Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции



Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции
Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции
Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции

 


Владельцы патента RU 2434989:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова (ФГОУ ВПО КБГСХА) (RU)
ООО Инновационный центр биопозитивных технологий "ЭКОБЕРЕГ" (RU)

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к лавинозащитным сооружениям, используемым на лавиноопасных участках дорог, населенных пунктов и других объектов горной инфраструктуры. В лавинозащитной дамбе комбинированной конструкции на гребне дамбы предусмотрены гибкие решетчатые конструкции, выполненные из металлических профилей разных типов, швеллеров и других, жестко соединенных между собой взаимно перпендикулярно с образованием прямоугольных ячеек, вертикальные стойки и их контрфорсные балки прочно прикреплены к анкерам, установленным в железобетонном креплении верхового откоса и гребня дамбы. Трасса дамбы в плане проходит с углом поворота напротив господствующего направления лавины, а гребень дамбы от вершины угла поворота в обе стороны имеет уклон 0,01-0,05. Вдоль гребня дамбы металлические решетчатые конструкции расположены на расстоянии друг от друга, по верху решеток через отверстия, сделанные в вертикальных стойках, пропущен натянутый металлический трос со свободным ходом в обе стороны. Трос прикреплен к анкерам с регулируемыми натяжными устройствами, расположенными напротив напорной стороны дамбы. Предлагаемая конструкция дамбы обеспечивает гашение избыточной энергии потока лавин и рассредоточение ударной силы на большую площадь, тем самым повышается надежность работы сооружений. Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции может быть эффективно использована на участках территорий горных инфраструктур, находящихся в наиболее опасных зонах ударного воздействия мощных лавин. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, а именно к лавинозащитным сооружениям, используемым на лавиноопасных участках дорог, населенных пунктов и других объектов горной инфраструктуры.

Известна лавинозащитная дамба, выполненная из камня и местного грунта, используемая для защиты народно-хозяйственных объектов [1]. Основными недостатками данного технического решения являются низкая эффективность работы и короткий срок службы при условиях схода мощных лавин 3 и 4 размера.

Цель изобретения - повышение эффективности работы и срока службы сооружения.

Указанная цель достигается тем, что в лавинозащитной дамбе на гребне устроены на расстоянии друг от друга гибкие решетчатые конструкции, выполненные из металлических профилей разных типов, швеллеров и других, жестко соединенных между собой с образованием прямоугольных ячеек, при этом вертикальные стойки решеток и их контрфорсные балки прочно прикреплены к анкерам, установленным в железобетонном креплении верхового откоса и гребня дамбы, а поверху металлических решеток через отверстия, сделанные в вертикальных стойках, пропущен натянутый металлический трос со свободным ходом в обе стороны, трос в двух местах в начале дамбы и на вершине угла поворота в обеих левой и правой сторонах дамбы прикреплен к анкерам с регулирующими натяжными устройствами, расположенными напротив напорной стороны дамбы, каждая сторона дамбы имеет свою отдельную систему натяжения троса. Трасса дамбы в плане проходит с углом поворота напротив господствующего направления лавины, а гребень дамбы от вершины угла поворота в обе стороны имеет определенные уклоны.

На фиг.1 показан план лавинозащитной дамбы; на фиг.2 показано анкерное крепление с регулирующим натяжным устройством троса; на фиг.3 изображено сечение лавинозащитной дамбы с металлическими решетчатыми конструкциями на гребне в аксонометрии.

Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции состоит из каменно-грунтовой насыпи 1 трапецеидальной формы, железобетонного крепления верхового откоса и гребня 2, металлических решетчатых конструкций 3, устроенных на гребне дамбы. Металлические решетчатые конструкции 3 изготовлены из стальных прокатов разных типов (швеллеров, двутавров и др.), жестко соединенных между собой взаимно перпендикулярно с образованием прямоугольных ячеек. При этом вертикальные стойки 4 решеток изготовлены из более мощных швеллеров и прочно прикреплены к анкерам 5, устроенным в железобетонном креплении верхового откоса и гребня 2 дамбы. За вертикальными стойками 4 устроены контрфорсные балки 6, жестко прикрепленные к анкерам 5 и стойкам 4. Поверху решетчатых конструкций 3 через отверстия, сделанные в вертикальных стойках 4, свободно проходит натянутый металлический трос 7, шарнирно прикрепленный к анкерам 8 с регулирующими натяжными устройствами 9. Каждая сторона дамбы (левая и правая) имеет свою систему натяжения троса 7. Металлические решетчатые конструкции 3 могут быть изготовлены и из разных типов металлических профилей. В любом случае вертикальные стойки 4 должны быть выполнены из более мощных (больших размеров) профилей, а продольные элементы решеток - из относительно слабых (меньших размеров) профилей. Типы и размеры используемых металлических профилей, анкерных устройств и троса при изготовлении и монтаже решетчатых конструкций 3 определяют в зависимости от динамических и кинематических характеристик возможных наиболее мощных лавин.

Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции строится следующим образом.

Вначале намечается трасса дамбы и местоположение угла поворота дамбы с учетом господствующего направления схода лавин. Угол поворота дамбы может быть принят в больших пределах от 110° до 150° в зависимости от природных условий и характеристик лавин. Далее отсыпается дамба из местного грунта и камня, по проектным размерам и отметкам (с уменьшением высоты дамбы от угла поворота в обе ее стороны) с послойным уплотнением грунта планируются откосы и гребень дамбы. При этом уклоны гребня дамбы от угла поворота в обе стороны принимаются примерно равными соответствующим уклонам поверхности земли по трассам их прохождения. Эти уклоны могут быть разными и изменяться в больших пределах от 0,02 до 0,2 и более. Изготавливается крепление верхового откоса и гребня 2 дамбы из монолитного железобетона с установкой анкеров 5 в соответствующих местах. После набора прочности бетона в креплении 2 к анкерам 5 прочно прикрепляются заранее изготовленные металлические решетчатые конструкции 3, т.е. вертикальные стойки 4 и контрфорсные балки 6 решеток жестко привариваются к анкерным устройствам 5. Металлические решетчатые конструкции 3 на гребне дамбы монтируются через определенное расстояние друг от друга по всей ее длине. Расстояние между решетчатыми конструкциями на гребне дамбы l устанавливается в зависимости от ширины фронта расчетной лавины Вр (примерно l=(1/12-1/8)Вр). При этом длину решетчатых конструкций и расстояние между ними l рекомендуется принять равными из условия обеспечения эффективности технологии строительства и монтажа конструкции. На верху вертикальных стоек 4 решетчатых конструкций заранее предусматриваются отверстия для свободного пропуска металлического троса 7. Трос 7 пропускается по всей длине одной стороны дамбы (левой или правой) поверху решетчатых конструкций 3 и шарнирно прикрепляется к анкерам 8, затем с помощью регулирующих натяжных устройств 9 трос 7 натягивается. После этого таким же образом пропускается трос 7 через отверстия вертикальных стоек 4 решетчатых конструкций другой стороны дамбы (правой или левой) и прикрепляется с натяжением к анкерам 8. При этом анкеры 8 устанавливаются заранее напротив напорной стороны дамбы одновременно с устройством крепления верхового откоса и гребня 2 дамбы из монолитного железобетона. Для обеспечения надежности работ гибкой системы перераспределения нагрузок с помощью натянутого троса 7 в отверстиях вертикальных стоек 4 предусматриваются специальные полимерные пробки-кольца, обеспечивающие смазывающее воздействие на трос 7. На низовом откосе дамбы рекомендуется посадить кустарники, деревья и многолетние травы (по ярусам и полосам) с целью природоохранного обустройства и озеленения защитного сооружения.

Лавинозащитная дамба комбинированной конструкции работает следующим образом.

При сходе мощных лавин основную гидродинамическую нагрузку потока воспринимает центральный участок дамбы с металлическими решетчатыми конструкциями 3 в районе угла поворота. При этом часть лавины задерживается перед дамбой, часть проходит между промежутками и через решетчатые конструкции 3. Вследствие этого сильно натягивается трос 7, и нагрузка от этого натяжения передается на все решетчатые конструкции 3 дамбы и на анкеры 5 и 8. Кроме того, фронтальное расположение угла поворота и наличие уклонов гребня дамбы в обе стороны от угла поворота способствуют разделению потока лавины на две части (на правобережную и левобережную). Каждая часть лавины растекается по соответствующей стороне дамбы (правой или левой), этому способствует и гибкая система решетчатых конструкций 3 с натяжным тросом 7. Вместе с тем, воздушные подушки с высоким давлением, которые образовались перед головной частью лавины, быстро просачиваются через решетчатые конструкции 3 и рассеиваются с распылением и возникновением снежных облаков. Вследствие этого происходит активное взаимодействие гибких решетчатых конструкций 3 и троса 7 с потоком лавины, возникает сильное натяжение троса 7 и через него происходит перераспределение динамических нагрузок обеих частей лавины на все металлические решетчатые конструкции 3, крепление 2 откоса и гребня дамбы и на анкеры 8. Таким образом, в результате всего этого происходит разрушение структуры лавины и рассредоточение ее мощности на большую площадь. Мощная лавина, проходя через такую комбинированную конструкцию дамбы, теряет свою ударную силу десятикратно и более, ширина фронта лавины увеличивается на порядок и более. За дамбой в нижнем бьефе исключается сосредоточенное динамическое движение лавины, там происходит простое отложение снежной массы сходящих лавин.

Длина дамбы, максимальная и минимальная высоты дамбы, высота металлических решетчатых конструкций должны быть приняты из условия обеспечения надежности работы сооружений при сходе максимально возможных количеств мощных лавин в течение зимнего периода. При самых неблагоприятных обстоятельствах (сходах большого количества лавин) отметки гребня дамбы по всей ее длине должны быть не ниже отметок верха снежной массы, отложенной за дамбой в НБ.

Озеленение низового откоса дамбы с посадкой деревьев и кустарников способствует восстановлению природной среды, превращает лавинозащитную дамбу в природоохранное инженерное сооружение.

Предлагаемая конструкция лавинозащитной дамбы может быть эффективно использована на участках территорий горных и туристических инфраструктур, находящихся в наиболее опасных зонах ударного воздействия мощных лавин.

Источник информации

1. Современные инженерные системы защиты от снежных лавин в мире. Анализ различных технологий. Горные и всесоюзные курорты «под ключ» // От проекта до ввода в эксплуатацию / www.gorimpex.ru (дополнительный источник MND Engineering www.groupemnd.com).

1. Лавинозащитная дамба, состоящая из камня и грунта, отличающаяся тем, что на гребне дамбы устроены на расстоянии друг от друга гибкие решетчатые конструкции, выполненные из металлических профилей разных типов, швеллеров и других, жестко соединенных между собой с образованием прямоугольных ячеек, при этом вертикальные стойки решеток и их контрфорсные балки прочно прикреплены к анкерам, установленным в железобетонном креплении верхового откоса и гребня дамбы, а поверху металлических решеток через отверстия, сделанные в вертикальных стойках, пропущен натянутый металлический трос со свободным ходом в обе стороны, трос в двух местах в начале дамбы и на вершине угла поворота в обеих, левой и правой, сторонах дамбы прикреплен к анкерам с регулирующими натяжными устройствами, расположенными напротив напорной стороны дамбы, каждая сторона дамбы имеет свою отдельную систему натяжения троса.

2. Лавинозащитная дамба по п.1, отличающаяся тем, что трасса дамбы в плане проходит с углом поворота напротив господствующего направления лавины, а гребень дамбы от вершины угла поворота в обе стороны имеет определенные уклоны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, а именно к противолавинным сооружениям, используемым для защиты рекреационных и туристических комплексов, дорог и других объектов горной инфраструктуры.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к вопросам экологической безопасности, и может быть применено в строительстве и при разработке полезных ископаемых вблизи действующих вулканов, а также в целях очистки воздушного пространства от облака пепла.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве лавинозащитного сооружения на горных лавиноопасных участках дорог, населенных пунктов и других объектов.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве противолавинного сооружения на горных лавиноопасных участках дорог, населенных пунктов и других объектов.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, а именно к противолавинным сооружениям, используемым на лавиноопасных участках дорог, населенных пунктов и других объектах горной инфраструктуры.

Изобретение относится к устройствам для защиты сооружений от воздействия снежных лавин. .

Изобретение относится к защитным сетям, предназначенным для укрепления откоса от осыпания, и к способам их изготовления. .

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к устройствам для защиты от снежных лавин, камнепадов, снежных и горных обвалов. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для защиты объектов, нижерасположенных по селевому руслу, от разрушительного воздействия селевого потока путем отвода последнего в обход защищаемых объектов.

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям устройств для защиты инженерных сооружений железнодорожного и автомобильного транспорта в горной местности.

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к устройствам для защиты автомобильного и железнодорожного транспорта от снежных лавин

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, а именно к строительству противолавинных сооружений, используемых для защиты рекреационных и туристических комплексов, дорог и других объектов горной инфраструктуры

Изобретение относится к области проведения профилактических мероприятий, касающихся снежных лавин, в частности к искусственному вызову сброса лавин в заданное время

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано с целью снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано с целью снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду в случае его извержения

Изобретение относится к области мероприятий, направленных на обеспечение безопасности работ при обрушении снежных карнизов на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов путем визуального их осмотра и определения длины консольной их части

Изобретение относится к области оценки устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов с целью обеспечения безопасности проведения рекреационных мероприятий

Изобретение относится к устройствам, инициирующим принудительный сход лавин

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано с целью снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду в случае его извержения. Сущность: на должную высоту с помощью воздушных шаров (1) или дирижаблей устанавливают шатровидную конструкцию, имеющую ребра жесткости (9) в виде металлических стержней. В обручи ребер жесткости (9) встроены форсунки (11) для подачи и разбрызгивания водных растворов. В нижней части трубы установлена решетка (12) для уменьшения разлета камней. В средней части трубы находится разбрызгиватель пены (22), очищающий воздушный поток от пыли. В верхней части трубы установлена система наэлектризованных металлических сеток (8) для очищения потока воздуха от дисперсных частичек пыли. Технический результат: снижение влияния выброса камней и пепла в процессе извержения вулкана на окружающую среду. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано с целью снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении, а также как устройство для выработки электроэнергии. Технический результат: снижение влияния выброса камней и пепла в процессе извержения вулкана на окружающую среду, локализация или устранение пироклассических потоков, а также выработка электроэнергии в период ожидания извержения вулкана. Способ снижения динамических воздействий вулкана на окружающую среду при его извержении включает создание зоны разрыхления, фильтрационной установки и канала отвода магмы методом направленного взрыва, при этом вокруг кратера создается аэродинамическая труба из полимерной пленки с обручами в качестве ребер жесткости, которая полимерными канатами, проложенными вдоль ее стенок, поднимается на должную высоту с помощью воздушных шаров или аэростатов, причем внутри аэродинамической трубы расположена фильтрационная установка, состоящая из наэлектризованных решеток и сеток из углепласта. При этом для создания дополнительного разрежения воздуха в аэродинамической трубе, в ее нижней части установлен барабан с лопастями, вращающийся под действием горизонтальных потоков воздуха, а в устье аэродинамической трубы на тросах подвешивается ветровое колесо с электрогенератором. 2 ил.
Наверх