СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЛАВУЧЕГО ОСНОВАНИЯ
METHOD FOR PRODUCTION OF FLOATING BASE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу производства плавучего основания, причем это основание состоит из множества соединенных вместе элементов основания. Плавающее на воде основание в соответствии с изобретением, в частности, пригодно для размещения на нем, по меньшей мере, здания, такого как дом, ряда зданий или административного здания, и/или любой другой структуры, такой как аэродром или футбольное поле, ресторан, отель, церковь, сад или парк.
Уровень техники
Следует отметить, что потребность в плавучих участках для зданий, предназначенных для использования в качестве структуры основания, в частности, для зданий, площадей, дорог и территорий озеленения, увеличивается во всем мире. В частности, увеличивается потребность в пространстве для строительства, расположенном в непосредственной близости к городам и т.п. Существенный момент состоит в том, что плавучие участки для застройки должны быть стабильными и, следовательно, не должны проявлять какого-либо неприемлемого движения, например бортовой качки при волнении.
Такой способ известен из патента США №5044296 (Finn). В известном способе используются соединенные вместе плавучие модули, в частности, для сборки дока. Каждый из упомянутых плавучих модулей построен из блока вспененного материала ("Styrofoam" (экструдированный пенополистирол)), на который нанесено защитное покрытие, предотвращающее проникновение воды во вспененный материал. На верхней стороне каждого плавучего модуля, кроме того, предусмотрен слой покрытия, состоящий из бетона, армированного стекловолокном. Стержни, выступающие из блоков, выполняют функцию соединения с соседними модулями.
Один из недостатков способа, раскрытого в упомянутой выше публикации патента США, состоит в том, что плавучие модули строят с использованием трудоемкого и сложного процесса, в то время как используемые материалы не всегда свободно доступны в любом месте Земли. В связи с этим упомянутый выше способ в соответствии с предшествующим уровнем техники имеет ограниченную применимость.
Сущность изобретения
Цель изобретения состоит в преодолении недостатков предшествующего уровня техники, и, в частности, в нем предлагается недорогостоящий и простой способ производства стабильного основания, которое плавает на воде, в котором основание собирают из множества гибко соединенных вместе простых элементов основания.
Для достижения этой цели способ, упомянутый во вводной части, отличается тем, что вначале поставляют плавучие элементы и жесткие элементы, после чего множество плавучих элементов и множество жестких элементов соединяют вместе, в котором каждый элемент основания собирают из плавучих элементов и жестких элементов, соединенных вместе таким образом, после чего множество элементов основания, сформированных таким образом, соединяют вместе для формирования плавучего основания. Сущность изобретения состоит в том, что оно основано на использовании элементов основания, которые (i) изготовлены из модулей, которые могут быть произведены с малыми затратами в любом месте в мире и которые легко транспортировать и комбинировать, и которые (ii), в соединенном вместе состоянии, формируют стабильное плавучее основание. Элементы основания могут быть гибко соединены вместе таким образом, что плавучее основание может иметь любую требуемую форму и размеры.
В соответствии с этим в настоящем изобретении используются предварительно сформированные плавучие и жесткие элементы, причем на обоих типах этих элементов предпочтительно предусмотрен знак качества. Таким образом, можно заранее обеспечить, что рассчитанная минимальная жесткость плавучего основания будет равна жесткости плавучего основания, воплощенного на практике. Для каждого проекта строительства требуемое количество плавучих и жестких элементов, с требуемыми размерами упомянутых плавучих и жестких элементов, определяют заранее. При этом не требуется локальная заливка бетона для формирования элементов основания. Фактически, в тех случаях, в которых бетон заливают заранее, невозможно заранее определить, какая жесткость установленного плавучего основания будет реализована. Кроме того, заливка бетона имеет недостаток, состоящий в том, что бетон может быть растрачен впустую, со всем последующим вредом, нанесенным экологии, в то время как строительство, кроме того, зависит от всех видов метеорологических условий в данном случае.
В одном предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением плавучие элементы и жесткие элементы соединяют вместе на земле. В другом предпочтительном варианте плавучие элементы и жесткие элементы соединяют вместе на судне, которое плавает по воде, таком как вспомогательное судно или понтон. Более конкретно вначале формируют плоскую платформу на земле или на судне, после чего плавучие элементы и жесткие элементы соединяют вместе на упомянутой платформе. Поэтому упомянутую платформу, которая выполняет функцию поверхности основания, заранее изготовляют на земле или на судне. Наливной бетонный пол является весьма подходящим для использования в качестве плоской платформы. В связи с этим в первом предпочтительном варианте выполнения изобретение основано на идее, что соединение вместе плавучих элементов и жестких элементов, то есть сборка плавучих элементов основания ("модулей") из них, выполняется на суше, что исключает трудоемкую, отнимающую много времени и опасную работу на воде во время этого этапа. В другом втором предпочтительном варианте выполнения соединение плавучих элементов и жестких элементов происходит на судне, которое плавает на воде, таком как упомянутое выше вспомогательное судно или понтон.
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением плавучие элементы и жесткие элементы соединяют вместе с напряжением. В результате упомянутого напряжения между плавучими элементами, с одной стороны, и жесткими элементами, с другой стороны, формируется поверхность трения. В результате этого элементы основания, собранные таким образом, остаются жесткими, вплоть до приложения заданной, допустимой нагрузки (то есть напряжения), и, следовательно, их можно транспортировать на воду без каких-либо проблем. Плавучее основание, составленное из элементов основания, таким образом, обладает гарантированной минимальной жесткостью, что позволяет ему постоянно действовать в качестве не погружающейся под воду структуры основания, в частности, для строительства на ней здания.
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением вначале через плавучие элементы и жесткие элементы пропускают стержень, после чего создают напряжение путем затяжки гаек на стержне. В другом предпочтительном варианте выполнения вокруг плавучих элементов и жестких элементов вначале устанавливают полосу, после чего применяют напряжение для натяжения полосы или создания предварительного ее напряжения с помощью "способа винтового зажима".
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением элементы основания, собранные из соединенных вместе плавучих элементов и жестких элементов, устанавливают на воде с суши или с судна, которое плавает на воде. Элементы основания, в частности, поднимают на воду с суши или с судна, например, с помощью крана. В соответствии с другим возможным вариантом выполнения элементы основания выталкивают на воду со скольжением с судна. Такой предпочтительный вариант выполнения содержит исходную фазу, в которой плавучие элементы и жесткие элементы комбинируют для формирования элементов основания (предпочтительно с напряжением, то есть используя трение между плавучими элементами и жесткими элементами) на суше или на борту судна, и конечную фазу, в которой плавучее основание представляет собой/было составлено из соединенных вместе элементов основания на воде. Предпочтительно на плавучем основании после его сборки предусмотрено средство фиксации, предназначенное для предотвращения разъединения плавучих элементов от одного элемента основания или от нескольких элементов основания в случае, если упомянутое выше напряжение уменьшится через некоторое время. Следует отметить, что такое средство фиксации может быть предусмотрено на отдельных элементах основания или на множестве элементов основания, расположенных рядом друг с другом. Такое средство фиксации, в частности, представляет собой жесткую верхнюю пластину, такую как наливной бетонный пол или составной деревянный, пластиковый или металлический пол.
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением плавучие элементы выполнены в форме блоков. Более конкретно плавучие элементы изготовлены из пенополистирола (ниже сокращенно обозначается "EPS", (ЭПС)), также называемого на практике "styropor".
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением жесткие элементы выполнены в форме пластин. Жесткие элементы предпочтительно изготовлены из бетона. В другом предпочтительном варианте выполнения жесткие элементы составлены из ламинированного дерева, стали, алюминия или пластмассы.
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением элементы основания, расположенные рядом друг с другом, соединяют вместе на воде путем вставки продолжающихся наружу выступов жестких элементов одного элемента основания в соответствующие пазы в жестких элементах другого, соседнего элемента основания. Это более подробно поясняется ниже при описании чертежей.
В другом предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с изобретением на соединенных вместе элементах основания на воде предусмотрено средство фиксации, предназначенное для фиксации плавучих элементов в определенном положении относительно жестких элементов. Как уже было отмечено выше, средство фиксации предпочтительно выполнено как жесткая верхняя пластина, такая как бетонный пол.
Изобретение также относится к плавучему основанию, составленному из множества соединенных вместе элементов основания, отличающемуся тем, что каждый элемент основания был собран из множества плавучих элементов и жестких элементов, соединенных вместе с напряжением (и с использованием трения).
Изобретение более подробно поясняется ниже со ссылкой на чертежи, на которых на фиг.1-16 показаны последовательные этапы предпочтительного варианта выполнения способа производства плавучего основания в соответствии с изобретением.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показаны элементы, из которых формируют компоненты каждого элемента основания, то есть плавучие элементы в форме блоков 1 ЭПС, жесткие элементы, сформированные бетонными пластинами или плитами 2, а также стержни и гайки, совместно обозначенные ссылочной позицией 3. Эти компоненты легко доступны и просто транспортируются, например, с помощью грузовика.
На фиг.2 показан первый этап производства плавучего основания, то есть формование плоской платформы или опорной поверхности 4 на земле. Он может быть выполнен путем заливки плоского бетонного пола на земле или путем укладки плоского пола из дерева или пластмассы на земле. Можно использовать плоский пол, состоящий из бутового камня или песка, уложенного на земле. Плоская платформа 4 выполняет функцию исключения чрезмерных вариаций по высоте между блоками 1 ЭПС и бетонными пластинами или плитами 2 при соединении упомянутых элементов вместе, для формирования элементов основания для плавучего основания.
На втором и третьем этапе (фиг.2 и 3) бетонные пластины 2 (плиты) размещают на плоской платформе 4 так, чтобы между их узкими продольными сторонами оставался открытый промежуток 5 между соответствующими пластинами (фиг.2). Затем блок 1 ЭПС помещают в каждом промежутке 5 (фиг.3). В результате бетонные пластины (плиты) 2 и блок 1 ЭПС устанавливают с чередованием (в горизонтальном направлении). В принципе, также возможно укладывать бетонные пластины 2 (плиты) и блок 1 ЭПС друг на друга в вертикальном направлении.
На фиг.4, 5, 6 и 7 показан четвертый этап, на котором бетонные пластины 2 и блоки 1 ЭПС по фиг.3 соединяют вместе с приложением напряжения. С этой целью брусок или стержень 6, например, из нержавеющей стали вставляют в предварительно высверленные отверстия (не показаны) в бетонных пластинах (плитах) 2 и блоках 1 ЭПС, после чего гайки 7, установленные с обеих сторон всей конструкции, затягивают для создания, по меньшей мере, расчетного напряжения, создавая, таким образом, требуемое фрикционное напряжение на поверхностях контакта жестких элементов и плавучих элементов. Таким образом, получают напряженный элемент 8 основания (фиг.7). Напряжение, то есть трение между бетонными пластинами 2 (плитами) в элементе 8 основания, с одной стороны, и блоками 1 ЭПС в элементе 8 основания, с другой стороны, обеспечивает (i) требуемую жесткость элемента 8 основания, в результате которой элемент основания можно транспортировать (например, поднимать или волочить) со скольжением в воду как независимый "модуль", и (ii) жесткость, требуемую для временного удержания элементов 8 основания вместе на воде. После заливки бетонного пола 17 на отдельных элементах 8 основания или вместе на нескольких элементах основания упомянутое выше напряжение (то есть трение между элементами 1, 2 в элементах 8 основания ("модулях")) больше не требуется. Фактически бетонный пол 17 в данном случае обеспечивает необходимую жесткость. В маловероятном случае, когда упомянутое выше напряжение будет полностью или частично потеряно через некоторое время, бетонный пол 17 предотвращает разъединение блоков 1 ЭПС от одного элемента основания или нескольких элементов основания. Бетонный пол 17 выполняет функцию элемента фиксации в данном случае, удерживая блоки 1 ЭПС на месте.
На фиг.8 и 9 показан пятый этап способа, с помощью которого элемент 8 основания, который был построен на земле, поднимают с установкой на воде с земли с помощью крана.
На фиг.10-16 показаны следующие этапы, на которых плавучее основание собирают путем соединения элементов 8 основания, расположенных рядом друг с другом, как показано на фиг.8 и 9. Элементы 8 основания предпочтительно укладывают на воде с чередованием в продольном направлении и в поперечном направлении (фиг.10 и 11). Соединение вместе расположенных рядом друг с другом элементов 8 основания выполняется путем установки выступов 11 бетонных пластин 2 одного элемента 8 основания в пазы 12 в бетонных пластинах 2 другого элемента 8 основания и с последующей установкой фиксирующих шпилек 13 вертикально в выступы 11 (фиг.10, 11 и 12). На фиг.13 показана прокладка труб 14 (например, водопроводных труб, электрических линий, канализационных труб) в соединенных вместе элементах 8 основания, причем трубы 14 устанавливают в каналы 15, выфрезерованные на месте в бетонных пластинах 2, и блоках 1 ЭПС элементов 8 основания. Возможно использовать предварительно сформированные каналы 15 или отверстия. Наконец, арматурную сетку 16 укладывают поверх плавучего основания, после чего заливают бетонный пол 17 (фиг.14 и 15). Перед заливкой бетона вокруг основания размещают опалубку 18. Плавучее основание (обозначенное ссылочной позицией 19 на фиг.16) теперь готово для выполнении функции в качестве структуры плавучего основания для функциональных конструкций всех видов, таких как одно или больше зданий, площадей озеленения, элементов инфраструктуры (дороги, железнодорожные линии и т.п.), аэродромы, спортивные площадки и т.д. Плавучее основание 19 является очень стабильным в том смысле, что оно практически не проявляет какое-либо движение боковой качки при волнении, если оно проявляется вообще.
3
Следует отметить, что изобретение не ограничивается иллюстрируемым вариантом выполнения, но оно также распространяется на другие предпочтительные варианты, которые попадают в пределы объема приложенной формулы изобретения. Таким образом, для специалистов в данной области техники будет понятно, что блоки 1 и пластины 2 могут иметь любую требуемую форму и размеры и необязательно должны быть изготовлены из ЭПС и бетона соответственно, при этом следует понимать, что должны использоваться плавучий материал и жесткий материал соответственно. В этом контексте термин плавучий материал следует понимать как материал, имеющий удельную плотность, меньшую или равную 1 г/см. Кроме того, для специалистов в данной области техники будет понятно, что блоки 1 и пластины 2 необязательно должны быть установлены на воде в представленной конфигурации, но что возможна любая требуемая структура. Наконец, для специалистов в данной области техники будет понятно, что вместо бетонированного пола 17 можно использовать любое средство фиксации, удерживающее плавучие элементы на месте, когда напряжение, по меньшей мере, частично будет утеряно, например жесткую верхнюю пластину, изготовленную из дерева, металла или пластмассы.