Селегаситель для водно-каменных потоков


 


Владельцы патента RU 2600694:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) (RU)

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для повышения относительной надежности и устойчивости работы элементов селезащиты в зоне максимального воздействия селевого потока на сооружение. Селегаситель включает размещенные на защищаемом отрезке русла элементы, которые выполнены в виде наклонно расположенных по направлению селевого потока свай с подпорками, заглубленными в русло, и имеют в верхней части защищаемого отрезка русла наибольшую высоту надземной части, соответствующую высоте селевых волн. Повышенная жесткость и устойчивость конструкции элементов селезащиты дают возможность ее использования в руслах водно-каменных селевых потоков в высокогорных районах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано как для защиты от грязевых, грязекаменных и водно-каменных селевых потоков отдельных объектов, так и для предупреждения образования селевых волн на отдельных участках селевых русел или на всем их протяжении.

Отдаленным аналогом изобретения являются отдельно стоящие препятствия обычно в виде конических земляных насыпей, расположенных в два ряда в шахматном порядке на пути движения снежных лавин на участке их выхода на пологий склон, предназначенные для остановки движения снежной массы перед защищаемым объектом (В. Фляйг. Внимание, лавины. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. С. 170-172).

Более близкими аналогами являются противоселевые устройства в виде сквозных свайных сооружений самых разнообразных типов (SU 1193209 A, SU 1650852 A1, SU 1331942 A1, SU 1511323 A1, SU 1724789 A1), предназначенных для разрушения селевой волны с частичным или полным задержанием крупнообломочного материала.

Общим недостатком таких сооружений является то, что их селезащитная эффективность сохраняется лишь до заполнения наносами расчетного объема верхнего бьефа сквозной плотины (С.М. Флейшман. Сели. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 264). Для восстановления работоспособности необходимо удалять наносы. Кроме того, такие сооружения часто не выдерживают динамических нагрузок и разрушаются. Например, сборная сквозная плотина конструкции Херхерулидзе, построенная в селеопасном селевом русле p. Дуруджи, была сработана (заполнена наносами) и частично разрушена селевым потоком в 1975 году (С.М. Флейшман. Сели. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 259-262). Селезадерживающая плотина сквозного типа на реке Герхожан-Су (Кабардино-Балкария) была полностью разрушена селевым потоком 20 августа 1999 года (Э.В. Запорожченко. Сели бассейна р. Герхожан-Су: история проявления, условия формирования, энергетические характеристики. (Сб. научн. тр. Севкавгипроводхоза. Вып. 15. Пятигорск, 2002. С. 80-148).

Наиболее близким решением к заявляемому устройству является селегаситель (патент RU 2490392), состоящий из стальных свай, расположенных рядами поперек русла в шахматном порядке на всем отрезке селевого русла, подлежащего защите с густотой, достаточной для обеспечения относительной эквивалентной шероховатости не менее 0,1, при этом отметки вершин свай в верхней части защищаемого отрезка русла соответствуют высоте селевых волн, а в средней и нижней частей русла - отметкам максимальных паводочных расходов.

К недостаткам данного аналога относится невысокая динамическая устойчивость элементов селезащиты (свай), воспринимающих ударные нагрузки от крупнообломочного материала грязекаменных селевых потоков, что не позволяет использовать этот способ защиты в руслах высокоскоростных водно-каменных потоков в высокогорных условиях.

Задачей заявляемого решения является разработка селегасителя, устойчивого к ударным нагрузкам.

Технический результат заключается в повышении устойчивости элементов конструкции к ударным нагрузкам.

Поставленная задача решается тем, что селегаситель для водно-каменных потоков включает размещенные на защищаемом отрезке русла элементы, при этом элементы в верхней части защищаемого отрезка русла имеют наибольшую высоту надземной части, соответствующую высоте селевых волн, и выполнены в виде наклонно расположенных по направлению селевого потока свай с подпорками, заглубленными в русло.

В предпочтительном варианте изготовления элемента селегасителя угол наклона сваи к горизонту γ не превышает расчетного значения γp, определяемого из соотношения, представленного ниже.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено схематическое изображение конструкции элемента селегасителя.

Элемент селегасителя состоит из наклонно стоящей сваи 1, снабженной подпоркой 2. Свая наклонена по направлению движения селевого потока.

Желательно, чтобы угол наклона сваи к горизонту γ не превышал расчетного значения γp, при котором поперечная составляющая Q результирующей нагрузки P, приложенной на 1/3 высоты сваи, не создает опрокидывающего момента:

γp=arctg[(2+2.25·tg2β)0.5-1.5·tgβ],

где β - угол наклона русла, град.

При наличии на защищаемом отрезке участков с разной величиной наклона γp выбирают для самого крутого участка (т.е. с минимальной величиной γp).

Подпорка выполняется, как правило, из того же материала и профиля, что и свая. Верхний конец подпорки крепится к вершине сваи, а нижний заглубляется в русло. Такая конструкция элемента повышает его жесткость и позволяет его демонтировать при заносе для проведения работ по восстановлению работоспособности сооружения. Наклонное положение сваи с подпоркой не только повышает жесткость элемента селегасителя, но и переводит прямые ударные нагрузки в касательные, что уменьшает требования к прочностным характеристикам элементов конструкции.

От наиболее близкого аналога изобретение отличается элементами селезащиты (селегасителя), выполненными из наклонно расположенных по направлению потока свай с подпорками, которые устанавливаются вместо обычных свай в верхней части отрезка защищаемого русла, где волновой селевый поток, имеющий максимальную кинетическую энергию, превращается в стационарный не волновой. При этом схема размещения элементов селегасителя может быть аналогична схеме, подробно представленной в материалах патента RU 2490392, в частности элементы могут быть расположены рядами поперек русла в шахматном порядке на всем отрезке селевого русла, подлежащего защите с густотой, достаточной для обеспечения относительной эквивалентной шероховатости не менее 0,1. При этом отметки вершин элементов в верхней части защищаемого отрезка русла также могут соответствовать высоте селевых волн, а средней и нижней частей русла - отметкам максимальных паводочных расходов.

Селезащита осуществляется путем заглубления элементов селегасителя - железобетонных или стальных свай, в дно русла на защищаемом отрезке. Минимальная возможная величина заглубления свай элементов селегасителя (наклонных и подпорок) составляет 1 м.

1. Селегаситель для водно-каменных потоков, включающий размещенные на защищаемом отрезке русла элементы, при этом элементы в верхней части защищаемого отрезка русла имеют наибольшую высоту надземной части, соответствующую высоте селевых волн, и выполнены в виде наклонно расположенных по направлению селевого потока свай с подпорками, заглубленными в русло.

2. Селегаситель по п.1, характеризующийся тем, что угол наклона сваи к горизонту γ не превышает расчетного значения γp
γp=arctg[(2+2,25·tg2β)0.5-1,5·tgβ],
где β - угол наклона русла, град.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано преимущественно в мелиорации для весеннего орошения сенокосных угодий аласов, где протекает ручей, а также в других областях народного хозяйства при необходимости кратковременного поднятия уровня воды в ручье.

Изобретение предназначено для заполнения рукавной, мешковидной емкости из геотекстильного материала зернистыми, порошкообразными сыпучими материалами, преимущественно песком, а также гравием, щебнем, грунтом или подобными строительными материалами для возведения защитных сооружений, валов, дамб и противошумовых стен.

Изобретение относится к гидротехническому строительству водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках, а также временных перемычек с целью отсечки воды в гидроканалах или водохранилищах при проведении строительных и ремонтных работ.

Изобретение относится к гидротехническому строительству водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для защиты территорий от наводнений путем регулирования стока рек. Плотина сооружается на притоках главных рек с возможностью образования в зоне формирования паводка временного водохранилища и укладывается поперек русла притока в виде трапециевидной призмы.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к противопаводковым мероприятиям. Способ включает возведение на пониженных и подверженных затоплению участках или на водоподпорных грунтовых сооружениях берегоукрепительных защитных сооружений в виде сборно-разборной напорной конструкции 1 против переливающегося потока с закреплением водонепроницаемых защитных средств со стороны наклонной напорной части и с возможностью демонтажа по окончании паводка.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к мероприятиям, обеспечивающим предотвращение наводнений. Способ включает мероприятия по разрушению ледового покрова реки и возведению водоограждающего устройства.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорного инженерного защитного сооружения, в том числе при предупреждении и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано как для защиты от грязевых и грязекаменных селевых потоков отдельных объектов, так и для предупреждения образования селевых волн на отдельных участках селевых русел или на всем их протяжении.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для создания временных перемычек с целью отсечки воды в гидроканалах или водохранилищах при ведении строительных, монтажных и ремонтных работ, а также в качестве водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках.

Объект изобретения: автоматический водоподпор. Область применения: гидротехническое строительство.

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.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений для защиты объектов строительства и для защиты песка или грунта от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды.

Создающий затухание элемент, состоящий из верхней части, узкой части и опорной части. Указанные части образуют бетонный блок.

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.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Сооружение в форме призмы с полигональным напорным и низовым откосом собирают из распорных трубок вдоль всего берега реки.

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.

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.

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

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.

Изобретение относится к области противоселевых сооружений, а именно к области активных воздействий на селевые потоки с целью защиты от последних населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений, рекреационно-спортивных объектов и т.д.
Наверх