ТОНКИЙ ГИБКИЙ БЕТОННЫЙ МАТ

Полезная модель относится к гидротехническому строительству и может быть использована для защиты от разрушающего воздействия потоков воды на природные объекты (берега водоемов, водотоки и пр.) и объекты строительства (подводные переходы трубопроводов, опоры мостов, дамбы, плотины и пр.).
В общем виде Гибкий бетонный мат (ГБМ) представляет собой набор бетонных блоков с наклонными боковыми гранями, соединенных между собой гибкой связью (АС 251463). Таким образом, в общем виде ГБМ представляет собой конструкцию, содержащую следующие существенные признаки:
1. Бетонные блоки - обеспечивают сохранность защищаемого объекта;
2. Бетонные блоки, состоящие из двух усеченных прямоугольных пирамид, неразъемно соединенных между собой по плоскости большего основания, которое одинаково у каждой из усеченных пирамид, - обеспечивают гибкость ГБМ за счет наклона боковых граней в продольном и поперечном направлении.
3. Гибкая связь, выполненная из замоноличенного в тело каждого бетонного блока по плоскости общего основания усеченных пирамид каната, троса или иного гибкого стержневого элемента, - обеспечивает соединение бетонных блоков в единую конструкцию.
ГБМ на защищаемой поверхности удерживается (противостоит дрейфу) за счет своей относительной массивности и особенностям нижней поверхности бетонного блока, например, наличием донных присосок (патент RU №2129635) или повышенной шероховатости (патент RU №102014).
Основным недостатком этих конструкций является их массивность: транспортировка ГБМ от места производства до места использования, зачастую превышает стоимость ГБМ на складе завода. Существенному снижению толщины бетонного блока препятствует перекрестие каната внутри бетонного блока: толщина бетонного блока не может быть меньше двукратного диаметра каната.
Проблема массивности ГБМ была решена в конструкции по патенту RU №142999, в которой предложена параллельная схема укладки каната: канат проходит через бетонные блоки без образования пересечений. Таким образом, предложенная конструкция ГБМ позволяет довести толщину мата до размеров, ненамного превышающих диаметр используемого каната. Тонкий ГБМ (в дальнейшем - ТГБМ) превосходно противостоит дрейфу вдоль защищаемого объекта, так как располагается в придонном слое водотока, в котором течение минимально или отсутствует полностью.
Основным недостатком ТГБМ является плохая гибкость в направлении, перпендикулярном направлению укладки канатов, в дальнейшем именуемом - продольное направление.
Задачей настоящей полезной модели (техническим результатом) является создание ТГБМ, обладающего достаточной гибкостью в продольном направлении.
Новый (заявленный) технический результат достигается путем выполнения гибкой связи по патенту РФ №142999 (прототип) из замоноличенного в бетонный блок искусственного или синтетического каната (под искусственным канатом понимается канат, выполненный из искусственных материалов, например, вискозы и прочих; под синтетическим канатом понимается канат, выполненный из искусственных материалов, например, полиамида, полиэфира, полипропилена и пр.).
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами и заключается в следующем.
На фиг. 1 представлен ТГБМ, состоящий из бетонных блоков (позиция 1), соединенных замоноличенным канатом (позиция 2) в единое полотно с образованием щелей (позиция 3).
На фиг. 2 представлен фрагмент ТГБМ из пяти блоков (два блока - на переднем плане и три блока - на заднем плане), изогнутый в продольном направлении. На фиг. 2 видно, что изгиб ТГБМ непосредственно связан с одновременным растяжением и изгибом каната по своей оси (позиция 2). В дальнейшем одновременное растяжение и изгиб каната по своей оси будет именоваться скручиванием. Стрелками (позиция 4) показано направление скручивания каната. Если способность каната к скручиванию будет недостаточной, то при изгибе ТГБМ в продольном направлении будет наблюдаться:
- или разрушения связи в системе «канат-бетон» (если будет приложено значительное усилие);
- или бетонные блоки провиснут и не будут соприкасаться с защищаемой поверхностью (недостаточная гибкость в продольном направлении).
В известных конструкциях ГБМ, в которых соединительный канат перекрещивался, к канату не предъявлялось требование на скручиваемость: совокупности гибкости и растяжения. Для обеспечения гибкости в ГБМ было достаточно только гибкости каната.
В ТГБМ щель между соседними бетонными блоками (позиция 3) составляет несколько миллиметров, как правило, 3-6 мм. В отличие от других канатов (например, стальных канатов), искусственный или синтетический канат в щели между бетонными блоками указанного размера способен скручиваться вокруг своей оси, обеспечивая гибкость ТГБМ в пределах порядка 20-50° в зависимости от типа свивки каната.
Таким образом, технический результат достигается совокупностью следующих признаков полезной модели:
а) Ограничительные признаки, характеризующие Тонкий гибкий бетонный мат (родовое понятие):
- Бетонные блоки - обеспечивают сохранность защищаемого с использованием ТГБМ объекта;
- Наклон боковых граней бетонного блока - обеспечение гибкости ТГБМ в продольном и поперечном направлениях.
- Канат - соединяет бетонные блоки в ТГБМ.
- Шахматное расположение блоков обеспечивает уменьшение толщины ТГБМ без существенной потери прочности.
б) Отличительный признак, направленный на достижение заявленного технического результата:
- Использование искусственного или синтетического каната, - обеспечивает гибкость ТГБМ в продольном направлении.
В полевых условиях с помощью грузоподъемных устройств ТГБМ укладывается на неровную поверхность, например, на газовую магистральную трубу. Под воздействием силы тяжести все бетонные блоки будут плотно прижаты к поверхности трубы. Плотное прижатие будет осуществлено за счет скручивания искусственного или синтетического каната по своей оси.