Модульная берегозащитная конструкция

Предлагаемое изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения для предотвращения размывов морских берегов. Модульная берегозащитная конструкция состоит из сквозных волноломов, расположенных в водоеме в шахматном порядке. Каждый волнолом имеет четыре стойки в форме прямоугольных треугольников, вершины углов которых жестко соединены между собой тремя перемычками с образованием каркаса. Грань каркаса, образованная гипотенузами треугольников, установлена на морском дне. Грань каркаса, образующая отражательную поверхность, составляет угол 20 - 35° по отношению к дну. На отражательной поверхности, с интервалом и параллельно перемычкам, жестко закреплены нижние кромки направляющих. Каждая направляющая имеет вогнутую поверхность, в сечении представляющую полукруг. При этом внутренняя полость направляющих направлена в сторону набегающей волны, а образованная направляющими ребристая поверхность имеет проемы между соседними ребрами. Обеспечивается высокоэффективное гашение энергии волн и снижение волновой нагрузки на защищаемые берега. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения для предотвращения размывов морских берегов.

Известно берегоукрепительное сооружение (патент Японии 03297402, МКИ E02B 3/14) (1), выполненное из пористых бетонных блоков волнистой формы, сложенных в волнистую стену. Внутри обращенных к реке выемок волнистой стены расположены сваи, забитые в дно реки.

Недостатком изобретения является укрепление берега лишь от размывания ламинарными потоками воды реки, но не от фронтальных волновых воздействий. Кроме того, при фронтальных волновых воздействиях, глухие стенки слабо диссипируют энергию волн, из-за чего быстро разрушаются.

Известен волнолом отражательного типа (патент Японии № 03272567, МКИ E02B 3/06) (2), содержащий несколько волногасящих элементов, вертикально возвышающихся над морским дном вплотную к передней поверхности причальной стенки. Волногасящие элементы расположены с одинаковым интервалом вдоль поверхности стенки. Каждый волногасящий элемент имеет наклонный участок, расположенный под углом 45° к поверхности причальной стенки. Высота наклонного участка практически равна высоте причальной стенки. Наклонные участки всех волногасящих элементов параллельны друг другу. Наклонные участки переходят в участки одинаковой длины, параллельные поверхности причальной стенки. Край участка удален на расстояние от переднего края соседнего участка, образуя проем между соседними волногасящими элементами

Недостатком конструкции является ее ограниченная функциональность, связанная с защитой локальных участков причальных стенок. Кроме того, в изобретении используется лишь один принцип волногашения, связанный с установкой защитных сооружений перед причальной стенкой, которые принимают на себя волновые удары.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является сооружение для защиты берегов (патент WO 02092917, МКИ E02B 3/06) (3), выполненное в виде сквозного волнолома, состоящего из опорных стоек и отражательной поверхности в виде щитовых решеток.

Недостатком волнолома является использование решеток, выполненных в виде щита, что создает высокую нагрузку на них и приводит к их быстрому износу.

Целью предлагаемого изобретения является создание износоустойчивой конструкции, способной высокоэффективно диссипировать энергию волн и снижать волновую нагрузку на защищаемые берега.

Поставленная цель достигается тем, что в известной модульной берегозащитной конструкции, состоящей из сквозных волноломов, выполненных из опорных стоек и отражательных поверхностей, в которые ударяется поток воды, согласно изобретению, волноломы расположены в водоеме в шахматном порядке, каждый из них имеет четыре стойки в форме прямоугольных треугольников, вершины углов которых жестко соединены между собой тремя перемычками с образованием каркаса, при этом грань каркаса, образованная гипотенузами треугольников, установлена на морском дне, грань каркаса, образующая отражательную поверхность, составляет угол 20 - 35° по отношению к дну, и на ней с интервалом и параллельно перемычкам жестко закреплены нижние кромки направляющих, которые выполнены с вогнутыми поверхностями, в сечении представляющими полукруг, при этом внутренняя полость направляющих направлена в сторону набегающей волны, а образованная направляющими ребристая поверхность имеет проемы между соседними ребрами.

Длина перемычек составляет 1⅓ - 1½ длины гипотенузы треугольника стоек.

Вогнутая поверхность направляющих, направленная в сторону моря, способствует разрушению волны за счет закручивания ламинарных потоков волны в вогнутой поверхности направляющих и создания противотока. Наличие проемов между направляющими не позволяет развить волнам чрезмерное давление на направляющие, способное сломать конструкцию волнолома, а также способствует изменению направления движения воды с горизонтального на вертикальный.

Расположение отражательной поверхности волнолома 20 - 35° по отношению к дну является оптимальной для поддержания высокой износоустойчивости волноломов.

Прямой угол, образованный подпорными стойками и гранью каркаса, образующую отражательную поверхность, наиболее оптимален для того, чтобы стойки не подгибались под давлением волн на эту поверхность. При этом стойки конструкции располагаются под углом ко дну водоема, что способствует повышению устойчивости конструкции.

Расположение волноломов в шахматном порядке дополнительно снижает нагрузку на берег или береговые сооружения и, кроме того, способствует удержанию пляжей из-за эффекта перекрывания вдольбереговых потоков наносов. Этот же эффект будет способствовать укреплению конструкции, т.к. внутренние полые части волноломов будут постепенно заноситься наносами. Совокупность отличительных признаков описываемого устройства обеспечивает достижение поставленной задачи.

Сравнение прототипа с заявляемым техническим решением показало, что указанные выше признаки являются отличительными, в связи с чем заявляемое устройство соответствует критерию “новизны”.

На фиг. 1 изображена модульная берегозащитная конструкция, вид сверху; на фиг.2 - общий вид волнолома; на фиг.3 - волнолом, вид сбоку; на фиг.4 - волнолом, вид сзади; на фиг 5 - волнолом, вид сверху.

Модульная берегозащитная конструкция состоит из комплекса волноломов 1, размещенных в толще воды в шахматном порядке. Каждый волнолом 1 выполнен из 4-х стоек 2, имеющих форму прямоугольных треугольников, вершины углов которых жестко соединены между собой тремя перемычками 3 с образованием каркаса. Нижняя грань каркаса, образованная гипотенузами, треугольников, установлена на морском дне. Грань каркаса, направленная к морю, образует отражательную поверхность и составляет угол 20 - 35° по отношению к дну. От нижнего до верхнего краев этой грани, с интервалом, параллельно перемычкам 3, жестко закреплены нижние кромки направляющих 4. Направляющие 4 имеют вогнутые поверхности, в сечении представляющие полукруг. Направляющие 4 закреплены таким образом, что их вогнутые полости направлены в сторону набегающей волны. Образованная направляющими 4 ребристая поверхность имеет проемы 5 между соседними ребрами. Длина перемычек 3 составляет 1⅓ - 1½ длины гипотенузы треугольника стоек 2. Каркасы волноломов сварены из металлических профилей, уголков или арматуры. Направляющие 4 выполнены либо из гнутого листового железа, либо из разрезанных вдоль железных труб.

Сборка модульной берегозащитной конструкции на месте осуществляется с борта маломерного судна следующим образом. Сначала на грунт укладываются мертвые якоря, затем к ним в шахматном порядке жестко крепятся нижние грани каркасов. Для этого углы нижних граней каркасов, например, с помощью штырей, вставляются в специальные пазы на мертвых якорях и фиксируются посредством карабинов или крюков. При этом отражательные поверхности волноломов направляют в сторону моря. Комплекс из таких волноломов размещают в толще воды в шахматном порядке.

Волногасящее действие конструкции обеспечивается несколькими механизмами. Во-первых, система расположенных в толще воды параллельных друг другу направляющих, каждая из которых развернута вогнутой поверхностью к волне, способствует разрушению структуры потоков воды за счет изменения направления движения частиц с горизонтального на вертикальный (перенаправленные снизу частицы разрушают вышележащие ламинарные потоки), а также препятствует круговому и возвратно-поступательному движению воды, сопровождающему развитие волны. Во-вторых, наличие пустот между направляющими также способствует изменению направления движения воды с горизонтального на вертикальный. В-третьих, отдельный волнолом, за счет имеющейся рабочей отражательной поверхности, расположенной под углом к коренному грунту, формирует «ложное дно», которое способствует формированию гребня волны (бурунов) и ее опрокидыванию непосредственно за конструкцией. Расположение волноломов в шахматном порядке способствует десинхронизации забурунивания волн и фрагментации длинной волны на ряд более мелких сегментов. Берег и береговые сооружения в таком случае оказываются расположенными в волновой тени.

Устойчивость конструкции действию волн позволяет эксплуатировать данное сооружение в условиях сложной ветровой и гидродинамической обстановки.

Высокое КПД гашения волн позволяет эксплуатировать данную конструкцию в качестве берегозащитного волногасящего сооружения.

Использованные источники

1. Патент Японии №03297402, МКИ E02B 3/14.

2. Патент Японии № 03272567, МКИ E02B 3/06.

3. Патент WO 02092917, МКИ E02B 3/06 (прототип).

1. Модульная берегозащитная конструкция, состоящая из сквозных волноломов, выполненных из опорных стоек и отражательных поверхностей, в которые ударяется поток воды, отличающаяся тем, что волноломы расположены в водоеме в шахматном порядке, каждый из них имеет четыре стойки в форме прямоугольных треугольников, вершины углов которых жестко соединены между собой тремя перемычками с образованием каркаса, при этом грань каркаса, образованная гипотенузами треугольников, установлена на морском дне, грань каркаса, образующая отражательную поверхность, составляет угол 20-35° по отношению к дну, и на ней с интервалом и параллельно перемычкам жестко закреплены нижние кромки направляющих, которые выполнены с вогнутыми поверхностями, в сечении представляющими полукруг, при этом внутренняя полость направляющих направлена в сторону набегающей волны, а образованная направляющими ребристая поверхность имеет проемы между соседними ребрами.

2. Модульная берегозащитная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что длина перемычек составляет 1-1 длины гипотенузы треугольника стоек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к устройствам защиты от воздействия на побережья разрушительных волн, и может быть использовано для ослабления волн цунами с эффективностью, находящейся в прямой зависимости от их интенсивности.

Способ защиты от волнового воздействия одиночного гидротехнического сооружения заключается в том, что набегающие на гидротехническое сооружение волны разводят по обе стороны вокруг сооружения путем создания расходящихся в обе стороны поперек направления волн горизонтальных приповерхностных течений, формирующихся плоскосимметричным всплывающим газожидкостным потоком, который создают в водной среде под набегающими волнами.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к строительству берегозащитных сооружений. Способ заключается в использовании устройства для предотвращения размыва береговой кромки.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для защиты берегов и восстановления прибрежных ландшафтов рек. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может использоваться для защиты населенных прибрежных территорий морей и океанов от ударного разрушительного воздействия волн цунами.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для защиты поселений и различных сооружений на морских берегах от действия цунами, наводнений, штормов и ураганов в районах, подверженных указанным природным катаклизмам.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при стабилизации склонов, подверженных воздействию подземных вод. .

Изобретение относится к войсковым оборонительным сооружениям и может использоваться в качестве ограждающих конструкций, применяемых при фортификационном оборудовании позиций и районов расположения войск, а также при строительстве различных защитных сооружений и заграждений, при строительстве гидротехнических сооружений и усилении откосов дорог.

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений, используемых при ирригационных работах, благоустройстве рек, укреплении и защите склонов, возведении подпорных стен.

Изобретение относится к защитной системе, в частности к защитной системе, предназначенной для сохранения и восстановления береговой линии. Защитная система (1) содержит габион, имеющий противоположные боковые стены (13, 15), соединенные между собой через определенные интервалы по длине габиона несколькими разделительными стенками (7, 9), причем промежутки между соседними парами разделительных стенок (7, 9) ограничивают вместе с боковыми стенками по меньшей мере один отдельный отсек (7) габиона. По меньшей мере один отдельный отсек габиона ограничен соответствующими противоположными боковыми стенками или противоположными участками боковых стенок в соответствующих противоположных боковых стенках. Разделительные стенки шарнирно соединены с боковыми стенками, а отдельный отсек габиона проходит оттуда в наружном направлении с по меньшей мере частичным схождением панелей открытого каркаса (21), образующих в целом или частично выступающий вперед отсек (5) габиона. Способ сохранения или восстановления береговой линии содержит следующие операции, включающие создание вышеуказанной защитной системы; по меньшей мере частичное заполнение по меньшей мере одного отсека заполняющим материалом, предпочтительно песком, камнями и/или растительностью; по меньшей мере частичное заполнение выступающего вперед отсека устричными раковинами и осуществление по меньшей мере частичной облицовки береговой линии защитной системой. Защитную систему применяют для изменения направленности волновой энергии, в особенности морской волновой энергии, для сохранения береговой линии, а также для восстановления береговой линии. 5 н. и 31 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к берегоукрепительным сооружениям. Способ защиты берегов рек на предгорных участках заключается в том, что вначале горизонтально укладывают железобетонные балки 4, к концам которых со стороны реки крепят тетраэдры 5, скелет которых представляет собой только ребра конструкции. После чего укладывают габионы 1, причем камень, уложенный в габионные ящики, выступает из ячеек сетки на 3-4 см. Обеспечивается защита габионной конструкции от абразива при повышенных скоростях потока и увеличенной концентрации абразива. Повышается надежность берегоукрепительных работ. 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Сооружение в форме призмы с полигональным напорным и низовым откосом собирают из распорных трубок вдоль всего берега реки. Закрепление распорных трубок осуществляют хомутами вокруг поперечной арматуры с образованием узлов. Под каркасом сооружения на подготовленный грунт основания уложен водонепроницаемый материал. С напорной стороны на полигональный откос уложена и закреплена водонепроницаемая ткань с образованием удлиненного понура. Длина водонепроницаемого участка L будет L≥СН, где L - длина развернутого подземного контура, при которой отсутствуют фильтрационные деформации; С - коэффициент Бляя - величина обратная градиенту; Н - действующий напор. Каркас сооружения закреплен к грунту основания анкерами. Диаметры распорных трубок 30-100 мм. Конструкция обладает повышенной устойчивостью сооружения на сдвиг, снижает фильтрацию, увеличивает длину пути фильтрации и предотвращает возможные фильтрационные деформации. Повышается долговечность и обеспечивается возможность использования противопаводкового сооружения много раз. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к комплексам мероприятий, направленных на повышение экологической ситуации водных и прибрежных зон. Осуществляют комплекс изысканий - маршрутное обследование участка русла, инженерно-геодезические, геологические, морфологические, гидрологические и почвенно-экологические изыскания. Устанавливают историческую естественную береговую линию реки путем разделения русла на поперечные створы. Определяют глубину донных отложений посредством проб. Пробы берут в каждом створе через равные расстояния. По полученным результатам строят план карту. Сопоставляя гидрологические и геодезические изыскания, строят поперечные профили, на которых отображают уклон берегового ландшафта и уровень подтопления. Определяют глубину расчистки русла по формуле: где hp - глубина расчистки русла по фарватеру; bе - ширина восстановленного, естественного русла; Δh - уровень подтопления; i - уклон берегового ландшафта к урезу воды. Отмечают глубину на поперечных профилях. Формируют дно реки с учетом естественной береговой линии. В качестве механизма для удаления и транспортировки донных отложений используют земснаряд. Обеспечивается повышение эффективности защиты береговых зон. 3 ил.

Создающий затухание элемент, состоящий из верхней части, узкой части и опорной части. Указанные части образуют бетонный блок. Площадь сечения верхней части, по меньшей мере, на 10% меньше, чем опорной части. Опорная часть представляет собой многогранник, а узкая часть имеет, по существу, сечение меньше верхней части. Узкие части смежных, создающих затухание элементов образуют непрерывный канал, который соединяется через верхние части. Создающие затухание элементы содержат две части создающего затухание элемента, установленные вплотную друг к другу, которые вместе образуют создающий затухание элемент и разделены, по существу, по плоской поверхности. Таким образом, может быть создано гидротехническое сооружение, стена глушения звука и т.п. Такие создающие затухание элементы можно производить очень простым способом с делением их по вертикали и изготовлением каждой из вертикальных частей из бетона в форме для литья. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений для защиты объектов строительства и для защиты песка или грунта от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды. Геотекстильный контейнер (200) включает в себя мешкообразный корпус (24), который определяет наполнительное пространство. Мешкообразный корпус (24) состоит из основной ткани (20) и защитной ткани (30). Основная ткань (20) имеет периферийную кромку (23). Защитная ткань (30) имеет периферийную кромку (33), которая соединена с периферийной кромкой основной ткани (23). Защитная ткань (30) включает в себя множество соединенных между собой отсеков (31), окруженных периферийной кромкой защитной ткани (33). Отсеки (31) уложены над указанным наполнительным пространством. Повышается износостойкость контейнера. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено преимущественно для крепления откосов морских волнозащитных сооружений. Защитное волногасящее покрытие откоса 1 морского гидротехнического сооружения включает блоки, уложенные в два слоя - верхний слой 4 и нижний слой 5. Блок содержит заполняемую бетоном гибкую оболочку со сквозными отверстиями, снабженную штуцерами для подачи внутрь нее бетонной смеси. Блоки размещены на откосе 1 так, что отверстия в блоках одного слоя частично совмещены с отверстиями в блоках другого слоя. Создается конструкция защитного покрытия откосов морских гидротехнических сооружений, которая обеспечивает исключение необходимости полигонов и складских площадей для изготовления и хранения бетонных блоков, а также позволяет исключить использование плавучих средств. 7 ил.
Наверх