Способ возведения противолавинного сооружения комбинированной конструкции

Авторы патента:

E01F7/04 - устройства для защиты от снежных лавин, снежных или горных обвалов, например горные выработки и сооружения для защиты от снежных лавин или горных обвалов (укрепление откосов E02D 17/20; снегоуловители для крыш E04D 13/10)

Владельцы патента RU 2559279:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Карбардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова (ФГБОУ ВПО КБГАУ) (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Иновационный центр биопозитивных технологий "ЭКОБЕРЕГ" (ООО ИЦ "ЭКОБЕРЕГ") (RU)

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству. Способ возведения противолавинного сооружения включает возведение на эстакаде лавинопроводящего лотка, изготовленного в виде трамплина периодического профиля с двояковыпуклой поверхностью на вертикальных несущих опорах. Входная часть трамплина выполнена с шарнирным узлом и прикреплена к поверхности земли с помощью анкерного устройства. Концевую часть трамплина устраивают на амортизаторах, которые располагают на опорах и на определенном расстоянии друг от друга под криволинейной площадкой трамплина, разделенной посредине жестким ребром на две симметричные половины. Конструкция противолавинного сооружения обеспечивает повышение надежности работы сооружения в условиях мощного воздействия горных лавин. 3 ил.

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

Известен способ возведения противолавинного сооружения, включающий лоток на эстакаде, который используют для безопасного пропуска лавины через защищаемый объект [1]. Недостатками данного технического решения являются низкая эффективность работы и невозможность его использования для защиты протяженных и удаленных на большом расстоянии объектов.

Наиболее близким техническим решением является способ возведения противолавинного сооружения комбинированной конструкции, выполненное в виде трамплина на вертикальных несущих опорах с двояковыпуклой поверхностью, разделенной посредине жестким ребром на две симметричные половинки, где на определенном расстоянии друг от друга устроены продольные растекатели с углом расширения 15-30° от линии жесткого ребра, имеющие обратный уклон поверху [2]. Основным недостатком данного технического решения является низкая эффективность работы трамплина из-за жесткого прикрепления его к опорам и малая площадь разброски лавин трамплином.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работ сооружения.

Указанная цель достигается тем, что в способе возведения противолавинного сооружении комбинированной конструкции, включающем лавинопроводящий лоток на эстакаде, изготовленный в виде трамплина периодического профиля с двояковыпуклой поверхностью на вертикальных несущих опорах, входную часть трамплина выполняют с шарнирным узлом и прикрепляют к поверхности земли с помощью анкерного устройства, а концевую часть трамплина устраивают на амортизаторах, воздушных или пружинных, которые располагают на опорах и на определенном расстоянии друг от друга под криволинейной площадкой трамплина, разделенной посредине жестким ребром на две симметричные половинки.

На фиг. 1 показан план противолавинного сооружения; на фиг. 2 - продольный разрез сооружения; на фиг. 3 изображен фронтальный вид спереди сооружения.

Противолавинное сооружение состоит из вертикальных несущих стоек 1 с балками жесткости 2, амортизаторов 3 (пружинных или воздушных), криволинейной (двояковыпуклой) площадки трамплина 4, центрального жесткого ребра 5, продольных растекателей 6, шарнирного узла крепления 7, анкерного устройства 8. Противолавинное сооружение расположено на выходе транзитного участка лавинопроводящего русла (лотка) 9.

Способ возведения противолавинного сооружения комбинированной конструкции осуществляется и работает следующим образом.

По предлагаемому способу вначале намечаются местоположения вертикальных опор 1 и входную часть в площадку трамплина 4. Затем разрабатываются котлованы под железобетонные основания вертикальных опор 1 и анкерного устройства 8, устанавливаются опалубки по размерам с установкой внутри арматурных стержней и анкерных закладок, после заливаются монолитным бетоном до необходимой толщины по проектным отметкам. После набора прочности бетона к анкерным закладкам жестко прикрепляются заранее изготовленные по размерам металлические стойки опор 1 и закладные детали анкерного устройства 8 (из профильных двутавров, швеллеров, стальных труб, арматур). Вертикальные опоры 1 могут быть изготовлены и из монолитного железобетона до необходимой высоты. Сверху вертикальных опор по их периметру монтируются и прикрепляются горизонтальные балки жесткости из профильных металлоконструкций (двутавров или швеллеров). После чего возводят криволинейную площадку трамплина 4 с центральным ребром жесткости 5 и шарнирным узлом 3 (также из металлоконструкций) и прочно прикрепляют к анкерному устройству 8. Далее, сверху балок жесткости 2 и центрального ребра 5 монтируют амортизаторы 3 и по участкам и прикрепляют криволинейный трамплин 5 из заранее подготовленных металлических плит, покрытых сверху полимерным композиционным материалом. А на верху трамплина 4 устраивают на определенном расстоянии друг от друга продольные растекатели 6, которые изготавливают также из профильных металлоконструкций. При этом ширина концевой части трамплина должна равняться примерно ширине фронта максимальной расчетной лавины. Количество продольных растекателей принимается не менее 4. Расстояние между ними, а также между центральным ребром и ближайшим растекателем, принимается в пределах (0,15-0,2) ширины фронта расчетной лавины. Максимальная высота продольных растекателей может изменяться в больших пределах от 2 до 4 м и более. Размеры центрального ребра 5 и продольных растекателей 6 принимаются в зависимости от динамических характеристик лавин. Оптимальный угол расширения α между линией центрального ребра 5 и линиями продольных растекателей 6 составляет 20-30°.

В процессе эксплуатации при сходе мощных лавин основные гидродинамические нагрузки потока воспринимают криволинейный трамплин 4, центральное ребро 5 и продольные растекатели 5, которые передают эти нагрузки на амортизаторы 3 и через них на горизонтальные балки 2 и вертикальные опоры 1, а также на анкерное устройство 8 через шарнирный узел 7. Лавина в виде снеговоздушной (сосредоточенной) массы, с большой скоростью попадая на трамплин 4, ее донная часть (до 0,5 толщины), ударяясь об вершину центрального ребра 5, раздваивается на две части, одна часть проходит вдоль левой стороны, другая часть вдоль правой стороны, а верхняя часть (2-я половина) лавины проходит прямо поверху центрального ребра (одновременно оказывая интенсивное динамическое воздействие с двух сторон на амортизаторы 3 и металлические конструкции трамплина 4). При этом из-за двояковыпуклой поверхности периодического профиля трамплина 3, выполненного из металлических плит, покрытых полимерным композиционным материалом, а также устройства продольных растекателей 5 с обратными уклонами на концевой части трамплина 3, обеспечивают рассеивание и рассредоточение мощности лавины. Этому способствует и плавно завернутая вверх на всю ширину концевая часть трамплина 4, которая подбрасывает рассеянную по периметру снеговоздушную массу вверх. В результате всего этого происходит полное разрушение динамической структуры потока лавины с потерей энергии и образованием снеговоздушных облаков. Мощная лавина, проходя через такую конструкцию трамплина, теряет свою ударную силу, и ширина фронта лавины увеличивается в несколько раз. Вместе с тем ударная воздушная волна, идущая впереди снежной массы лавины, на выходе из расширяющего трамплина 3 образует зону турбулентности, способствующую также распылению и образованию снежно-воздушных облаков. Таким образом, предлагаемый способ возведения противолавинного сооружения обеспечивает полное разрушение структуры лавины и осаждение снежной массы на конусе - выносе, не доходя до защищаемого объекта. Такая конструкция противолавинного сооружения (в кол. 1 шт.) позволяет заменить систему из нескольких лавинотормозящих сооружений (решетчатых конструкций), располагаемых на склоне.

Надежность работы противолавинного сооружения также зависит и от удачного выбора места его положения и размеров его конструктивных элементов с учетом динамических характеристик лавин и геоморфологических условий их прохождения. Для повышения эффективности и надежности сооружения его конструктивные узлы и опоры должны быть рассчитаны из условия схода максимально возможного количества мощных лавин в течение лавиноопасного периода (зимнего и весенне-зимнего).

Способ возведения противолавинного сооружения комбинированной конструкции может быть эффективно использован на участках территорий рекреационных и туристических комплексов, находящихся в наиболее опасных зонах ударного воздействия мощных лавин 3 и 4 размера.

Источники 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. / wwwgorimpex.ru. (Дополнительный источник MND Engineering http://www.groupemnd.com).

2. Патент на изобретение №2449076, E01F 7/04. Способ возведения противолавинного сооружения комбинированной конструкции. Бюл. №12 от 27.04.2012.

Способ возведения противолавинного сооружения комбинированной конструкции, включающий возведение лавинопроводящего лотка на эстакаде, изготовленного в виде трамплина периодического профиля с двояковыпуклой поверхностью на вертикальных несущих опорах, отличающийся тем, что входную часть трамплина выполняют с шарнирным узлом и прикрепляют к поверхности земли с помощью анкерного устройства, а концевую часть трамплина устраивают на амортизаторах, воздушных или пружинных, которые располагают на опорах и на определенном расстоянии друг от друга под криволинейной площадкой трамплина, разделенной посредине жестким ребром на две симметричные половины.

Изобретение относится к противолавинным сооружениям. Противолавинное сооружение выполнено в виде трамплина на вертикальных несущих опорах.

Устройство, инициирующее принудительный сход лавины // 2552269

Настоящее изобретение относится к устройству, инициирующему принудительный сход лавины. Данное устройство содержит опору (4), прикрепляемую на склоне (1) горы, например, на бетонном основании, и камеру (3), один из концов (19) которой открыт.

Лавинозащитное устройство // 2551552

Изобретение относится к области дорожного строительства, преимущественно автомобильных и железных дорог. Технический результат заключается в снижении трудоемкости и себестоимости, сокращении времени сборки конструкции и повышении безопасности при монтаже.

Способ защиты от селевых потоков // 2550120

Изобретение может быть использовано для борьбы с селевыми паводками. Технический результат - снижение трудоемкости при создании противоселевой защиты и рациональное использование воды от весенних паводков в течение всего лета для орошения пахотных земель.

Ограждение для защиты объектов от горных обвалов и использующая его система защиты // 2540180

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям для защиты объектов от горных обвалов, и может быть использовано для защиты железных, автомобильных дорог, газопроводов, нефтепроводов и т.д.

Установка, инициирующая сход лавин // 2539051

Предложена установка, инициирующая сход лавин, содержащая трубу (1) с закрытым концом, установленным на основании (5), например, бетонном блоке (6), который закреплен на горном склоне (7).

Способ тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах // 2531852

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

Способ защиты дорог от снежных лавин и устройство для его осуществления // 2527992

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для защиты от снежных лавин преимущественно автомобильных и железных дорог. Технический результат предлагаемого технического решения заключается в снижении трудоемкости, повышении эффективности за счет автоматического режима эксплуатации, повышении безопасности и снижении себестоимости защиты дорог от снежных лавин.

Способ проектирования конструкции, предотвращающей обвал горной породы // 2517669

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам проектирования конструкций, предотвращающих обвал горной породы на объекты транспортного строительства, такие, например, как автомобильные дороги, и обеспечивает создание прочной конструкции, предотвращающей обрушение со склонов горной породы.

Лавинорез комбинированной конструкции // 2513305

Лавинорез, состоящий из сходящих стенок, образующих острый угол на вершине, выполнен гибкой и комбинированной конструкции. Выполнен из грунтовой насыпи треугольной формы с боковыми откосами, которые укреплены габионными тюфяками по всей их длине от гребня до основания лавинореза, сверху габионных тюфяков от вершины угла лавинореза в обе стороны предусмотрена железобетонная решетчатая рама, изготовленная из фундаментных и верховых плит, соединенных между собой ростверками, устроенными по линии откосов на определенном расстоянии друг от друга.

Способ определения высоты каменно-ледового завала в горной долине // 2573360

Изобретение относится к способам выявления признаков природных катастроф, в частности к оценке опасности поражения территорий. Способ включает выявление фитоиндикатора. При этом определяют верхнюю границу новообразованных протяженных зарослей ивы Salix spp. С помощью высотомера проводят измерение высоты над уровнем моря верхней границы зарослей ивы. Измеряют докатастрофическую высоту над уровнем моря тальвега долины. По разности этих величин определяют высоту каменно-ледового завала после остановки лавинообразного потока. Способ позволяет повысить эффективность оценки опасных природных явлений. 2 ил., 1 пр.

Удерживающее устройство // 2583388

Изобретение относится к удерживающему устройству, в частности к устройству, предназначенному для задержания снега, лавин, грунта, камней, насыпей. Удерживающее устройство содержит удерживающий барьер. Удерживающий барьер содержит опорную раму (4), которая включает в себя, по меньшей мере, три плеча (51, 52, 53, 54). Опорная рама (4) может принимать нерабочую закрытую конфигурацию и рабочую радиальную конфигурацию. В рабочей радиальной конфигурации каждое плечо (51, 52, 53, 54) ориентировано в соответствующем радиальном направлении (50a, 50b); в нерабочей закрытой конфигурации, по меньшей мере, первое плечо (51, 53) ориентировано в том же радиальном направлении (50a) рабочей радиальной конфигурации, и оставшиеся вторые плечи (52, 54) ориентированы в направлении (50c), по существу, параллельном вышеуказанному радиальному направлению (50a) вышеуказанного, по меньшей мере, одного первого плеча (51, 53). Технический результат - уменьшение объема устройства в нерабочей конфигурации. 20 з.п. ф-лы, 16 ил.

Конструкция противолавинной и противокамнепадной защиты // 2625834

Изобретение относится к искусственным защитным сооружениям в горной местности, а конкретно к стационарным сооружениям, предназначенным для защиты автомобильных и железных дорог, населенных пунктов, предприятий, отдельных зданий и сооружений от схода снежных лавин и камнепадных процессов. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности. Конструкция противолавинной и противокамнепадной защиты включает устройства, состоящие из пространственных опор, между которыми расположена сеть. Устройства выполнены в виде правильных пирамид, ребра которых использованы в качестве пространственных опор. Грани пирамид выполнены из высокопрочной стальной сетки. Вершины устройств снабжены вертикальными металлическими опорами, которые, как и пространственные опоры, имеют фундаменты с анкерами, соосными с вертикальными металлическими опорами. Устройства расположены на склоне и установлены рядами в шахматном порядке для удержания лавинных и/или камнепадных процессов. Ребра устройств соседних рядов соединены между собой посредством высокопрочной сетки, расположенной в одной плоскости с боковыми гранями смежных устройств. 2 ил.

Способ определения запаса устойчивости снежного покрова на лавиноопасном склоне // 2643382

Изобретение относится к области лавиноведения, а именно к способам проведения регулярного мониторинга метрических, объемно-массовых и механических параметров снежного покрова для определения состояния его устойчивости на склоне и разработки на основе этой информации локальных прогнозов лавинной опасности в целях предупредительного спуска снежных лавин. Согласно предлагаемому способу на лавиноопасном склоне осуществляют закладку шурфа в безопасном и репрезентативном для контролируемого лавиносбора месте. Затем определяют угол склона (α) в точке закладки шурфа и проводят послойные измерения объемного веса (γi), толщины слоя (hi) и мгновенного предела прочности (σi) для каждого i-того слоя снега в шурфе. После этого определяют давление вышележащих слоев (m) на каждый i-й слой по формуле , после чего определяют запас устойчивости снежного покрова (ni) на лавиноопасном склоне по формуле . При определении мгновенного предела прочности снега (σi), предварительно, с помощью призматического снегозаборника, снабженного круглым отверстием в верхней плоскости, из каждого i-того слоя снежного шурфа вырезают образец снега. Затем в отверстие снегозаборника, перпендикулярно верхней ее плоскости устанавливают цилиндрическую обойму, которую, вращая вокруг оси, внедряют в полость снегозаборника со снегом, продвигая ее вплоть до нижнего его основания. Затем в цилиндрическую обойму устанавливают нагрузочный диск и осуществляют одноосное импульсное сжатие образца в обойме до хрупкого его разрушения. При этом измеряют усилие разрушения образца (Pi) и мгновенный предел прочности снега (σi) для каждого i-того слоя. Затем выявляют слой снега в шурфе, с наименьшим запасом устойчивости, по которому судят об устойчивости снежного покрова на лавиноопасном склоне. Технический результат - повышение точности определения запаса устойчивости снежного покрова. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.