Устройство для защиты грунтовых гидротехнических сооружений от сейсмических и взрывных воздействий

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГРУНГОНЛХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ОТ СЕЙСМИЧЕСКИХ И ВЗРЫВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ , включанщее заглубленные , под уровень водоема камеры с балластами , скомпанованныки в виде системы гирлянд, связанных со средствами для их удержания, отличающееся тем, что, с целью, снижения материалоемкости, повышения надежности работы в условиях сейсми ческих и взрывных воздействий и улучшения условий эксплуатации, камеры каакяой на гирлянд укреплены на общей штанге, при этом каяздая из тир лянд снабжена открытой снизу дополнительной камерой, заглубленной под Зфовень водоема ниже зоны волнового воздействия, и поплавковым компенсатором , шарнирно прикрепленным к верхнему концу штанги. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средства удержания гирлянД выполнены в виде совокупности жестких связей между гирляндами и системы тросов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ООЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Е 02 В 3/12

Ц (Р р - л.ъ -;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ГРУНТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕ(21) 36963385/29-15 (22} 27,01.84 (46} 30..05.85. Бюл. Ф 20 (72) В.И.Боярский, Г.А.Игольннков, Н.ВКасаткин, Г.А.Кольник, В.Я.Кошкин, О.Д.Кравчук, О.А.Савинов и И.С.Шейнин (71) Ленинградское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я.Жука и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники нм. Б.К.Веденеева (53) 627 .84 (088.8) (56) 1. Патент Франции з 1605031, кл, Е 02 В 3/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 971985, кл. Е 02 В 3/06,1981 (прототип) .

ÄÄSUÄÄ 1158656 A

НИЙ ОТ СЕЙСМИЧЕСКИХ И ВЗРЫВНЫХ ВОЗ»

ДЕЙСТВИЙ, включающее заглубленные под уровень водоема камеры с балластами, скомпанованными в виде системы гирлянд, связанных со средствами для их удержания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения материалоемкости, повышения надежности работы в условиях сейсмических и BspblBHblx воздействий и.улучшения условий эксплуатации, камеры каждой иэ гирлянд укреплены на общей штанге, при этом каждая из гирлянд снабжена открытой снизу дополнительной камерой, эаглублекной под уровень водоема ниже зоны вОлнового воздействия, и поплавковым компенса тором, шарнирно прикрепленным к верхнему концу штанги.

2. Устройство по и. 1, о т л и» ч а ю щ е е с я тем, что средства удержания гирлянд выполнены в виде совокупности жестких связей между гирляндами и системы тросов.

1158656

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для защиты грунтовых гидротехнических сооружений, размещенных в сейсмических районах, а также в райо- 5 нах, где возможны взрывы.

При землетрясении или проведении взрывов вблизи водоемов в воде возникает дополнительное по сравнению с гидростатическим давление. Если к во-10 доему примыкает гидротехническое сооружение, например грунтовая плотина, то напорная поверхность сооружения испытывает дополнительное, кроме взвешивающего, воздействие в виде че-15 редования полупериодов повьппенного и пониженного давления воды. Особую опасность представляет попеременное воздействие повышенного и пониженного давления воды на откос грунтового сооружения, -так как при этом могут быть нарушены прочность и устойчивость откосов сооружения.

Известно устройство для защиты гидротехнических сооружений от аг- 25 рессивного действия воды и исключения..фильтрации через тело сооружения, представляющее собой камеру без дна, размещенную на напорной грани плотины и заполненную.сжатым воздухом, Устройство может снижать величину гидродинамического давления на плотину нри землетрясении или "взрыве, так как камера, открытая снизу и заполненная воздухом, сработает как гаситель волн повышенного и пониженного давления (f).

Однако устройство не может быть

f применено в неизменном виде> к грунтовым гидротехническим сооружениям. 4О

Известно также устройство для sa- щиты грунтовых гидротехнических сооружений от сейсмических и взрывных воздействий, включающее заглубленные под уровень водоема камеры с баллас- 45 тами, скомпанованными в виде систе мы гирлянд, связанных со средствами для их удержания 523.

Недостатками этого устройства являются большая материалоемкость уст- 5О ройства, заключающаяся в необходимости использовать в качестве поддерживающего устройства гирлянд с камерами понтонов, на изготовление которых требуется большое количест- 55 во железобетона и металла, низкая

Энадежность в условиях волнового воз,действия, т,е. при жестком прикреп ленни гирлянд к понтонам, в несущем элементе гирлянд могут возникнуть большие напряжения, что при разрыве несущего элемента повлечет нарушение работы всего устройства в целом, сложность эксплуатации устройства, связанная с труднодоступностью осмотра гирлянд,и в случае необходимости демонтажа поврежденной гирлянды.

Целью изобретения является снижение материалоемкости, повышение надежности и улучшение условий эксплуатации устройства.

Поставленная цель достигается тем, что камеры каждой из гирлянд укреплены на общей штанге, при этом каждая из гирлянд снабжена открытой снизу дополнительной камерой, заглубленной под уровень водоема ниже зоны волнового воздействия, и поплавковым компенсатором, шарнирно прикрепленным к верхнему концу штанги.

Кроме того, средства для удержания гирлянд могут быть выполнены в виде совокупности жестких связей между гирляндами и системы тросов.

На фиг.I схематически дано устР ройство, общий вид; на фиг.2плотина, вид ) сверху на фиг.Згирлянда (увеличенный масштаб ).

Устройство, расположенное перед . грунтовым гидротехническим сооружением 1, состоит из гирлянд 2, ломещенных в водоем 3. Гирлянды удерживаются перед откосом гидротехнического сооружения при помощи совокупности жестких связей 4 и системы несущих тросов 5. Каждая гирлянда состоит, в свою очередь, из несшего элемента - штанги 6, на которой укреплены камеры с балластами 7, à s верхней части гирлянды расположена камера 8, открытая снизу, придающая гирлянде 2 положительную плавучесть.

К верхнему концу штанги-6, шарнирно прикреплены поплавковые компенсаторы 9. Шарниры 10 могут быть как с жесткими, так и с гибкими связями.

Устройство работает следующим образом.

Гирлянды, состоящие из несущего элемента - штанги 6, на ко ором укреплены камеры.с балластами 7, снабжаются открытыми снизу камерами 8.

Камеру 8 выполняют беэ балласта таким образом, чтобы вся гирлянда имела положительную плавучесть с подьемной

1158

3 силой, равной Р,, например О,S т.

Это условие выполняется sa счет наполнения камеры 8 воздухом до объема, создающим подъемную силу Р,, превышающую вес гирлянды 6 на величину, заданную для гирлянды Р„

= 0,5 т. Для исключения возможности всплытия гирлянды 2 к, верхнему, концу штанги б шарнирно, через жесткие или гибкие связи, прикрепляют по- 10 плавковые компенсаторы 9, имеющие вес, равный доле от Р„ .в зависимости от количества поплавков, в нашем случае два поплавка весом Р„/2.

Поплавковые компенсаторы 9, уравнивая выталкивающую силу Р„, не дают ,всплывать гирляндам и в то же время выполняют функцию компенсаторов вол- > нового воздействия. Они работают следующим образом. 20

При образовании волны в водоеме 3, гребень волны, достигая гирлянды создает дополнительную подъемную силу на гирлянду, которая в случае прикрепления гирлянды к понтонам может 25 разорвать несущий элемент, а при свободно висящей гирлянде с камерой 8, расположенной ниже зоны волнового воздействия, что исключает воз можность воздействия волны на несущий элемент, поплавкй компеиеаторы, поворачиваясь на шарнирах, выполняя . функцию буя и создавая дополнитель-. ную поддерживающую силу, не дают возможности гирлянде утонуть.

Гирлянды 2, собранные в пакеты, 35 с помощью жестких связей удерживаются на плаву с шагом 2 вдоль и поперек верхнего откоса грунтового гидротехнического сооружения с помощью тросов, заанкеренных в бортах водо хранилища и не дающих возможности

1 смещаться гирляндам от расчетного положения. В случае выхода из строя одной или нескольких камер в гирляндах можно проконтролировать эту неисправность по положению поплавковых компенсаторов. Они в этом случае будут находиться в верхнем положении из»за увеличения веса .G гирлянды, но в то же время не дадут ей утонуть. Своевременное обнаружение неисправности гирлянды дает воэможность устранения ее и обеспечивает надежную работу всего устройства в целом.

Использование изобретения позволяет снизить материалоемкость sa счет исключения необходимости использования для удержания гирлянд тяжелых RB понтонов, повысить надежность благодаря сильному волновому воздействию и тому, что при жестком креплении гирлянд к средствам удержания, например понтонам, в штангах гирлянд возникают большие растяги-. ° вающие напряжения, которые могут привести к разрыву штанг, в предлагаемом случае гирлянды являются свободно висящими и не воспринимают никаких волновых нагрузок.

Кроме того, устройство улуяшает

I условия эксплуатации, связанные с возможностью визуального контроля за состоянием гирлянд, и устройства в целом на что указывает поло1 жение поплавковых компенсаторов..

Верхнее положение поплавков означает то, что гирлянда утяжелилась и произошли либо разгерметизация ка» мер гирлянды, либо ее обрастание..

Экономический эффект от внедрения составляет по сравнению с прототипом примерно 841,б тыс. руб. в год.

i iмь ь

Составитель .В. Сметанин

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред Ж.Кастелевич Корректор О Вилак

Заказ 3536/30 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений:и открытий

113035, Москва, Я«35 Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4