НАБРОСНОЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ С ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПЛОЩАДКОЙ, В ТОМ ЧИСЛЕ С ПРИЧАЛОМ ДЛЯ МАЛОМЕРНЫХ СУДОВ
ROCK-FILL HYDRAULIC STRUCTURE WITH OPERATION PLATFORM, ALSO WITH MOORAGE FOR SMALL VESSELS

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к гидротехническому сооружению с эксплуатационной площадкой, в том числе для причаливания маломерных судов, и предназначено для защиты причального сооружения от волновых воздействий, прибрежных течений и одновременно для швартовки судов к причалу, других различных швартовных операций, а эксплуатационная площадка предназначена для рекреации, перемещения людей и грузов, а также для размещения на ней элементов ландшафтного дизайна.
Известно сквозное поперечное берегозащитное сооружение по патенту №2329353 по кл. Е02В 13/12, опубл. 20.07.2008 г., которое установлено под углом к защитной дамбе, размер угла, под которым расположено сооружение, зависит от ширины русла и других морфологических элементов потока, при этом сооружение состоит из сборных ферм, собранных из треугольных блоков с петлями, на которые надеты хомуты, прикрученные болтами к поперечной арматуре.
Недостатком известного аналога является конструктивная сложность сооружения, невысокий волногасящий эффект и ограниченная область его использования, т.к сооружение предназначено только для защиты берегов от размыва и не представляется возможным использовать его в качестве причала для судов.
Известно причальное сооружение по патенту №2068045, по кл. Е02В 3/06, опубл. 20.10. 1996 г., которое состоит из верхнего строения в виде плиты, вертикальных лицевых опорных элементов, волногасящей камеры и засыпки.
Недостатком этого аналога является недостаточно эффективное отражение волн от причала.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению и принятым за прототип, является причальное проницаемое волногасящее сооружение по патенту №2299948, кл. Е02В 3/06, опубл. 27.05.2007 г., которое состоит из вертикальных железобетонных свай, металлического каркаса с наброской из блоков и камней внутри и сверху него, при этом каркас выполнен с боковыми стенками, в виде решеток и открытыми верхним торцом и нижним торцом, таким образом, что его верхний торец расположен ниже спокойного уровня воды, на поперечные ряды вертикальных железобетонных свай горизонтально и сверху установлена железобетонная плита в виде причальной площадки.
Недостатками ближайшего аналога (прототипа) является невысокая степень его волногашения, а также то, что причальная площадка не защищена от волнового воздействия. Кроме того, применение железобетонных свай делает известное причальное сооружение громоздким и дорогостоящим.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и защиты эксплуатационной площадки с причальным сооружением от волнового воздействия и прибрежных течений, а также повышение экономичности и эксплуатационных свойств единого сплошного комплекса сооружения.
Задача решается новой совокупностью существенных признаков, обеспечивающих получение нового полезного технического результата за счет того, что в набросном гидротехническом сооружении, включающем причальное и волногасящее сооружение с каркасом из вертикальных металлических стоек и металлических горизонтальных связей с открытым верхним и нижним торцами, засыпанным внутри и сверху наброской из крупного камня или блоков (признаки сходные с прототипом) причальное и волногасящее сооружения выполнены примыкающими друг к другу в продольном направлении с образованием сплошного сооружения с эксплуатационной площадкой и причалом пролетно-каркасного типа, расположенным с теневой стороны волногасящего сооружения, у которого по обеим сторонам металлического каркаса засыпана наброска из крупного камня или блоков, образующая со стороны причального сооружения теневой откос, а с противоположной стороны от него морской откос, который выполнен высотой, превышающей высоту причального сооружения, причем металлические каркасы установлены вдоль теневого откоса со смещением к нему так, что верхние концы их опорных вертикальных металлических стоек крайнего ряда возвышены над теневым откосом, а верхние концы вертикальных металлических стоек противоположного ряда металлического каркаса расположены в теле наброски из крупного камня или блоков для возможности придания металлическому каркасу надежной устойчивости при набеге волн, а причальное сооружение выполнено из ряда сборных элементов Г-образной формы, установленных вдоль теневого откоса параллельно по отношению друг к другу, причем каждый сборный элемент Г-образной формы выполнен в виде лицевого опорного вертикального металлического элемента, нижним концом установленного на фундаментную железобетонную плиту, расположенную на грунтовом основании и горизонтально-поперечного железобетонного ригеля П-образной формы, который одним своим концом жестко соединен с верхним концом лицевого опорного вертикального металлического элемента, а другим своим концом со стороны волногасящего сооружения жестко соединен с верхним концом опорной вертикальной металлической стойки крайнего ряда металлического каркаса, при этом оба конца горизонтально-поперечного железобетонного ригеля П-образной формы расположены ниже уровня воды, а всей своей верхней горизонтальной поверхностью он расположен выше уровня воды, а сборные элементы Г-образной формы причального сооружения установлены по отношению друг к другу с определенным шагом и жестко соединены друг с другом с помощью продольных железобетонных соединительных элементов, которые установлены между двумя соседними сборными элементами Г-образной формы вдоль причального сооружения по оси ряда лицевых опорных вертикальных металлических элементов, над ними, и которые жестко соединены с горизонтально-поперечными железобетонными ригелями П-образной формы, а также с помощью сборных железобетонных ребристых элементов, установленных сверху по всей верхней поверхности горизонтально-поперечных железобетонных ригелей П-образной формы с образованием жесткого пространственного каркаса причального сооружения. Продольный железобетонный соединительный элемент может быть выполнен в виде рамного ригеля или балки. Высота каждого продольного железобетонного соединительного элемента задана не превышающей высоты горизонтально-поперечного железобетонного ригеля П- образной формы. Сборные элементы Г-образной формы расположены с шагом, определяемым расчетным путем. Металлические каркасы могут быть установлены один или несколько, в зависимости от протяженности сооружения. В случае установки нескольких металлических каркасов расстояние между ними задают не превышающим шага сборных элементов Г-образной формы причального сооружения.
Устройство поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - показано устройство в разрезе по А-А, вид сбоку общего вида сооружения;
на фиг.2 - то же, вид спереди;
на фиг.3 - показано соединение обоих концов горизонтально-поперечного железобетонного ригеля: с одной стороны - с верхним концом лицевого опорного вертикального металлического элемента сборного элемента Г-образной формы и с другой стороны - с верхним концом вертикальной железобетонной стойки металлического каркаса;
на фиг.4 - показано соединение двух соседних сборных элементов Г-образной формы с помощью соединительного продольного элемента в виде рамного ригеля, вид в аксонометрии.
Устройство состоит из причального сооружения 1 и волногасящего сооружения 2, которые выполнены примыкающими друг к другу в продольном направлении с образованием единого сплошного набросного сооружения с эксплуатационной площадкой, в том числе с причалом пролетно-каркасного типа, расположенным с теневой стороны волногасящего сооружения и предназначенным для причаливания к нему маломерных судов.
Волногасящее сооружение 2 выполнено из металлического каркаса 3, состоящего из опорных вертикальных металлических стоек 4 крайнего ряда металлического каркаса, вертикальных металлических стоек 5 противоположного ряда металлического каркаса, горизонтальных металлических связей 6, выполненных в виде металлических труб, верхнего открытого торца 7 и нижнего торца 8. Кроме того, металлический каркас 3 волногасящего сооружения внутри, сверху, а также по обеим сторонам засыпан наброской 9 из крупного камня или блоков с образованием со стороны причального сооружения 1 теневого откоса 10, а с противоположной стороны от него морского откоса 11, причем морской откос 11 выполнен высотой, превышающей высоту причального сооружения 1 для возможности исключения воздействия на причальное сооружение основного потока морских волн.
В зависимости от протяженности сооружения металлические каркасы 3 могут быть установлены один или несколько, при этом в случае установки нескольких металлических каркасов 3, расстояние между ними задают не превышающим шага сборных элементов Г-образной формы причального сооружения 1. Металлические каркасы 3 волногасящего сооружения установлены вдоль теневого откоса 10 со смещением к нему так, что верхние концы 12 их опорных вертикальных металлических стоек 4 крайнего ряда возвышены над теневым откосом 10, а верхние концы 13 вертикальных металлических стоек 5 противоположного ряда каждого металлического каркаса 3 расположены ниже уровня воды, в теле наброски 9 из крупного камня или блоков для возможности придания каждому металлическому каркасу 3 надежной устойчивости при набеге морских волн.
Причальное сооружение 1 выполнено из ряда сборных элементов Г-образной формы, установленных вдоль теневого откоса 10 параллельно по отношению друг к другу. Каждый сборный элемент Г-образной формы выполнен в виде лицевого опорного вертикального металлического элемента 14, нижним концом установленного в фундаментный железобетонный стакан 15, расположенный на грунтовом основании 16, и горизонтально-поперечного железобетонного ригеля 17, который выполнен П-образной формы для возможности быстрого монтажа причального сооружения 1 и который одним своим концом 18 жестко соединен с верхним концом 19 лицевого опорного вертикального металлического элемента 14, а другим своим концом 20 со стороны волногасящего сооружения 2 жестко соединен с верхним концом 12 опорной вертикальной металлической стойки 4 крайнего ряда металлического каркаса 3, при этом оба конца 18 и 20 горизонтально-поперечного железобетонного ригеля 17 П-образной формы расположены ниже уровня воды, а всей своей верхней горизонтальной поверхностью железобетонный ригель 17 расположен выше уровня воды. Сборные элементы Г-образной формы причального сооружения 1 установлены по отношению друг к другу с шагом, определяемым расчетным путем и жестко соединены (связаны) друг с другом с помощью продольных железобетонных соединительных элементов 21, которые могут быть выполнены в виде, например, рамных ригелей или балок, установленных между двумя соседними сборными элементами Г-образной формы вдоль причального сооружения 1 по оси ряда лицевых опорных вертикальных металлических элементов 14, над ними, и которые жестко соединены с горизонтально-поперечными железобетонными ригелями 17 П-образной формы сборных элементов Г-образной формы, а также с помощью железобетонных ребристых элементов 22, например ребристых плит, установленных сверху по всей верхней горизонтальной поверхности железобетонных ригелей П-образной формы с образованием жесткого пространственного каркаса 23 причального сооружения 1. Высота каждого продольного железобетонного соединительного элемента 21 в конкретном примере рамного ригеля задана не превышающей высоты горизонтально-поперечного железобетонного ригеля П-образной формы сборного элемента Г-образной формы. Соединение горизонтально-поперечного железобетонного ригеля 17 П-образной формы с лицевым опорным вертикальным элементом 14 сборного элемента Г-образной формы и опорной вертикальной металлической стойкой 4 металлического каркаса 3 волногасящего сооружения 2 выполнено сборно-монолитным.
Между лицевыми опорными вертикальными металлическими элементами 14 установлены отбойные резиновые устройства (охранные) 24.
Работает устройство следующим образом.
При подходе волн к набросному гидротехническому сооружению они гасятся первоначально на морском откосе 11 волногасящего сооружения 2, при этом теневой (тыловой) откос 10 вместе с примыкающим к нему причальным сооружением 1 надежно защищен от основного потока морских волн. Металлический каркас 3, находящийся в теле наброски 9 из крупного камня или блоков и смещенный к теневому (тыловому) откосу 10 волногасящего сооружения 2, жестко примыкает к причальному сооружению 1, при этом верхние концы 12 опорных вертикальных металлических стоек 4 металлического каркаса 3, расположенные выше линии теневого (тылового) откоса 10, жестко соединяются с одним из концов (20) горизонтально-поперечного железобетонного ригеля 17, в результате образуется единое сплошное гидротехническое сооружение, воспринимающее нагрузки от судов через горизонтально-поперечные железобетонные ригели 17 и способное передавать эти нагрузки на наброску 9 из крупного камня или блоков волногасящего сооружения 2 через металлический каркас 3.
Железобетонный фундаментный стакан 15 обеспечивает устойчивое положение в ней ряда лицевых опорных вертикальных металлических элементов 14 при подходе волн.
Волногасящее сооружение 1 вследствие выполнения его с морским откосом 11 позволяет максимально гасить накатывающиеся волны, за счет чего исключаются переливы и переплески волн, поэтому суда, пришвартованные к сооружению, а также размещенные на эксплуатационной площадке элементы ландшафтного дизайна и другие, надежно защищены от волнового воздействия.
Предлагаемое к патентованию набросное гидротехническое сооружение с эксплуатационной площадкой, в том числе с причалом для маломерных судов, по сравнению с аналогами, описанными выше, а также по сравнению с известными в гидротехническом строительстве отдельными волногасящими сооружениями и причальными сооружениями, имеет ряд преимуществ.
1. Обеспечивается защищенность маломерных судов и различных грузов, пришвартованных к причалу, а также различных элементов ландштафного дизайна на эксплуатационной площадке от воздействия волн, разрушений и опрокидываний, тем самым обеспечивается их сохранность.
2. Повышаются эксплуатационные свойства всего сооружения вместе с эксплуатационной площадкой и с причалом за счет расположения горизонтального железобетонного ригеля П-образной формы над уровнем воды, так как обеспечивается не только эффективное гашение волн, но имеется возможность использования сооружения при высоких уровнях воды и на больших глубинах.
3. Сооружение экономично, так как значительно сокращаются трудоэнергозатраты на его строительство и эксплуатацию за счет исключения применения дорогостоящих устройств, например железобетонных свай (как в аналоге).
4. Благодаря жесткому соединению причального и волногасящего сооружений обеспечивается надежность, устойчивость и капитальность гидротехнического сооружения, за счет чего расширяется область его применения, увеличивается срок службы причала, что позволяет использовать его для морских перевозок, экспорта и импорта грузов, а также осуществлять различные швартовые операции.
В настоящее время предлагаемое к патентованию «набросное гидротехническое сооружение с эксплуатационной площадкой, в том числе с причалом для маломерных судов», планируется к возведению на Черноморском побережье г.Сочи Краснодарского края.
Таким образом, предлагаемое к патентованию набросное гидротехническое сооружение с эксплуатационной площадкой, в том числе с причалом для маломерных судов, отвечает критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости и, по мнению заявителя, является патентоспособным.