поток с наносным материалом, учитывая радиальные сквозности-8 между спаренными брусьями-5, по мере наката волны теряет свой кинетический потенциал за счет постепенного вовлечения накатываемого потока радиальными сквоз- ностями-8 во внутренние полости-9 сооружения по полукруговой ее поверхности, при этом вовлекаемые потоки, пронизывая сквозности-8 падают в полость-9 окончательно, гася свою энергию и выводя в осадок наносной материал, который в процессе многократного воздействия накатываемых потоков образует в полости-9 сооружения контрбанкетный вал-12, гашению накатываемого потока способствует и зубообразное очертание спаренных брусьев-5, выступающих над полукруговыми арками-1, снижающих при этом и давление потока за счет соударения последнего о наклонные грани зубообразного очертания спаренных брусьев-5. Водный поток, вытекай из полости-9 сооружения не выносит из этой полости-9 наносной материал благодаря каменной на- броске-10, выполненной во внутренней полости-9 со стороны наката волны-7, а также благодаря меньшему расстоянию между спаренными брусьями-5 в зоне наката волны-7 по сравнению с расстоянием -L по остальной поверхности сооружения. В целях же недопущения проникновения во внутреннюю полость-9 посторонних лиц, торцы сооружения заделаны также каменной на- броской-10.

Кроме того, заделка пяты арок-1 в центральные отверстия-4, смонтированных друг на друга утилизированных автопокрышек-3, а последних в грунт берегового откоса-2 обеспечивает устойчивость конструкции при знакопеременных воздействиях водной среды за счет вовлечения пассивного отпора и сил дополнительного бокового сопротивления достигнутого за счет периметрального волнообразного очертания фундамента из покрышек-3 и амортизирующей способности последних Использование отбракованных железобетонных шпал обеспечивает вовлечение шпал в работу без дополнительных затрат на изготовление брусьев, что снижает стоимость строительства. Образуемый вал-12 из наносного материала защищает берег от размыва и повышает надежность и устойчивость защищаемых объектов, как весом самой конструкции, так и наносным материалом - контрбанкетным валом-12.

Выполнение съемных брусьев-5 позволяет оперативную их замену при выходе из строя каких-либо брусьев-5 в сборе конструкции.

Использование предлагаемого технического решения позволяет:

обеспечить защиту береговой полосы от размыва;

надежно защитить береговую полосу и объекты от волновых воздействий;

за счет пляжевых накоплений в сооружении создать защитный контрбаикетный вал для защищаемых объектов, что повышает надежность и их устойчивость в особенности при слабых основаниях и в местах отсутствия пляжевой полосы;

снижение расстояния между брусьями в зоне наката волны обеспечит надежное задержание пляжевых накоплений внутри сооружения;

выполнение спаренной конфигурации из железобетонных шпал позволяет воспринимать расчетные волновые нагрузки;

расклинка брусьев из шпал обеспечит из замену на случай выхода из строя поврежденных брусьев, а также надежное сочленение брусьев с арками;

применение брусьев из шпал позволяет использовать отбракованные шпалы, что снижает себестоимость данных работ;

смежные спаренные брусья создают в сечении воронкообразные сквозные отверстия;

расширить пляжевую зону при монтаже сооружения от береговой линии в сторону моря за счет пополнения вдоль береговым пляжеформирующим наносом;

каменная наброска в полости сооружения со стороны моря не допускает выноса мелкого наносного материала;

повысить надежность и устойчивость защищаемых объектов не только за счет контбанкетных валообразований, но и за счет веса самого сооружения;

обеспечить дополнительное гашение волновых воздействий за счет зубообразно- го очертания спаренных брусьев выше полукруговых арок;

утилизированные автопокрышки, в которые введены ПЯТЫ арок, заделанные в грунт берегового откоса, компенсируют знакопеременные волновые и штормовые воздействия и обеспечивают надежное защемление конструкции за счет вовлечения пассивного отпора и сил дополнительного

бокового сопротивления, достигнутого за счет периметрального волнообразного очертания фундамента из покрышек и амортизирующий способности последних. Формул а изо бретени я

1.Сооружение для защиты берегов и откосов, выполненное в виде установленной параллельно берегу сквозной конструкции, содержащей поперечные

железобетонные элементы, в углублениях которых на расстоянии друг отдруга закреплены брусья, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости откосов за счет накопления пляжевого материала и

образования контрбанкета и повышения эффективности гашения энергии волн, поперечные железобетонные элементы установлены на расстоянии друг от друга и выполнены в виде полукруглых арок, основания которых заглублены в грунт берегового откоса и в зоне уреза воды и снабжены уложенными одна на другую с образованием полого цилиндра утилизированными автопокрышками, в центральное отверстие

которых введены пяты арок, кроме того, брусья сквозной конструкции выполнены из спаренных отбракованных железобетонных шпал, смонтированных в углублениях арок и заклиненных дубовыми шпильками, а расстояния между брусьями в зоне наката волн меньше, чем на остальной площади сооружения,

2.Сооружение по п.1, от л и ч а ю щ е е- с я тем, что торцовые поверхности сквозной

конструкции и внутренние полости со стороны наката волн заделаны каменной наброской.

3.Сооружение по пп.1 и2,отличаю- щ е е с я тем, что спаренные шпалы сопряжены между собой подошвенными гранями.

4.Сооружение по п.2, отличающее- с я тем, что размеры камня в полости сквозной конструкции превышают размеры расстояний между брусьями.

te

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в сооружениях для защиты береговой полосы от волновых воздействий. Сущность изобретения: для повышения эффективности защиты берега от размыва, гашения энергии волны, повышения устойчивости откосов за счет накопления пляжевого материала и образования контрбанкета сооружение содержит сквозную конструкцию, выполненную из криво„vH ib j,t -ч линейных арок 1, расположенных по нормали и береговой линии и выполненных на расстоянии одна от другой. Арки скреплены съемными брусьями 5 между собой. При этом основание арок вмонтировано в откосную зону 2 защищаемого берега, а другое основание - в урезовую зону берега. Основания снабжены утилизированными авто- покрышкам и 3. Брусья 5 выполнены спаренными и смонтированы в углублениях арок с заклиниванием 4 из дубовых клиньев, причем расстояния между спаренными брусьями в зоне наката волны 7 меньше расстояния между ними на остальной поверхности сооружения. По торцам последнего выполнена каменная заделка. Спаренные брусья из шпал сопряжены между собой подошвенными гранями, 3 з.п. ф- Лы, 2 ил. сл С

Фиг.2