УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ И МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ ОТ ПЛАВАЮЩИХ ДЕРЕВЬЕВ
DEVICE FOR PROTECTION OF HYDROTECHNICAL AND BRIDGE STRUCTURES FROM FLOATING TREES

Изобретение относится к области гидротехнического и природоохранного строительства, гидрологии, мостостроительству. Может быть использовано для защиты гидротехнических, судоподъемных и мостовых сооружений, предупреждения возникновения аварийных ситуаций и возможного подтопления прилегающих территорий вследствие перекрытия водопропускных отверстий и пролетов плавающими деревьями, плавником и кустарником.
Известно устройство для сбора плавающего мусора (SU 950588, опубл. 15.08.1982, Бюл. №30), содержащее раму с закрепленным на ней мусоросборником, а также установленную на носовой части судна балку, на конце которой подвешена рама с мусоросборником, телескопические тяги, шарнирно закрепленные на корпусе судна.
Недостатком данного технического решения является необходимость постоянного использования плавсредств для сбора плавающих предметов, а также невозможность сбора с помощью мусоросборника деревьев, пней, кустарников, плавника (камыша и рогоза). Кроме этого использование металлического мусоросброника на движущемся судне приведет к попаданию в него рыбы.
Известен способ очистки русел рек вблизи мостов (RU 2533912, опубл. 27.11.2014, Бюл. №33), включающий устройство перегораживающих и регулирующих сооружений в виде наклонных по ходу течения свайных рядов металлических труб, рельсов или бетонных свай.
Недостатком вышеприведенного способа является сложность производства работ по забивке металлических труб, рельсов и бетонных свай под углом, а также невозможность задержания мелких кустарников и плавника.
Известен способ очистки, углубления и спрямления русла рек (RU 2450101, опубл. 10.05.2012, Бюл. №13), включающий возведение в русле реки перегораживающих сооружений с водопропускными отверстиями, накопление воды в прудах и водохранилищах выше мест расположения перегораживающих сооружений посредством открытия водопропускных отверстий в сооружениях. Перегораживающие сооружения создают зимой намораживанием льдин в созданных осенью углублениях в заиленных местах. Водопропускным отверстием служит пространство под льдиной. При этом льдина смещается потоком воды по течению до упора в грунт и поднимается по высоте от дна. Льдина создает накопление воды по объему и высоте водяного столба выше по течению. В местах, где река сделала крутые извилины, на входе делают углубление с заходом в сторону спрямления русла, с расчетом перекрытия льдиной интенсивного протока в сторону старого русла.
Недостатками данного способа является то, что созданию перегораживающих сооружений предшествует длительный процесс подготовки - осенью выполняются углубления в заиленных местах, а зимой необходимо намораживание льдин, что в большинстве случаев является невозможным. Кроме этого приведенный способ носит сезонный характер.
Наиболее близким техническим решением является устройство для защиты мостов от плавающих деревьев (RU 2560616, опубл. 20.03.2015, Бюл. №23), включающее стенку, выполненную в виде крестообразных железобетонных балок с отверстиями, монтируемыми на продольной балке на расстоянии, или Т-образные железобетонные балки, смонтированные на продольной железобетонной балке с отверстиями на расстояниях.
Основной недостаток представленного прототипа - невозможность задержания устройством мелкого плавающего мусора в виде тростника и рогоза, а также недостаточная устойчивость сооружения, возможность сдвига (особенно при задержании деревьев и пней) и деформации.
Целью данного изобретения является защита гидротехнических и мостовых сооружений от плавающих деревьев, кустарников, плавника и другого крупного мусора.
Задачи, на решение которых направлено заявленное изобретение:
- надежная защита гидротехнических и мостовых сооружений от подпора плавающими деревьями, плавников и др.;
- исключение забивки мостовых пролетов и водопропускных отверстий гидротехнических сооружений;
- удержание устройством плавающего мусора.
Техническим результатом заявленного изобретения является способность устройства задерживать плавающие деревья, кустарник, плавник и другие крупные предметы, защита мостовых пролетов и водопропускных отверстий от забивки и, как следствие, предупреждение возникновения аварийных ситуаций.
Технический результат достигается за счет устройства в основании крестообразной железобетонной балки тавровых балок, способствующих повышению устойчивости конструкции, а также в устройстве по всей длине тавровых балок шипов из металлических стержней. При устройстве крестообразных железобетонных балок на сыпучих, аллювиальных и илистых грунтах в основании тавровой балки выполняют металлические стержни.
Изобретение поясняется следующими чертежами: фиг. 1 - план расположения защитных сооружений; фиг. 2 - крестообразная железобетонная балка с тавровыми балками в основании; фиг. 3 - тавровая балка с металлическими стержнями; фиг. 4 - деформация крестообразной балки в случае осадки (деформации) основания.
Цифрами на чертежах обозначено:
1 - продольная железобетонная балка основания;
2 - крестообразная железобетонная балка;
3 - тавровая балка основания;
4 - металлические стержни.
Устройство для защиты гидротехнических и мостовых сооружений от плавающих деревьев выполняется следующим образом (фиг. 1 - фиг. 3).
Выше максимального уровня воды в реке на продольной железобетонной балке основания 1 (через расчетное расстояние Δl, м) устраиваются крестообразные железобетонные балки 2, на которых для исключения осадки к основанию приваривают тавровые балки 3, способствующие повышению устойчивости конструкции в целом. При устройстве крестообразных железобетонных балок на сыпучих, аллювиальных и илистых грунтах в основании тавровой балки (для обеспечения дополнительной устойчивости) выполняют металлические стержни 4.
Наличие тавровых балок в основании конструкции позволяет избежать осадки (Δh) конструкции (фиг. 4), которая приведет к уменьшению высоты сооружения, т.е. невыполнению проектных решений по расчету необходимой высоты, тем самым устройство не сможет задерживать плавающий мусор. Кроме того, увеличение площади основания сооружения (за счет выполнения тавровых балок) способствует уменьшению давления на грунт основания, исключая его деформации. Наличие металлических стержней в основании тавровой балки позволяет обеспечить дополнительную устойчивость на сыпучих, аллювиальных и илистых грунтах.
Применение разработанного устройства позволит предотвратить забивку мостовых пролетов и водопропускных отверстий гидротехнических сооружений плавающим мусором, тем самым обеспечить их безаварийную работу, исключить возникновение чрезвычайных ситуаций.