ГИБКОЕ ЗАЩИТНОЕ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ
FLEXIBLE PROTECTIVE CONCRETE COATING

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может применяться в системах мелиорации для защиты откосов, берегов и дамб, донных грунтов, а также для защиты подводных переходов трубопроводов от размыва потоками воды и от повреждающих воздействий переносимых потоками воды предметов (в дальнейшем - защищаемая поверхность).
Известно универсальное гибкое бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами связанные между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид (ЕР 0214753, 18.03.1987).
Недостатком этого универсального гибкого бетонного покрытия является низкая сцепляемость с твердыми донными грунтами. Выемки на нижней стороне бетонных блоков выполняют возложенные на них функции только в том случае, если защищаемая подводная поверхность состоит из относительно мелких фракций. Если защищаемая подводная поверхность каменистая, то выемки на торцах бетонных блоков не выполняют своего функционального назначения. Указанный недостаток делает невозможным применение универсального гибкого бетонного покрытия для защиты поверхности, имеющей неоднородную структуру.
Известно гибкое бетонное покрытие для предотвращения эрозии почвы, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием и тросами связанные между собой порядно и в рядах в единое полотно бетонных блоков (US 4375928, 08.03.1983).
Недостатком этого гибкого бетонного покрытия при необходимости сооружения перехода трубопровода является угроза повреждения изоляции трубопровода, а при попытке предотвращения этой угрозы рассматриваемое гибкое бетонное покрытие обладает низкой сцепляемостью с твердыми донными грунтами и ограниченной гибкостью.
Наиболее близким по сущности к заявляемому является гибкое защитное бетонное покрытие, в котором используется два вида блоков, соединенных в одной панели (RU 2365702, 27.08.2009). В этом изобретении защитное бетонное покрытие содержит бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием. Бетонные блоки связаны между собой порядно и в рядах в единое полотно. В защитное покрытие введены присоединенные к его сторонам бетонные блоки, выполненные в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием. Бетонные блоки обоих видов связаны между собой порядно и в рядах искусственными канатами, которые замоноличены в бетонных блоках. Длина и количество рядов бетонных блоков одного и другого вида зависят от размеров и однородности структуры защищаемой поверхности. Изобретение позволяет обеспечить надежную защиту поверхности с неоднородной структурой. Один вид блоков имеет более плоскую нижнюю поверхность, большую площадь опоры с уменьшенным удельным давлением на защищаемую поверхность, другой вид блоков имеет нижнюю часть с меньшей площадью опоры, более заостренной формы с увеличенным удельным давлением на защищаемую поверхность.
Недостатком такой конструкции бетонного покрытия является необходимость изготовления двух типов бетонных блоков, что усложняет технологию изготовления и транспортировку панели покрытия на место монтажа. Присоединенные к основной панели покрытия бетонные блоки, выполненные в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид, будут иметь большие размеры по высоте и больший вес, чем блоки основной панели. Нагрузка на соединяющие блоки тросы будет неравномерная, при этом увеличится риск порыва канатов, соединяющих блоки, особенно при погрузке и разгрузке панелей. Это обуславливает относительно невысокую надежность конструкции покрытия по прототипу.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно - упрощение технологии изготовления панелей из бетонных блоков и увеличение надежности гибких связей, соединяющих бетонные блоки, увеличение универсальности покрытий.
Решение задачи заключается в том, что гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, связанных между собой порядно и в рядах в единое полотно, к боковым сторонам которых присоединены бетонные блоки, верхняя часть которых имеет вид сильно усеченных пирамид, а нижняя часть имеет вид слабо усеченных пирамид, выполнено таким образом, что присоединенные бетонные блоки состоят из двух соединяемых частей, причем верхняя составная часть присоединенных бетонных блоков имеет форму и размеры бетонных блоков, выполненных в верхней части в виде слабо усеченных пирамид, а в нижней части - в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, при этом нижняя часть является присоединенным блоком.
Технический результат заявляемого изобретения достигается за счет того, что присоединяемые к основным бокам панели дополнительные блоки имеют нижнюю часть в виде слабо усеченных пирамид, но при этом они выполнены составными из двух частей и снабжены устройством соединения этих частей, причем первая - верхняя часть имеет форму и размеры бетонного блока основной панели, а вторая часть имеет форму продолжения пирамиды так, что в соединенном состоянии части образуют составной бетонный блок в форме слабо усеченной пирамиды.
При этом составной бетонный блок имеет одну часть типовой формы и размеров, а другую часть форму слабо усеченной пирамиды так, что в соединенном состоянии составной бетонный блок имеет высоту, равную условной высоте слабо усеченного бетонного блока по прототипу.
Проведенный анализ уровня техники позволяет установить, что техническое решение, характеризующееся совокупностью признаков, идентично всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, отсутствует, что указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию охраноспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличными признаками заявляемого устройства, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, а именно: смешанное построение гибкого защитного бетонного покрытия в форме чередующихся рядов бетонных блоков двух видов, выполненных в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием (с большей площадью опоры) и выполненных в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, при этом нижняя часть является присоединяемым блоком и имеет форму продолжения пирамиды в виде слабо усеченной пирамиды так, что в соединенном состоянии части образуют составной бетонный блок, высота которого равна высоте бетонных блоков, выполненных в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием.
Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявляемого устройства на поставленную техническую задачу - обеспечение защиты подводного перехода трубопровода гибким бетонным покрытием, имеющим высокую адгезию к защищаемой поверхности при надежной сцепляемости с твердыми донными грунтами и повышенную гибкость, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
Изобретение «Гибкое защитное бетонное покрытие» промышленно применимо, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособность и воспроизводимость, а для его реализации могут быть использованы известные материалы и оборудование. Бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, имеют габаритные размеры 300×300×60 мм. Бетонные блоки, выполненные в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, имеют габаритные размеры 300×300×150 мм. Бетонные блоки обоих видов в процессе изготовления связываются между собой порядно и в рядах в единое полотно бетонных блоков искусственными канатами. В качестве соединительного искусственного каната используются искусственные канаты диаметром от 8 до 25 мм из полипропилена, полиамида или полиэфира с разрывной нагрузкой от 1000 до 15000 кг/с. При этом длина и количество рядов бетонных блоков одного и другого вида определяются в зависимости от размеров и однородности структуры защищаемой поверхности.
Сущность изобретения поясняет чертеж, на котором представлен бетонный блок, состоящий из бетонных блоков: 1 - выполненного в виде двусторонних сильно усеченных пирамид и 2 - выполненного в виде слабо усеченной пирамиды с  основанием, совпадающим по размеру с прямоугольным основанием блока 1, скрепленных между собой искусственными канатами 3, которые замоноличены в бетонном блоке 2, при этом в блоке 1 из этого же искусственного каната выполняются монтажные петли 4 для стыковки блоков друг с другом. Соединенные таким образом бетонные блоки собираются в гибкое защитное бетонное покрытие. Одна сторона гибкого защитного бетонного покрытия «Сторона 1» является верхней и соприкасается с водной средой. Другая сторона гибкого защитного бетонного покрытия «Сторона 2» является нижней, при этом боковые или внешние части покрытия, состоящие из бетонных блоков, выполненых в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием 2 (с меньшей площадью опоры) утапливаются в подводную поверхность донного грунта, а внутренняя или центральная, состоящая из бетонных блоков, выполнена в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием 1 (с большей площадью опоры), укладывается на поверхность подводного перехода трубопровода.
Работу устройства «Гибкое защитное бетонное покрытие» рассмотрим на примере варианта его построения для защиты подводного перехода трубопровода. Изготовленные заранее фрагменты гибкого защитного бетонного покрытия транспортируют в зону монтажа и с помощью специальной траверсы рамочного типа захватывают за монтажные петли 4 и подъемным механизмом опускают на место установки так, чтобы «Сторона 2» гибкого защитного бетонного покрытия оказалась прижатой к защищаемой подводной поверхности. При этом фрагментами покрытия, состоящими из бетонных блоков, выполненных в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием 2, утапливается в подводную поверхность донного грунта, а фрагментами, состоящими из бетонных блоков, выполненных в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием 1 укладывается на поверхность подводного перехода трубопровода.
Далее все фрагменты состыковываются между собой искусственными канатами при помощи монтажных петель 4.
Таким образом, построение гибкого защитного бетонного покрытия в форме чередующихся рядов бетонных блоков двух видов, выполненных с большей и меньшей площадью опоры, а также придание покрытию дополнительной гибкости позволяет обеспечить надежную защиту поверхности с неоднородной структурой.