ВОЛНОГАСЯЩЕЕ ПРИКРЫТИЕ

Полезная модель относится к области гидротехники, в частности к гидротехническим сооружениям, и предназначена для защиты акваторий, инженерных сооружений и судов от волновых воздействий.
Известно волногасящее сооружение, представляющее собой откосную наброску из фигурных блоков или камня в виде дамбы с отметкой верха выше среднего уровня воды и определенным уклоном граней откосов. (SU, Авторское свидетельство №1469007).
Основным недостатком этого волнолома является очень большая материалоемкость и высокая стоимость.
Известно волногасящее сооружение в виде наброски из фигурных блоков или крупного камня в металлический каркас, погруженный в воду и удерживающий элементы наброски ниже спокойного уровня воды (Ru, Свидетельство на полезную модель №18717).
Одним из основных недостатков этого волнолома является большая материалоемкость и соответственно стоимость.
Известен подпричальный волногаситель, представляющий собой объемную конструкцию, установленную в верхней части подпричальной зоны и жестко закрепленную к причальной плите и (или) ее опорам (RU, Патент на полезную модель №175001).
Недостатком такого волногасителя является узость области его применения – только причальная зона.
Известен мобильный плавучий щелевой волногаситель, представляющий собой объемную проницаемую конструкцию из пластин/панелей (RU, Патент на полезную модель №179952).
Недостатком этого мобильного волногасителя являются относительно большие габариты. В частности, ширина волногасителя (в направлении распространения волн) должна составлять не менее b=0,25-0,3λ (λ - длина волн).
Задачей полезной модели является повышение экономической эффективности и расширение области применения волногасителя с сохранением волногасящих свойств.
Поставленная задача решается за счет использования объемной конструкции с продольными каналами, образуемыми трубами, которая жестко устанавливается на опоры, стационарно стоящие на дне.
Заявителю не известны источники информации, содержащие технические решения, включающие в себя признаки отличительной части формулы.
Техническим результатом настоящей полезной модели является то, что применение труб, собранных в объемную конструкцию, устанавливаемую на неподвижные опоры, позволяет снизить габариты и материалоемкость сооружения, сократить сроки строительства, повысить экономическую эффективность и расширить область применения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано волногасящее прикрытие, вид сбоку и позициями обозначены:
1 - волногасящее прикрытие в сборе,
2 - трубы,
3 - продольные каналы,
4 - средний уровень воды,
5 - дно водоема,
6 - направление подходящих волн,
7 - волна, подходящая к волногасящему прикрытию,
8- волна, прошедшая через волногасящее прикрытие,
9 - опоры (сваи),
10, 11 - защищаемые объекты.
На фиг. 2 изображено волногасящее прикрытие в плане и позициями обозначены: 1 - волногасящее прикрытие, 6 - направление подходящих волн, 10, 11 - защищаемые объекты.
Волногасящее прикрытие 1 (фиг. 1, фиг. 2) состоит из труб 2, объединенных между собой и образующих продольные каналы 3, устанавливаемых на опоры 9. Волногасящее прикрытие устанавливается стационарно на дно водоема 5, верхняя часть его выше среднего уровня воды 4. Волногасящее прикрытие ориентируется примерно перпендикулярно направлению 6 подходящих волн 7. Волна 8, прошедшая через прикрытие (фиг. 1, фиг. 2), воздействует на защищаемые объекты (10, 11).
Волногасящее прикрытие работает следующим образом. Устанавливают волногасящее прикрытие 1 в требуемое положение. Его местоположение и длина определятся в зависимости от направления подходящих волн 6 и необходимой области волновой тени. Подходящие волны 7 после взаимодействия с волногасителем 1 частично гасятся и уже существенно ослабленные волны 8 воздействуют на защищенные объекты.
Для оценки волногасящей эффективности волногасящего прикрытия были выполнены опыты в волновом лотке при двух режимах волнения. Основные параметры были приняты следующими:
- глубина воды у сооружения d=12,6 м;
- высота подходящих волн Н=3 м;
- период волн Т=5 с; 7 с;
- ширина волногасящего прикрытия (в направлении распространения волн) b=12 м;
b
- высота волногасящего прикрытия h=4,6 м;
- отметка верха волногасящего прикрытия относительно среднего уровня Δz=1,5 м.
Геометрический масштаб модели принят равным α=1:30.
м
м
м
м
м
Соответствующие параметры в опытах были следующими: d=42 см; Н=10 см; Т=0,91 с; 1,28 с; b=40 см; Δz=5 см, где индекс «м» означает величины на физической модели.
Результаты опытов представлены на фиг. 3-6.
м
м
На фиг. 3, 4 иллюстрируется взаимодействие волн (в моменты наката и отката) с волногасящим прикрытием при периоде Т=0,91 с, Т=1,28 с.
Получено, что после прохождения волногасителя высота волн составила примерно 2-3 см, т.е. уменьшилась в 3-5 раз – см. фиг. 3,4, где иллюстрируются моменты наката и отката волн.
Эффективность волногасящего прикрытия из труб, устанавливаемого стационарно на опоры сопоставлялась с эффективностью плавучего щелевого волногасителя.
Получено, что плавучий волногаситель должен быть примерно в 2 раза шире, чтобы обеспечить такое же волногашение, как стационарный. Этот результат иллюстрируется на фиг. 5, 6, где показано взаимодействие волн с плавучим волногасителем шириной 80 см в моменты наката и отката.
Таким образом, предложенная полезная модель волногасящего прикрытия обладает высокой волногасящей эффективностью и может найти широкое применение для защиты от волнового воздействия различных объектов на открытых побережьях.
b
Ширину волногасящего прикрытия рекомендуется принимать равной b=0,15-0,2λ (λ - длина волн); высоту волногасителя h=1,5-2Н (Н - высота волны); диаметр труб Δh=D=0,2-0,3Н; отметку верха волногасителя относительно среднего уровня Δz=0,3-0,5 Н.
Трубы могут быть железобетонными, металлическими, композитными или пластиковыми. Опоры могут быть или в виде погружаемых в грунт свай или представлять собой устанавливаемые на дно конструкции, неподвижность которых обеспечивается пригрузами, анкерами или винтовыми сваями.