Устройство для защиты гидротехнических сооружений от сейсмических и взрывных воздействий Советский патент 1982 года по МПК E02B3/06 

1

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для защиты гидротехнических сооружений, размещенных в сейсмических районах.

Известно устройство для защиты гидротехнических сооружений от агрессивного действия воды, от волновых воздействий и исключения фильтрации через тело плотины.

Устройство представляет собой камеру, размещенную с напорной стороны непосредственно на плотине и заполненную сжатым воздухом. Камера образована фронтальной стенкой и верхним перекрытием. Она сообщается с водохранилищем посредством отверстия близ дна, и уровень воды над отверстием устанавливается давлением воздуха в камере. Подача воздуха в полость осуществляется компрессорами с автоматическим управлением, которые меняют давление в камере в зависимости от изменения уровня верхнего бьефа 1.

Недостатками этого устройства являются существенное усложнение и удорожание конструкции, возведения и эксплуатации плотин, а зависимость надежности защитных мероприятий от возможности обеспечения постоянной работы компрессорного парка и устройства автоматики делает эту надежность весьма низкой.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее заглубленные под уровень водоема камеры с балластами, расположенные в виде системы гирлянд.

Устройство предусматривает создание постоянной вертикальной способной к деформации стены из пузырей, которая используется для борьбы с волнами 2.

Однако это устройство нельзя использовать в неизменном виде для защиты крупных напорных гидротехнических сооружений от сейсмических и взрывных воздействий.

Цель изобретения - повышения его эффективности и надежности.

Цель достигается тем, что каждая камера выполнена в виде опрокинутого цилиндрического стакана, имеющего на кромке наружную и внутреннюю кольцевые полки, причем балласт расположен на наружной полке, а на внутренней расположена подвижная крыщка со щтуцером, соединенная с дном стакана посредством упругих элементов.

В качестве упругих элементов могут быть использованы пружины.

Камеры могут быть закреплены с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 а и б - то же и эпюры распределения (а - при сейсмическом воздействии; б - при взрывном воздействии); на фиг. 3 - камера с балластом.

Устройство для защиты гидротехнических сооружений от сейсмических и взрывных воздействий включает камеры 1, закрепленные на тросе 2, распределенные по глубине водоема и удерживаемые на расстоянии от сооружения с помощью понтонов 3, скрепленных между собой. Тросы 2 могут быть также закреплены на гребне плотины 4 посредством выносного кронштейна 5. Камеры 1 расположены в виде гирлянд. При этом каждая камера 1 выполнена в виде опрокинутого цилиндрического стакана 6, имеющего на кромке наружную 7 и внутреннюю 8 кольцевые полки. На кольцевой наружной полке 7 расположен балласт 9, выполненный в виде бетонного кольца. На кольцевой внутренней полке 8 расположена подвижная крыщка 10, в которой предусмотрен штуцер 11 для первоначальной закачки воздуха. Крыщка 10 перемещается внутр-и стакана б без трения и соединена с дном стакана 6 посредством упругих элементов в виде пружин 12, а герметичность обеспечивается с помощью резиновой прокладки 13. Крышка 10 имеет скобу 14.

Устройство работает следующим образом.

Гирлянды с заполненными сжатым воздухом камерами 1 опускают в воду. Как только камера 1 достигает заданной глубины, гидростатическое давление плюс растяжение пружин 12 станет равным давлению внутри стакана 6, крышка 10 не испытывает избыточного давления, и пружины 12 подтянуты к дну стакана 6. Таким образом, получается камера 1, заполненная воздухом, объем которой соответствует расчетному, определенному из , условий максимального объема стакана 6 камеры 1 с учетом работы как при волне сжатия, так и при волне разряжения (то и другое возможно при сейсмическом воздействии).

Размеры и распределение самих камер 1 определяют расчетом из условий оптимизации их амортизирующего действия при сейсмическом или взрывном воздействии.

Так как гирлянды подвешены к понтонам 3, то глубина погружения камер 1 постоянна и не зависит от сезонных и других изменений уровня воды. При возникновении динамических нагрузок воздух в стаканах 6 камер 1 сжимается при повышении давления и расширяется при понижении давления.

При устройстве двухцелевой завесы, т. е. для защиты от сейсмического и взрывного воздействия, гирлянды с камерами 1 могут располагаться ближе друг к другу и в верхней части либо могут подвешиваться небольшими группами на отдельных тросах 2. При необходимости ревизии или ремонте любая гирлянда легко может быть поднята.

Вся система очень проста, не содержит никаких элементов автоматики, постоянно готова компенсировать сейсмическое или взрывное воздействие и в силу этого абсолютно надежна. Кроме того, она не требует эксплуатационных издержек.

Формула изобретения

1.Устройство для защиты гидротехнических сооружений от сейсмических и взрывных воздействий, включающее заглубленные под уровень водоема камеры с балластами, расположенные в виде системы гирлянд, отличающееся тем, что, с целью повыщения его эффективности и надежности, каждая камера выполнена в виде опрокинутого цилиндрического стакана, имеющего на кромке наружную и внутреннюю кольцевые полки, причем балласт расположен на наружной полке, а на внутренней расположена подвижная крышка со штуцером, соединенная с дном стакана посредством упругих элементов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве упругих элементов использованы пружины.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камеры закреплены с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 605031, кл. Е 02 В, 1964.

2.Патент США № 3022632, кл. 61-5, 1962.