Причальное сооружение
MOORING FACILITY

Заявленное техническое решение относится к гидротехническому строительству, в частности к причальным сооружениям, и может быть использовано для оперативного возведения причалов для швартовки судов для перегрузочных работ в прибрежной зоне рек и морей при наличии железнодорожной инфраструктуры.
Известен «Способ строительства ледяного причала или острова» по патенту RU 2698888 С1 от 30.08.2019, МПК E02D 17/00, E01D 15/14 - [1], предусматривающий формирование причала из ледяных блоков в определенном порядке и жесткой фиксацией крайнего блока, с последующим смерзанием.
Недостаток конструкции по патенту [1] в том, что такой ледяной причал можно использовать только в условиях низких температур.
Известна «Причальная набережная вертикального типа» по патенту на полезную модель RU 2 690 426 С1 от 03.06.2019, МПК Е02В 3/06 - [2], включающая шпунтовые панели таврового сечения лицевой стенки, анкерную систему и грунт-заполнитель. Шпунтовые панели замками скрепляются с анкерной системой выполненной из полотнищ, образующих замкнутое пространство. Грунт, заполняя пространство между панелями и полотнищами, формирует замкнутую вертикальную цилиндрическую обойму со спрямленной лицевой стороной, обеспечивая тем самым устойчивость шпунтовым панелям лицевой стенки.
Недостатком аналога [2] является использование дорогих конструкций, сложность выполнения такой конструкций.
Известно «Каменно-набросное гидротехническое сооружение и способ его возведения» по патенту на изобретение RU 2 433 221 С1 от 10.11.2011, МПК Е02В 3/06 - [3], выполняемое каменной наброской внутри и снаружи удерживающих металлических каркасов. По верху металлические каркасы омоноличиваются внутрикаркасными фрагментами железобетонной плитой с опиранием монолитной плиты на призму из наброски камней.
Недостатком аналога [3] являются недолговечность металлического каркаса при воздействии коррозии и неудобство эксплуатации из-за отсутствия вертикальной причальной стенки.
Известно «Набросное гидротехническое сооружение с эксплуатационной площадкой, в том числе с причалом для маломерных судов» по патенту на изобретение RU 2 435 900 С1 от 10.12.2011, МПК Е02В 3/06 - [4], включающее причальное и волногасящее сооружение с металлическим каркасом. Сверху, внутри и по обеим сторонам сооружения засыпается наброска, образующая со стороны сооружения теневой откос, а с противоположной стороны - морской откос. Причальное сооружение выполняется сборных элементов Г-образной формы, в виде лицевого опорного вертикального металлического элемента и горизонтально-поперечного железобетонного ригеля П-образной формы. Концы ригеля П-образной формы расположены ниже уровня воды.
Недостатком аналога [4] являются сложность выполнения технологических операций и использование дорогих конструктивных элементов.
Известно «Причальное сооружение мостового типа на опорах из пустотелых железобетонных массивов для районов с повышенной сейсмичностью» по патенту на изобретение RU 2 695 457 С1 от 23.07.2019, МПК Е02В 3/06, Е04Н 9/02 - [5] в котором причальное сооружение мостового типа, состоящие из фундаментной плиты и последовательно монтируемых железобетонных пустотелых массивов, засыпаемых песчано-гравийной смесью, и железобетонной плиты верхнего строения связанных между собой вертикальными арматурными каркасами. На горизонтальных поверхностях фундаментных плит и каждого массива выполнены бетонные шпонки и соответствующие им углубления, что обеспечивает работу опор и плиты верхнего строения как единой омоноличенной конструкции.
Недостатком аналога [5] являются использование дорогих материалов, трудозатратность и сложность выполнения конструкции.
Прототипом заявленного технического решения является причальное сооружение по «Способу строительства портового гидротехнического сооружения» по патенту RU 2 656 399 С1 от 05.06.2018, МПК Е02В 3/06, E02D 29/02 - [6], при котором строительство портового гидротехнического сооружения начинается с установки двух свайных эстакад, служащих для монтажа сборных элементов сооружения - жестких геометрически не изменяемых рамных конструкций, которые являются анкерной системой сооружения. Далее между ригелями рамных конструкций вставляют стеновые панели и опирают их на грунтовое основание. Пазуху между двумя стенами сборной жесткой конструкции засыпают крупнозернистым материалом, после чего монтажную эстакаду демонтируют, а надводную часть сооружения достраивают сборно-монолитными и монолитными элементами.
Недостатком прототипа [6] является использование дорогих конструкций и сложность выполнения конструкций.
Недостатки прототипа и аналогов ставят задачу создания причального сооружения - «причального сооружения» в прибрежной зоне рек и морей при наличии железнодорожной инфраструктуры и не требующего значительных трудовых затрат при его монтаже. При этом, его монтаж должен осуществляется за короткое время и с использованием подручных средств, строительных и других материалов.
Ограничительные признаки заявленного технического решения общие с устройством прототипа следующие: причальное сооружение, состоит из заанкеренных стен, соединенных между собой связями с обратной засыпки между стенами.
Предполагается заявленное «причальное сооружение» использовать в качестве гидротехнического сооружения для швартовки судов при перегрузочных работах в речной и прибрежной морской зоне. Особенно это актуально при наличии поблизости планируемого «причального сооружения» железнодорожной инфраструктуры.
При этом для его реализации предполагается применить:
- в качестве жестких рам и установленных между ними стеновых панелей - стенки из списанного, бывшего в употреблении шпунта Ларсена;
- в качестве заполнения пазух между двумя стенами крупнозернистого материала - заполнение блоками, собранными из списанных, бывших в употреблении, железобетонных шпал и засыпанным в пазухи щебнем.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что причальное сооружение (установленное на берегу водоема при наличии вблизи железнодорожной инфраструктуры), состоит из заанкеренных стен, соединенных между собой связями с обратной засыпки между стенами. При этом, в качестве взаимно заанкеренных стен применена стенка из списанного, бывшего в употреблении шпунта Ларсена погруженного в грунт образующая в плане П-образную конструкцию, вдоль которой установлены вертикальные трубы с боковыми отверстиями по всей высоте труб. Пространство внутри П-образной конструкции (после установки П-образной конструкции) заполнено уплотненной обратной засыпкой из щебня с армирующими элементами, образующей ровную прочную поверхность сооружения (горизонтальную верхнюю площадку сооружения), а неплотности пространства между П-образной конструкцией и уплотненной обратной засыпкой из щебня через боковые отверстия вертикальных труб заполнено цементно-песчаным раствором (в последствии - отвердевшим бетоном, чем сформирована монолитная железобетонная стенка по периметру причального сооружения). В качестве армирующих элементов обратной засыпки могут быть использованы блоки из железобетонных шпал, каждый блок образован шпалами, расположенными крест-накрест, в два ряда, и соединенными между собой скрутками из отожженной проволоки, из которой также выполнены петли для монтажа блоков. Сверху причального сооружения может быть устроена (дополнительная) монолитная железобетонная плита.
В процессе возведения причального сооружения из бывшего в употреблении шпунта Ларсена вдоль его внутренней поверхности (сооружения) вертикально устанавливаются трубы с боковыми отверстиями по всей высоте труб и заполняется внутреннее пространство П-образной конструкции блоками из железобетонных шпал. При этом, пространство между П-образной конструкцией и блоками из железобетонных шпал засыпано щебнем. Вертикальные трубы могут быть выполнены из бывших в употреблении списанных труб с заранее просверленными в них боковыми отверстиями. В установленные трубы под давлением подается цементно-песчаный раствор, который через имеющиеся боковые отверстия выходит из трубы и, вытесняя воду, заполняет пространство между зернами щебня формируя монолитную железобетонную конструкцию стены причального сооружения. На заключительном этапе по верху причала может быть устроена монолитная железобетонная плита.
Техническим результатом изобретения является сокращение трудозатрат, а также времени возведения причального сооружения с использованием материалов железнодорожной инфраструктуры и шпунта Ларсена.
Использование шпунта Ларсена позволяет комбинировать размеры самого причального сооружения, используемого для различных грузов и судов различного назначения, так и для его монтажа в разных рельефных береговых условиях. При этом сильно сокращаются как время, так и трудозатраты на возведение.
В то же время, известно «Временное причальное сооружение» по патенту на изобретение RU 2732938 С1 от 24.09.2020, МПК E02D 29/02 - [7], состоящее из железнодорожных полувагонов, соединенных между собой связями и образующие в плане П-образную конструкцию, при этом после установки, затопления и скрепления П-образной конструкции из железнодорожных полувагонов их пространство и пространство внутри П-образной конструкции заполнено уплотненной обратной засыпкой с армирующими элементами, образующей ровную прочную поверхность сооружения. Общими признаками заявленного технического решения и аналога [7] является то, что в качестве армирующих элементов обратной засыпки использованы блоки из железобетонных шпал, каждый блок образован шпалами, расположенными крест-накрест в два ряда и соединенными между собой скрутками из отожженной проволоки, из которой также выполнены петли для монтажа и демонтажа боков. Однако данные признаки относятся к зависимому пункту формулы и только совершенствуют заявленные конструктивные решения.
Кроме того, аналог [7] является «Временным причальным сооружением», а заявленного техническое решение капитальным «Причальным сооружением», которое не подлежит демонтажу для дальнейшего использования.
Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежами:
На фиг. 1 изображен вариант реализации заявленного «причального сооружения», причем на фиг. 1 а), приведен вид в плане, а на фиг. 1 б) приведен разрез А-А.
На фиг. 2 а) - изображен узел формирования монолитной железобетонной стены, а на фиг. 2 б) приведен разрез Б-Б.
На фиг. 3 а) - изображен блок из железобетонных шпал, а на фиг. 3 б) - разрез блока из железобетонных шпал по В-В.
Дополнительно на фигурах обозначены: 1 - судно; 2 - стенка из шпунта Ларсена; 3 - уплотненная обратная засыпка из щебня (бывшего в употреблении); 4 - блок из железобетонных шпал, образованный шпалами, расположенными крест-накрест в два ряда и соединенными между собой скрутками из отожженной проволоки; 5 - трубы (вертикальные) с заранее просверленными в них боковыми отверстиями; 6 - монолитная железобетонная плита; 7 - петли для монтажа боков (4) из отожженной проволоки; 8 - скрутки из отожженной проволоки для совместного скрепления отдельных железобетонных шпал.
Причальное сооружение для судов (1) со стенкой из шпунта Ларсена (2), заполненных уплотненной обратной засыпкой (3) из щебня, образующей ровную прочную верхнюю поверхность сооружения, с армирующими элементами из блоков (4).
Для устройства взаимно заанкеренных стен (вертикальной причальной стенки) причального сооружения применен шпунт Ларсена (2), погруженный в грунт и образующий в плане П-образную конструкцию. При этом, после установки П-образной конструкции из шпунта Ларсена пространство внутри П-образной конструкции заполняется уплотненной обратной засыпкой (3) из щебня с армирующими элементами из блоков (4) и вертикально установленными трубами с отверстиями (5), железобетонной плитой (6) образующей ровную прочную верхнюю поверхность сооружения, по которому может двигаться автотранспорт для проведения погрузо-разгрузочных работ для судна (1).
Блок (4) (фиг. 3) собран из списанных, бывших в употреблении, железобетонных шпал, уложенных в два ряда - крест на крест и объединенных в блок (4) скрутками (8) из отожженной проволоки с выполненными из той же отожженной проволоки монтажными петлями (7), необходимыми для удобства их монтажа.
Порядок возведения причального сооружения.
На первом этапе выбирается место посадки причального сооружения и определяются его габариты в зависимости от рельефа прибрежной зоны и глубин, составляется проект, заготавливаются материалы - блоки (4) и шпунт Ларсена (2). Бывший в употреблении шпунт Ларсена (2) как правило, имеет деформированные замки, и в дальнейшем соединяется «внахлест», как представлено на фигуре 2 а).
Далее, на втором этапе, по периметру забивается шпунт Ларсена (2), разрабатывается ступенчатый котлован под монтаж блоков (4) и осуществляется их монтаж - затопление.
На третьем этапе вертикально устанавливаются трубы с отверстиями (5) и засыпают обратную засыпку (3) из бывшего в употреблении щебня, который вытесняя воду, заполняет пазухи.
На завершающем этапе в трубы с боковыми отверстиями (5) подается цементно-песчаный раствор и по периметру причального сооружения формируется монолитная железобетонная стенка, по верху причала устраивается железобетонная плита (6) (по которой будет двигаться автотранспорт).
Таким образом, использование предложенной схемы позволяет возвести в сжатые сроки причальное сооружение, не требующее значительных трудовых затрат с использованием подручных средств, списанных, бывших в употреблении шпунта Ларсена, железобетонных шпал, труб и щебня.
При данном заявленном устройстве причального сооружения не требуется для его возведения специально изготовляемых строительных материалов и конструкций, что особенно важно в условиях чрезвычайных ситуаций и снабжении войск при ведении боевых действий.
Применяя заявленное техническое решение можно дополнительно благоприятно решить и оптимизировать логистические задачи, возникающие при возникновении чрезвычайных ситуаций, а также при ведении боевых действий.
Таким образом, заявленное устройство в совокупности с признаками формулы изобретения, а именно конструкция из шпунта Ларсена, образующая в плане П-образную конструкцию, с ее обратной засыпкой, в том числе и блоками из шпал в качестве «причального сооружения», расположенного в прибрежной зоне водоемов при наличии железнодорожной инфраструктуры является новым для гидротехнических сооружений и, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Вышеприведенная совокупность признаков самостоятельного и зависимых пунктов формулы не известна для применения в качестве «причального сооружения» и не следует из общеизвестных правил конструирования причальных гидротехнических сооружений, что доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень».
Конструктивная реализация заявляемого технического решения с указанной совокупностью признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию «промышленная применимость».
Литература:
1. Патент на изобретение RU 2698888 С1 от 30.08.2019, МПК E02D 17/00, E01D 15/14 - «Способ строительства ледяного причала или острова».
2. Патент на изобретение RU 2690426 С1 от 03.06.2019, МПК Е02В 3/06 «Причальная набережная вертикального типа».
3. Патент на изобретение RU 2433221 С1 от 10.11.2011, МПК Е02В 3/06 - «Каменно-набросное гидротехническое сооружение и способ его возведения».
4. Патент на изобретение RU 2435900 С1 от 10.12.2011, МПК Е02В 3/06 «Набросное гидротехническое сооружение с эксплуатационной площадкой, в том числе с причалом для маломерных судов».
5. Патент на изобретение RU 2695457 С1 от 23.07.2019, МПК Е02В 3/06, Е04Н 9/02 - «Причальное сооружение мостового типа на опорах из пустотелых железобетонных массивов для районов с повышенной сейсмичностью».
6. Патент на изобретение RU 2656399 С1 от 05.06.2018, МПК Е02В 3/06, E02D 29/02 - «Способ строительства портового гидротехнического сооружения» - прототип.
7. Патент на изобретение RU 2732938 С1 от 24.09.2020, МПК E02D 29/02 - «Временное причальное сооружение».
Авторы: Пищалов Юрий Вячеславович, Савчук Александр Дмитриевич, Демьянов Алексей Анатольевич, Бирюков Юрий Александрович, Бирюков Дмитрий Владимирович, Гановичев Даниил Алексеевич, Нестеров Денис Антонович, Бутин Илья Павлович.