Морское берегозащитное сооружение

 

Использование: в гидротехническом строительстве. Сущность изобретения: сооружение включает блоки со сквозными продольными волногасящими каналами, суживающимися по направлению от лицевой грани блока к тыловой, на которой расположены сквозные пазы, имеющие в плане форму равнобедренной трапеции, служащие для установки в них шпонок, имеющих в поперечном сечении форму двух соединенных меньшими основаниями равнобедренных трапеций. При сборке сооружения блоки выполнены трапециевидными в плане, при этом в углах блоков, образованных боковой и тыловой гранями, выполнены вертикальные сквозные пазы, имеющие в плане форму половины равнобедренной трапеции. 10 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для защиты морских берегов от разрушающих волновых воздействий.

Известно широко используемое в мировой практике морское берегозащитное сооружение, включающее массивные блоки с наклонной фронтальной и вертикальной тыловой гранями [1] Недостатками этого сооружения являются большая материалоемкость, низкая эффективность гашения волновой энергии и ограниченная область применения.

Известно морское берегозащитное сооружение, включающее блоки, на лицевых гранях которых расположены по осям симметрии продольные и поперечные ребра жесткости, разделяющие входы в сквозные волногасящие каналы, суживающиеся по направлению от лицевой грани блока к тыловой, на которой расположен сквозной вертикальный паз, проходящий по оси симметрии блока, имеющий в плане форму равнобедренной трапеции. Данное сооружение принято в качестве прототипа [2] Недостатком данного сооружения является ограниченная область применения из-за конструктивных особенностей, в результате чего оно может быть эффективно использовано для защиты участков берега только в виде прямолинейных волноломов и бун.

Цель изобретения расширение области применения и снижение трудозатрат при сборке сооружения.

Сущностью изобретения является то, что морское берегозащитное сооружение, включающее блоки, на лицевых гранях которых расположены по осям симметрии продольные и поперечные ребра жесткости, разделяющие входы в сквозные волногасящие каналы, суживающиеся по направлению от лицевой грани блока к тыловой, на которой расположен сквозной вертикальный паз, проходящий по оси симметрии блока, имеющий в плане форму равнобедренной трапеции, выполнено из блоков, имеющих трапециевидную форму в плане, при этом в углах, образованных боковой и тыловой гранями блока, выполнены вертикальные сквозные пазы, имеющие в плане форму половины равнобедренной трапеции. В результате этого расширяется область применения, например, в качестве криволинейного волнолома и снижаются трудозатраты при сборке сооружения за счет замены свай на шпонки.

На фиг.1 изображено морское берегозащитное сооружение, общий вид в разрезе; на фиг.2 морское берегозащитное сооружение, вид сверху; на фиг.3 секция предлагаемого сооружения, вид со стороны фронтальной грани; на фиг.4 то же, вид сверху; на фиг.5 то же, вид сбоку; на фиг.6 то же, вид со стороны тыловой грани; на фиг. 7 фронтальный блок, вид сверху в разрезе; на фиг.8 шпонка, общий вид; на фиг.9 то же, вид сбоку; на фиг.10 тыловой блок, вид сверху в разрезе.

Предлагаемое сооружение состоит из секций 1, соединенных между собой шпонками 2. Секция 1 включает фронтальный блок 3, соединенный шпонкой 2 с тыловым блоком 4. Блоки 3 и 4 содержат на лицевых гранях продольные и поперечные ребра 5 и 6, расположенные по осям симметрии и разделяющие входы в волногасящие каналы 7 с многоугольным продольным профилем, суживающиеся по направлению от лицевой к тыловой грани с вертикальным трапециевидным сквозным пазом 8 и вертикальными сквозными пазами 9 и 10, имеющими в плане форму половины равнобедренной трапеции. Изготовление шпонок 2, блоков 3 и 4 может осуществляться, например, из железобетона в металлической опалубке по известной технологии с применением стандартного оборудования. Транспортировка блоков и шпонок к месту строительства морского берегозащитного сооружения может осуществляться наземным или водным транспортом.

Строительство предлагаемого сооружения может осуществляться, например, следующим образом.

На определенном проектом расстоянии от береговой линии 12 с помощью технологического оборудования плавкрана выравнивается (при необходимости) поверхность 11 морского дна. Затем секция 1, собранная из блоков 3 и 4 путем соединения их через пазы 8 шпонкой 2, устанавливается в проектном положении на поверхности 11. После чего в пазы 9 и 10 устанавливаются шпонки 2. К подготовленной таким образом секции 1 присоединяются боковыми гранями вторая и третья секции путем надевания через пазы 9 и 10 на шпонки 2. К этим трем секциям присоединяются по той же технологии четвертая секция, пятая и т.д. Количество секций и их габаритные размеры определяются проектом.

Предлагаемое сооружение работает следующим образом.

При накате волны продольные и поперечные ребра 5 разделяют пришедшую из моря волну на мелкие части, которые, пройдя по волногасящим каналам 7, попадают в прибрежную зону в виде отдельных турбулентных потоков воды. При откате волны вода из прибрежной зоны перетекает обратно в море через каналы 7.

Принцип работы предлагаемого сооружения основан на явлении диссипации кинетической энергии под действием сил трения. При встрече волны с фронтальной гранью сооружения она разделяется продольными и поперечным ребрами 5 на части, которые преобразуются в турбулентные потоки воды, состоящие из множества элементарных струек, движущихся с неодинаковыми скоростями по разнообразным траекториям. При этом безнапорное движение воды, характеризуемое свободной поверхностью моря, становится напорным, так как потоки со всех сторон окружены твердыми стенками волногасящих каналов 7. Благодаря наличию трения между отдельными элементарными струйками в потоках создаются условия, при которых значительная часть кинетической энергии центральных струек передается периферийным.

За счет этого явления кинетическая энергия центральных струек по течению уменьшается, а кинетическая энергия пристенных струек возрастает. Турбулентные потоки воды, двигаясь по волногасящим каналам 7, на каждом изломе продольного профиля претерпевают изменения, в процессе которых пристенные струйки, обладающие высокой кинетической энергией, образуют водоворотные зоны, за счет которых усиливаются явления турбулентности в потоках и растут потери кинетической энергии на борьбу с силами трения. При выходе из волногасящих каналов 7 турбулентные потоки воды попадают в прибрежную зону, где в массе окружающей их воды рассеивают остатки кинетической энергии в борьбе с силами турбулентного трения.

Пропускание штормовых волн через предлагаемое сооружение приведет к снижению их высоты и энергии, а также вызовет рефракцию косоподходящих волн и изменение их периода. В результате этого произойдет уположение подводного берегового склона до равновесного состояния и прекратится разрушение берега от волновых воздействий на участке, защищенном заявляемым морским берегозащитным сооружением.

Таким образом, внедрение изобретения позволит расширить область применения волноломов, например, для защиты криволинейных участков морского берега и снизить трудозатраты при сборке сооружения путем частичной или полной замены свай на шпонки.

Формула изобретения

МОРСКОЕ БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее блоки, на лицевых гранях которых расположены по осям симметрии продольные и поперечные ребра жесткости, разделяющие входы в сквозные волногасящие каналы, суживающиеся по направлению от лицевой грани блока к тыловой, на которой расположен сквозной вертикальный паз, проходящий по оси симметрии блока, имеющий в плане форму равнобедренной трапеции, отличающееся тем, что блоки сооружения выполнены трапецеидальной формы в плане, при этом в углах, образованных боковыми и тыловой гранями каждого блока, выполнены сквозные вертикальные пазы, имеющие в плане форму половины равнобедренной трапеции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10