ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ

ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2289651 (13) C1

(51) МПК
E02B 3/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.12.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005114565/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.13 
(45) Опубликовано: 2006.12.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2026452 C1, 09.01.1995. SU 1275071 A1, 07.12.1986. RU 2211287 C1, 27.08.2003. СМИРНОВ Г.Н. и др. Порты и портовые сооружения. - М.: Стройиздат, 1979, с.326-328, рис.XVI. 1 а. JP 2002167766 А, 11.06.2002. GB 2073281 А, 14.10.1981. US 5161917 А, 10.11.1992. 
(72) Имя изобретателя: Ерашов Владимир Федорович (RU); Руднов Валерий Михайлович (RU); Лейманн Татьяна Витальевна (RU); Вайкум Владимир Андреевич (RU); Черепанов Евгений Павлович (RU); Асеева Наталья Сергеевна (RU); Ягин Василий Петрович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Сибирский энергетический научно-технический центр" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 660017, г.Красноярск, пр. Мира, 94, Институт "Красноярскгидропроект", В.П. Ягину 

(54) ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении набережных, пирсов, подпорных стенок и т.п. сооружений, преимущественно в удаленных северных районах. Гидротехническое сооружение состоит из блоков, установленных на подготовленное основание в ряд и в несколько ярусов один на другой с образованием лицевой стенки. Каждый блок содержит скрепленные между собой элемент лицевой стенки и анкерно-разгрузочное устройство, армирующее грунт засыпки и выполненное из контейнера, отслужившего на перевозке грузов и содержащего металлические каркас ящичного типа с обрешеченным днищем, две боковые стенки, торцовую стенку на одном торце контейнера и дверной проем на другом его торце. Элемент лицевой стенки скреплен с одним из торцов контейнера, заполненного грунтом засыпки. Кроме того, элемент лицевой стенки имеет высоту, равную высоте контейнера, а ширину, равную ширине контейнера или превышающую ее с образованием боковых консолей по отношению к торцу контейнера. В случае же выполнения сооружения из блоков в виде пирса, содержащего две лицевые стенки, контейнер одним торцом скреплен с элементом одной лицевой стенки, а другим торцом - с элементом другой лицевой стенки. Снижается материалоемкость, трудоемкость и упрощаются работы при создании сооружения, а также уменьшается влияние сооружения при его эксплуатации на экологию водоема. 5 з.п. ф-лы, 9 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении набережных, пирсов, подпорных стенок и т.п. сооружений, преимущественно в удаленных северных районах.
Известно гидротехническое сооружение типа гравитационной набережной, выполненной в виде подпорной стенки: монолитной, из массивной кладки, из монолитных или сборных массивов-гигантов, уголковой с внутренней или внешней анкеровкой, из объемных монолитных блоков, ряжевой. В таких стенках ячейки пустотелых массивов, массивов-гигантов и ряжей заполняются грунтом засыпки (Будин А.Я., Демина Г.А. Набережные: Справ. пособие. - М.: Стройиздат, 1979. С.20-21 и 53-64). Из этой группы сооружений наиболее близким к предлагаемому является сооружение (набережная) из пустотелых массивов, заполненных грунтом засыпки (там же, с.55, рис.1.43).
Недостатками этих и других подобных гравитационных конструкций являются их высокая стоимость, материалоемкость, продолжительность строительства, необходимость устройства тщательно выровненной искусственной постели и использование кранов большой грузоподъемности.
Известно гидротехническое сооружение типа свайной набережной, выполненной в виде подпорной стенки: тонкой (больверк), тонкой с разгрузочным или экранирующим устройством, из свай-оболочек, в виде свайного ростверка. Такие стенки могут быть как заанкерованными, так и без анкеров (там же, с.16-20 и 27-53). Из этой группы сооружений наиболее близким к предлагаемому является сооружение в виде тонкой стенки с разгрузочными элементами, армирующими грунт засыпки (там же, с.18).
Общим недостатком этих и других подобных конструкций является то, что они могут выполняться только на грунтах, позволяющих погружение шпунта или свай. При этом их стоимость, расход дефицитного материала и продолжительность строительства остаются относительно высокими.
Известно гидротехническое сооружение типа плотины, представляющей собой кладку из сетчатых ящиков (габионов), заполненных мелким камнем и образующих вертикальную лицевую (верховую) грань, покрытую деревянным настилом (Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. - М.: Энергия, 1968, с.161, рис.10-5, а, б, в).
Недостатком этой конструкции является ее высокая стоимость, обусловленная большим расходом тонкой арматуры (проволоки) и высокими трудозатратами при изготовлении ящиков. При этом такая конструкция применима при ее малой высоте, обычно до 5 метров, и она не приспособлена для восприятия нагрузок от льда, судов, плавающего леса и т.д.
Известно гидротехническое сооружение типа причальной набережной, представляющей собой массивную кладку, выполненную с вертикальной лицевой гранью на подготовленном основании из массивов, которые образованы из заключенных в металлические контейнеры утилизированных цилиндрических емкостей, заполненных грунтом и грунтоцементом, при этом в качестве контейнеров применены каркасы ящичного типа, выполненные сваркой утилизированного металла (Пат. Российской Федерации №2026452, опубл. 10.01.95).
Недостатки этой конструкции сооружения следующие:
- высокая материалоемкость контейнеров, обусловленная тем, что нагрузка от контейнеров верхних ярусов полностью передается на каркасы контейнеров нижних ярусов, элементы которых находятся в атмосферных условиях высокопустотной кладки;
- многодельность при изготовлении контейнеров и при выполнении кладки из этих относительно малогабаритных, но утяжеленных емкостями с грунтом контейнеров;
- необходимость выполнения с тыльной стороны кладки каменной призмы и обратного фильтра вследствие высокой пустотности кладки;
- высокая пустотность кладки обуславливает снижение гравитации кладки, обеспечивающей ее устойчивость;
- многостолбчатость кладки в поперечном сечении набережной обусловливает необходимость скрепления столбов кладки между собой посредством сварки и/или надстройки.
Указанные недостатки обуславливают относительно высокие затраты при создании сооружения. Наличие же на лицевой грани и внутри высокопустотной кладки большого количества металла, омываемого водой, ухудшает экологию водоема, что увеличивает затраты при эксплуатации сооружения.
У заявителя возникли трудности при выборе из уровня техники прототипа, поэтому предпочтение отдано формуле изобретения без разделения ее первого пункта на ограничительную и отличительную части.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение затрат при возведении сооружения и при его эксплуатации, а также сокращение срока создания сооружения. Технический же результат от использования изобретения заключается в снижении материалоемкости и в упрощении работ при создании сооружения, а также в уменьшении влияния сооружения при его эксплуатации на экологию водоема.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что гидротехническое сооружение состоит из блоков, установленных на подготовленное основание в ряд и в несколько ярусов один на другой с образованием лицевой стенки. Каждый блок содержит скрепленные между собой элемент лицевой стенки и анкерно-разгрузочное устройство, армирующее грунт засыпки и выполненное из контейнера, отслужившего на перевозке грузов и содержащего металлические каркас ящичного типа с обрешеченным днищем, две боковые стенки, торцевую стенку на одном торце контейнера и дверной проем на другом его торце. Элемент лицевой стенки скреплен с торцом контейнера, заполненного грунтом засыпки.
Кроме того, элемент лицевой стенки имеет высоту, равную высоте контейнера, а ширину - ширине контейнера. Его скрепление осуществлено с торцом контейнера, содержащим дверной проем, или с торцом, содержащим торцовую стенку. Боковые стенки контейнера выполнены из гнутого профильного листа, при этом волны в стенке расположены вертикально. В блоках нижнего яруса контейнер содержит двустворчатые двери, створки которых установлены в открытом положении, а в блоках яруса, расположенного выше нижнего яруса, на днище каркаса уложены двери, снятые с контейнера. Ширина элемента лицевой стенки может превышать ширину контейнера с образованием боковых консолей по отношению к торцу контейнера (вариант). В случае же выполнения сооружения из блоков в виде пирса, содержащего две лицевые стенки, контейнер одним торцом скреплен с элементом одной лицевой стенки, а другим торцом - с элементом другой лицевой стенки.
Сущность технического решения заключается прежде всего в том, что: 1) монтажный блок (блок кладки) гидротехнического сооружения содержит скрепленные между собой элемент лицевой стенки и устройство (анкерно-разгрузочное), которое одновременно анкерует этот элемент в грунте засыпки, разгружает его от бокового давления грунта засыпки и армирует этот грунт; 2) анкерно-разгрузочное устройство выполнено из контейнера, отслужившего на перевозке грузов и приспособленного для использования его по новому назначению - вырезана крыша, удален деревянный пол, а в ряде случаев и двери.
Сравнение предложенного решения с другими известными техническими решениями показывает, что как первый признак, так и второй не встречаются в гидротехнических сооружениях, выполняемых из блоков. При этом в случае наличия в районе достаточного количества контейнеров по цене металлолома или несколько выше стоимость предложенной конструкции будет ниже любой другой известной аналогичной конструкции из блоков. Все это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения как критерию "Новизна", так и критерию "Изобретательский уровень".
Предлагаемое гидротехническое сооружение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-9.
На фиг.1 изображено гидротехническое сооружение в виде причала из блоков, установленных в три яруса, при этом скрепление элемента лицевой стенки в каждом блоке осуществлено с торцом контейнера, содержащим дверной проем, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, что и на фиг.1, вид со стороны водоема; на фиг.3 - схематичный чертеж блока; на фиг.4 - причал из блоков, установленных в три яруса, при этом скрепление элемента лицевой стенки в каждом блоке осуществлено с торцом контейнера, содержащим торцевую стенку, поперечный разрез; на фиг.5 - причал из блоков, установленных в четыре яруса, при этом скрепление элемента лицевой стенки в каждом блоке осуществлено с торцом контейнера, содержащим торцевую стенку, поперечный разрез; на фиг.6 - вариант причала из блоков, установленных в три яруса, вид со стороны водоема; на фиг.7 - разрез по А-А на фиг.6; на фиг.8 - гидротехническое сооружение в виде пирса из блоков, установленных в три яруса и в один ряд, поперечный разрез; на фиг.9 - пирс из блоков, установленных в три яруса и в два ряда, поперечный разрез.
Пример 1 (фиг.1-3). Гидротехническое сооружение в виде причала содержит блоки 1, установленные в три яруса один на другой с образованием лицевой стенки 2. Каждый блок содержит скрепленные между собой элемент 3 лицевой стенки 2 и анкерно-разгрузочное устройство, выполненное из контейнера 4, отслужившего на перевозке грузов и содержащего, после приспособления его для использования по новому назначению, металлический каркас 5 с обрешеченным днищем 6 и стенки: боковые 7 и торцевую 8.
В процессе переоборудования контейнера 4 в блок 1 в крыше контейнера 4 выполняется проем 9, с днища 6 удаляется деревянный настил, обнажая обрешетины 10, а из армированного бетона выполняется элемент 3, который скрепляется с торцом контейнера, содержащим дверной проем 11. Высота элемента 3 равна высоте контейнера 4, его ширина - ширине контейнера 4, а боковые стенки 7 контейнера 4 выполнены из гнутого профильного листа с вертикальным расположением волн 12 (фиг.7).
В России при осуществлении северного завоза, осуществляемого сезонно-водным транспортом, обычно скапливаются и в последующем реализуются по цене металлолома или несколько выше контейнеры, рассчитанные на перевозку каждым 20 тонн груза и имеющие размеры в метрах 6,0×2,4×2,6 (Z×В×Н). Вес блока из такого контейнера, снабженного лицевым элементом 3 из бетона толщиной 0,45 метров, около 9 тонн.
На чертеже дополнительно позициями обозначены:
13 - постель
14 - температурно-осадочный шов
15 - соединительный элемент
16 - секция (причала)
17 - грунт внутренней засыпки
18 - грунт внешней засыпки
19 - водоем
Причал возводят путем покурсовой кладки блоков 1 по выровненной постели 13 из крупнозернистого грунта. Точность установки блоков 1 первого яруса, осуществляемой обычно в воду, достигается тем, что после установки его в плане он удерживается краном в приподнятом до заданного уровня положении и в него через проем 9 на обрешетины 10 дозированно подается материал постели 13, который вибрируется. Поэтому особая тщательность выравнивания постели 13 до установки блоков 1 не требуется. Все блоки между температурно-осадочными швами 14 в рядах и в ярусах соединительными элементами 15 объединяются в единую относительно гибкую конструкцию - секцию 16. Выполнение из грунта засыпок внутренней 17 и внешней 18 осуществляется с уплотнением по мере поярусного возведения причала.
Причал работает следующим образом.
Нагрузка, обусловленная активным давлением P1 грунта внешней засыпки 18, воспринимается гравитацией секции 16 причала, которая слагается из веса блоков 1 секции и веса грунта внутренней засыпки 17 этих блоков. Нагрузка Рл со стороны водоема (лед, суда) воспринимается как гравитацией секции, так и пассивным давлением грунта внешней засыпки 18. Этим обеспечивается общая устойчивость секции на сдвиг.
Через обрешеченные днища 6 контейнеров 4 вес грунта внутренней засыпки 17 последовательно сверху вниз частично передается непосредственно на постель 13, чем обеспечивается разгрузка всех элементов в блоках 1 от вертикальной нагрузки. Одновременно с этим грунт внутренней засыпки 17 армируется обрешетинами 10 и зависает на них и на стенках боковых 7 и торцевых 8, что обеспечивает разгрузку лицевой стенки 2 от бокового давления Р2 засыпки 17, а эпюра этого давления Р2 на лицевую стенку 2 приобретает ступенчатый вид.
Пример 2 (фиг.4 и 5). Причал отличается от описанного в примере 1 только тем, что он выполнен из блоков 20, в которых элемент 3 лицевой стенки 2 скреплен с торцом контейнера, содержащим торцевую стенку 8. При этом противоположный торец контейнера остается открытым.
В таком причале при обеспечении устойчивости секции в состоянии предельного равновесия часть 21 грунта внутренней засыпки 17 (на фиг.4 она изображена пунктиром) не создает удерживающую силу. Несмотря на это в трехярусном причале при качественных грунтах засыпок 17 и 18 устойчивость причала на сдвиг обеспечивается. Воздействие же внутренней засыпки 17 на лицевую стенку 2 такое же, что и в примере 1.
Преимущество этого причала над предыдущим заключается в следующем: во-первых, упрощается выполнение каждого элемента 3 лицевой стенки 2 и повышается его надежность за счет использования торцевой стенки 8 в качестве несъемной опалубки и за счет включения стенки 8 в состав элемента 3 и в его работу; во-вторых, упрощается выполнение внутренней засыпки 17 за счет подачи этой засыпки в ячейку блока 20 через его дверной проем 11.
В случае выполнения причала из таких блоков 20 четырехярусным целесообразно в блоках 20 первого (нижнего) яруса использовать контейнеры с двустворчатыми дверями, установив их створки 22 в открытом положении, а в блоках четвертого (и/или третьего, и/или второго) яруса на обрешетины 10 уложить створки 22, снятые с этих или других контейнеров. Первое увеличивает длину L контейнеров в первом ярусе, второе - разгрузку лицевой стенки 2 от давления Р2 грунта внутренней засыпки 17. Все это увеличивает устойчивость причала.
Давление Р2 грунта на лицевую стенку 2 в силу силосного эффекта и наличия обрешетин 10, а в четырехярусной стенке и разгрузочных створок 22 весьма сложно и переменно по ширине контейнера. Поэтому эпюра Р2 на фиг.5 даже качественно не претендует на высокую точность и подлежит уточнению при разработке конструкции.
Пример 3 (фиг.6 и 7). Причал от двух предыдущих отличается тем, что он выполнен из блоков 23, у которых ширина элемента 24 лицевой стенки 2 превышает ширину контейнера 4 обычно в два раза за счет боковых консолей 25. Это отличие обеспечивает уменьшение числа контейнеров на 40-50% за счет более полного использования работоспособности элементов каркаса контейнера на растяжение и за счет двустороннего зацепления боковых стенок 7 за грунт внутренней засыпки 17.
На каждом стыке блоков 23 с тыльной стороны консолей 25 установлены нащельники 26.
Пример 4 (фиг.8). Гидротехническое сооружение в виде пирса содержит блоки 27, установленные в три яруса один на другой и в один ряд с образованием лицевой стенки 28 с одной стороны пирса (ряда) и лицевой стенки 29 с другой его стороны. Каждый блок 27 содержит контейнер 4, переоборудованный ранее описанным образом, и два элемента 24, один из которых скреплен с одним торцом контейнера и образует лицевую стенку 28, а другой - к другому торцу контейнера и образует лицевую стенку 29. Элементы 24 обычно выполняются с консолями 25 аналогично примеру 3.
На фиг.9 представлен пирс, содержащий блоки 23, аналогичные примеру 3, установленные в три яруса и в два ряда и которые в пределах одной секции соединительными элементами 15 объединены в единую конструкцию.
Возведение пирса осуществляется "пионерным" способом сразу на всю высоту - постолбчато.
Гидротехнические сооружения из блоков 1, или 20, или 23, или 27 могут возводиться покурсовой кладкой блоков как без перевязки швов между ними (примеры 1-4), так и с перевязкой швов - последняя кладка чертежом не иллюстрирована.
Гидротехнические сооружения, представленные в примерах 1-4, в своей верхней части могут содержать надстройку. При этом швартовые и отбойные устройства на чертежах не показаны. На все металлические поверхности контейнера и на соединительные элементы наносится антикоррозийное покрытие.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Гидротехническое сооружение, характеризующееся тем, что оно состоит из блоков, установленных на подготовленное основание в ряд и в несколько ярусов один на другой с образованием лицевой стенки, причем каждый блок содержит скрепленные между собой элемент лицевой стенки и анкерно-разгрузочное устройство, армирующее грунт засыпки, при этом это устройство выполнено из контейнера, отслужившего на перевозке грузов и содержащего металлические каркас ящичного типа с обрешеченным днищем, две боковые стенки, торцевую стенку на одном торце контейнера и дверной проем на другом его торце, при этом элемент лицевой стенки скреплен с одним из торцов контейнера, а сам контейнер заполнен грунтом засыпки.
2. Гидротехническое сооружение по п.1, отличающееся тем, что высота элемента лицевой стенки равна высоте контейнера, а его ширина - ширине контейнера или превышает ширину контейнера с образованием боковых консолей по отношению к торцу контейнера.
3. Гидротехническое сооружение по п.1, отличающееся тем, что боковые стенки контейнера выполнены из гнутого профильного листа, при этом волны в стенках расположены вертикально.
4. Гидротехническое сооружение по п.1, отличающееся тем, что в блоках нижнего яруса торец контейнера, содержащий торцевую стенку, скреплен с элементом лицевой стенки, а торец контейнера, содержащий дверной проем, снабжен двустворчатыми дверями, створки которых установлены в открытом положении.
5. Гидротехническое сооружение по п.1, отличающееся тем, что в блоках яруса, расположенного выше нижнего яруса, на днище каркаса уложены двери, снятые с контейнера.
6. Гидротехническое сооружение по п.1, отличающееся тем, что в случае выполнения из блоков сооружения, содержащего две параллельно расположенные лицевые стенки, контейнер одним торцом скреплен с элементом одной стенки, а другим - с элементом другой лицевой стенки.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru