2222666 - Берегозащитное сооружение

Берегозащитное сооружение

Реферат

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения (БЗ) для предотвращения размывов берегов рек и переформирования русел рек с целью их регулирования. (БЗ) содержит полузапруду (П) ступенчатой конструкции из бетона и арматуры с возрастающей в направлении к берегу высотой ступеней. (П) разделена конструктивно-деформационными швами (КДШ) на блоки (Б) и имеет тавровую форму поперечного сечения с полкой, ориентированной вниз. Полка представляет собой гибкий фундамент с примыканием его к размываемому дну. С передней стороны (П) примыкает гибкий фартук, имеющий в плане прямоугольную форму и разбитый (КДШ) на взаимосвязанные со всех сторон арматурной сеткой (АС) (Б), а сооружение представляет собой гибкую ступенчатую конструкцию, заармированную (АС), уложенными в горизонтальной плоскости в тело (П), и разбитую поперечными (КДШ) на взаимосвязанные (Б) таврового поперечного сечения, которые соединены между собой (АС). Стенка (П) выполнена шириной, уменьшающейся кверху по ее высоте. Изобретение обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и снижает трудоемкость строительства сооружения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения для предотвращения размывов берегов рек и переформирования русел рек с целью их регулирования.

Известно устройство для защиты основания речных берегоукрепительных сооружений от подмыва [1] , которое представляет собой сплошную гибкую конструкцию противоразмывочного устройства, обеспечивающего надежную защиту берегоукрепительного сооружения в условиях рек, паводковые потоки которых характеризуются высокими абразивными и транспортирующими способностями. Устройство состоит из габионных тюфяков, горизонтально распложенных в сторону русла реки, связанных с защищаемым сооружением с помощью шарнирных связей и сверху которых прикреплены утилизированные автопокрышки, связанные между собой с помощью продольных и поперечных арматурных стержней, образующих связанную сетку и проходящих вдоль и поперек рядов автопокрышек через середину протекторных частей шин по их диаметру. При размыве русла в образовавшуюся воронку происходит самопогружение тюфяка с пригрузкой, начиная с его конца.

Недостатками данного технического решения являются: - большая масса сооружения и поэтому большие удельные нагрузки на грунт основания; - сложность конструкции, вызванная наличием большого количества различных материалов, в частности использованием не всегда доступной и распространенной в большом количестве резины; - недостаточная гибкость конструкции при использовании ее в передней части полузапруд, и при значительных деформациях возможен разрыв габионной сетки; - предлагаемое техническое решение не обеспечивает предотвращения от размыва стенки по всей длине, так как не является сплошным фартуком, шарнирно примыкающим к подпорной стенке.

Наиболее близким техническим решением является берегозащитное сооружение [2] , включающее закрепленную на береговом откосе полузапруду ступенчатой конструкции из бетона и арматуры, с возрастающей в направлении к берегу высотой ступеней и разделенную конструктивно-деформационными швами на взаимосвязанные блоки.

Недостатками данного технического решения являются: - возможный подмыв конца основания шпоры струями потока, обтекающими преграду, представляющую собой шпору и из-за этого заглубление ее вниз и нарушение целостности конструкции; - большая масса сооружения и поэтому большие удельные нагрузки на грунт основания, способствующие подмыву сооружения и опусканию вниз; - относительная сложность и неэкономичность технического решения.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и снижение трудоемкости строительства.

Поставленная цель достигается тем, что верховой откос дамбы закрепляется полузапрудами, которые имеют тавровую форму поперечного сечения, и полкой, ориентированной вниз. Полузапруды устанавливаются поперек движущемуся потоку, и расстояние между ними зависит от длины полузапруд так, чтобы в межзапрудном пространстве образовалась застойная зона для осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии, которые под действием собственного веса начинают осаждаться. Полка представляет собой гибкий фундамент, разбитый конструктивно-деформационными швами на блоки, которые взаимосвязаны между собой со всех четырех сторон арматурной сеткой. Гибкий фундамент позволяет снизить удельные нагрузки на грунт основания от действия собственного веса полузапруды и тем самым снизить подмыв под сооружениями и скорость углубления полузапруды в грунт с течением времени.

С передней стороны полузапруды примыкает гибкий фартук, имеющий в плане прямоугольную форму и перекрывающий возможную яму размыва. Гибкий фартук разбит конструктивно-деформационными швами на взаимосвязанные между собой арматурной сеткой укрупненные блоки. При деформациях гибкого фартука целостность конструкции не нарушается из-за взаимосвязи каждого отдельного блока со всех четырех сторон арматурной сеткой к примыкающим блокам. Полузапруда заходит в верховой откос дамбы и закрепляется в ней. С передней стороны полузапруды скорости потока, обтекающие ее, возрастают и начинается процесс подмыва гибкого фартука, который под действием собственного веса начинает опускаться вниз и предотвращать возможные деформации самой полузапруды. При этом фартук, опускаясь вниз при размывах, через некоторое время начинает заиляться и превращается в анкер. Возможные деформации сооружения полузапруды не нарушают конструктивной целостности и не влияют на ее работу из-за наличия конструктивно-деформационных швов, делающих конструкцию сооружения гибкой и изменяемой. Отдельные конструктивные блоки между собой взаимосвязаны арматурной сеткой, которая и делает конструкцию полузапруды гибкой.

Блочная конструкция полузапруды повышает ее гибкость и изменяемость. Полузапруды изменяют кинематическую структуру потока таким образом, что у береговой части грунтовой дамбы образуются застойные зоны и прекращается процесс размыва, а в непосредственной близости контакта полузапруды и дамбы с низовой ее стороны начинается процесс заиления. Взвешенные и влекомые частицы под действием собственного веса начинают осаждаться из-за уменьшения силы взвешивания, вызванной снижением скорости потока.

Наличие полки, которая выполняет роль гибкого фундамента, опускает вниз центр тяжести поперечного сечения и делает сооружение более устойчивым на возможные статические и деформативные изменения.

На фиг.1 изображен план дамбы с берегозащитными сооружениями; на фиг.2 - продольный разрез берегозащитного сооружения; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 для варианта, когда полка образована соединением двух открылков; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2 для варианта, когда полка образована соединением двух открылков; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг.2 для варианта, когда полка имеет цельную со стенкой конструкцию и уменьшающейся шириной стенки кверху; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.2 для варианта, когда полка имеет цельную со стенкой конструкцию и уменьшающейся шириной стенки кверху; на фиг.7 изображена аксонометрия берегозащитного сооружения.

Берегозащитное сооружение состоит из насыпной грунтовой дамбы 1, в верховой откос 2 которой вклинивается полузапруда 3, состоящая из блоков 4. Поперечное сечение полузапруды 3 имеет тавровую форму, стенка 5 которой ориентирована вверх, а полка 6 примыкает ко дну основания. Полка 6 может быть также образована в результате примыкания двух открылков 7 к стенке 5, а между ними может быть предусмотрен конструктивно-деформационный шов 8. Полузапруда 3 разбита поперечными конструктивно-деформационными швами 9 на блоки 4, взаимосвязанные между собой арматурной сеткой 10. В полке 6, которая является гибким фундаментом, предусмотрена арматурная сетка 11. С передней стороны полки 6 примыкает гибкий фартук 12.

Берегозащитное сооружение монтируется и работает следующим образом.

На верховом откосе 2 дамбы 1 закрепляются полузапруды 3, которые имеют тавровую форму поперечного сечения и полкой 6, ориентированной вниз. Полузапруды 3 устанавливаются поперек движущемуся потоку под углом 15-20^o к поперечной оси, и расстояния между ними зависят от длины полузапруд 3 так, что в межзапрудном пространстве образовывается застойная зона для осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии, и которые под действием собственного веса начинают осаждаться. Полка 6 представляет собой гибкий фундамент разбитый конструктивно-деформационными швами 9 на блоки 4, которые взаимосвязаны между собой со всех сторон арматурной сеткой 11. Гибкий фундамент 6 позволяет снижать удельные нагрузки на грунт основания от действия собственного веса полузапруды 3 и стенки 5, тем самым предотвращает подмыв под сооружением и скорость углубления полузапруды 3 в грунт с течением времени при эксплуатации.

С передней стороны полузапруды 3 примыкает гибкий фартук 12, имеющий в плане прямоугольную форму и перекрывающий возможную яму размыва. Гибкий фартук 12 разбит конструктивно-деформационными швами 9 на взаимосвязанные между собой арматурной сеткой 11 укрупненные блоки. При деформациях гибкого фартука 12 целостность конструкции не нарушается из-за взаимосвязи каждого отдельного блока со всех четырех сторон арматурной сеткой 11 к примыкающим блокам. Полузапруда 3 заходит в верховой откос 2 дамбы 1 и закрепляется в ней. С передней стороны полузапруды 3 скорости потока, обтекающие ее, возрастают и начинается процесс подмыва гибкого фартука 12, который под действием собственного веса начинает опускаться вниз и предотвращать возможные деформации самой полузапруды 3. При этом гибкий фартук 12, опускаясь вниз при размывах, через некоторое время начинает заиляться и превращаться в анкер. Возможные деформации сооружения полузапруды 3 не нарушают конструктивной целостности и не влияют на ее работу из-за наличия конструктивно-деформационных швов 9, делающих конструкцию сооружения гибкой и изменяемой. Отдельные конструктивные блоки между собой взаимосвязаны арматурной сеткой 10, которая и делает конструкцию полузапруды гибкой.

Наличие полки 6, которая является фундаментом, смещает вниз центр тяжести таврового поперечного сечения и повышает устойчивость полузапруды от возможных деформативных изменений, вызванных воздействием водного потока.

Наличие полки, которая выполняет роль гибкого фундамента, смещает вниз центр тяжести поперечного сечения и делает сооружение более устойчивым на возможные статические и деформативные изменения.

Предлагаемая конструкция с тавровым поперечным сечением позволит значительно сэкономить расходуемый на строительство полузапруды строительный материал и сделает конструкцию более экономичной и надежной в работе.

Данное берегозащитное сооружение может быть использовано на горных и равнинных реках и как выправительное сооружение для регулирования русел рек.

Берегозащитное сооружение обеспечит надежную защиту от размыва дамбы и затопления при паводковых расходах населенные пункты, попадаемые в эту зону.

Источники информации 1. А. с. СССР 1583515, МКИ Е 02 В 3/12. Устройство для защиты основания речных берегоукрепительных сооружений от подмыва (С.О. Курбанов, В.В. Змеева, З. А. Озрокова и Е.А. Торшина); заяв. 05.04.88; опубл. 07.08.90, Бюл. 29.

2. Патент Российской федерации 2076168, МКИ Е 02 В 3/12. Берегозащитное сооружение /опубл. 27.03.97.

Формула изобретения

1. Берегозащитное сооружение, содержащее полузапруду ступенчатой конструкции из бетона и арматуры, с возрастающей в направлении к берегу высотой ступеней и разделенную конструктивно-деформационными швами на блоки, отличающееся тем, что полузапруда имеет тавровую форму поперечного сечения с полкой, ориентированной вниз, которая представляет собой гибкий фундамент с примыканием его к размываемому дну, причем с передней стороны полузапруды примыкает гибкий фартук, имеющий в плане прямоугольную форму, разбитый конструктивно-деформационными швами на взаимосвязанные со всех сторон арматурной сеткой блоки, а сооружение представляет собой гибкую ступенчатую конструкцию, заармированную арматурными сетками, уложенными в горизонтальной плоскости в тело полузапруды, и разбитую поперечными конструктивно-деформационными швами на взаимосвязанные блоки таврового поперечного сечения, которые соединены между собой арматурной сеткой.

2. Берегозащитное сооружение по п.1, отличающееся тем, что стенка полузапруды выполнена шириной, уменьшающейся кверху по ее высоте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

Берегозащитное сооружение

Патент 2222666