ТРАНСПОРТНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Настоящая полезная модель относится к области мостостроения, и предназначена для сооружения мостов и участков дорог на воде вдоль берега в сжатые сроки и с наименьшими материальными и трудовыми затратами.
В настоящее время осознание необходимости защиты окружающей среды и законодательство по защите береговой линии ограничивают возможности выделения земельных территорий пролегания дорог вдоль берега, а часто и изрезанность береговой линии делает экономически невыгодным строительство дороги вдоль берега, особенно в условиях севера.
Известно техническое решение по использованию бонов, перемещаемых относительно одного или нескольких неподвижных или плавучих пирсов, например, с помощью зубчатых рельсов или иных пригодных для этой цели средств, часть которых являются подводными (см. патент GB №2236716, МПК 7 B63B 35/44, 1991 г.).
Эти устройства ни разу не были введены в эксплуатацию из-за невозможности постоянно поддерживать боны значительной длины в перпендикулярном положении относительно основных пирсов с помощью устройств, предложенных в указанном документе. Подвижные боны рассмотренного типа ни при каких обстоятельствах не обладают достаточной устойчивостью, что делает невозможным использование их как основания для дороги.
Известен комплекс механизированных плавучих подвижных систем для перемещения бонов для швартовки, причем каждая система содержит: средства крепления бонов или боновых секций, причем указанные боны или боновые секции расположены перпендикулярно к направлению поступательного перемещения; размещенные на обоих ее концах средства, обеспечивающие ее соединение с такой же системой, находящейся напротив нее, или с соединительным средством, находящимся на конце пирса или неподвижного бона; средства обеспечения направленного поступательного перемещения параллельно пирсу или основному понтону относительно некоторого неподвижного пункта, каковым является свая или причальный пал, либо группа свай или причальных палов, вбитых в дно бассейна, причем указанные неподвижные пункты указанного комплекса установлены в виде правильной сетки с осями, перпендикулярными и параллельными указанному пирсу или основному понтону, системы, управляемые неподвижным понтоном (см. патент РФ №2361037, МПК E02B 3/20 (2006.01),.2009 г.).
Недостатком известного комплекса является невозможность использования его как трассу для автомобилей.
Известен способ возведения переправы через водную преграду, включающий размещение в створе переправы плавучих опор и укладку настила проезжей части. Предварительно плавучие опоры притапливают ниже уровня воды и устанавливают на них составные по длине геометрические трубчатые балки, размещенные по ширине переправы и образующие замкнутую циркуляционную систему, затем производят нагнетание жидкого воздуха в трубчатые балки до превращения окружающей их водной среды в искусственный лед, а при укладке настила проезжей части вмораживают его в искусственный лед. (см. А.с. №719184, МПК 6 E01D 21/00, E01D 15/14, 1990 г.)
Недостатком данной переправы является сложность и дороговизна реализации способа.
Известен понтонный мост, содержащий открытые снизу понтоны, на которых смонтированы мостовые опоры, несущие пролетные строения с проезжей частью, и растяжки, соединяющие периферийные части понтона с неподвижными анкерами на грунте. Каждый понтон выполнен в виде пакета вертикально ориентированных и обращенных днищем вверх смежных емкостей, соединенных с системой подачи в них воздуха и регулирования его давления в каждой из них. Растяжки расположены с противоположных сторон понтона с образованием с каждой из них треугольных фигур, ориентированных в пересекающихся плоскостях, и имеют демпферы и/или механизмы регулирования их натяжением в процессе сооружения моста и/или его эксплуатации. Вертикально ориентированные емкости образуют в сечении горизонтальной плоскостью ряды равномерно расположенных, по крайней мере, на части площади сечения ячеек. Понтонный мост может быть расположен вдоль береговой линии, предпочтительно, на равном удалении от нее (см. патент на изобретение РФ №2351706, МПК E01D 15/14 (2006.01), 2009 г).
Недостатком известного моста является сложность создания дорожного полотна, а также невозможность использовать преимущества водного основания для получения электрической энергии.
Заявитель считает, что известный уровень техники не содержит близких решений, которые можно бы принять в качестве прототипа.
Задачей полезной модели является создание надежной конструкции моста (или участка дороги вдоль побережья реки, например), способного воспринимать различные динамические нагрузки на него, в том числе воздействие волн и ветровые нагрузки, а также энергетически независимого от стационарных источников электроэнергии, необходимой как для обслуживания моста, так и для окружающей инфраструктуры круглогодично.
Для достижения поставленной задачи разработан транспортно-энергетический комплекс, образованный из соединенных в платформы понтонов, выполненных в виде кессонов, установленных на воде вдоль береговой полосы и прикрепленных тросами к неподвижным анкерам на грунте, верхняя часть понтонов образует основание для транспортной дороги, а в нижней части каждый понтон снабжен прикрепленными посредством кронштейнов шнековыми генераторами водной энергии, соединенными между собой крыльями и установленными с углом атаки относительно течения воды.
Каждый кессон выполнен в виде герметичной емкости открытой снизу.
Платформа в плане выполнена в виде треугольника или прямоугольника или части кольца.
Корпус каждого шнекового генератора выполнен пустотелым.
Транспортно-энергетический комплекс снабжен синхронной системой регулирования натяжения тросов.
Технический результат от использования всех признаков полезной модели заключается в создании надежной конструкции моста (участка дороги вдоль побережья реки) способного воспринимать различные динамические нагрузки на него, в том числе воздействие волн и ветровые нагрузки, а также энергетически независимого от стационарных источников электроэнергии, необходимой как для обслуживания моста, так и для окружающей инфраструктуры круглогодично.
Выполнение транспортно-энергетического комплекса, состоящим из соединенных в платформы понтонов, выполненных в виде кессонов, установленных на воде вдоль береговой полосы и прикрепленных тросами к неподвижным анкерам на грунте, верхняя часть понтонов образует основание для транспортной дороги, а в нижней части каждый понтон снабжен прикрепленными посредством кронштейнов шнековыми генераторами энергии, соединенными между собой крыльями и установленными с углом атаки относительно течения реки позволяет создать надежную конструкцию моста (участка дороги вдоль побережья реки), автономную в отношении снабжения электроэнергии.
Наличие понтонов, снабженных в нижней части прикрепленными посредством кронштейнов шнековыми генераторами энергии, соединенными между собой крыльями и установленными с углом атаки относительно течения реки позволяет одновременно обеспечить надежность комплекса и его энегетическую автономность.
Выполнение кессонов различной формы позволяет придавать дороге нужное направление.
Шнековые генераторы позволяют не только вырабатывать электрическую энергию, но и создавать необходимое противодавление течению реки для уменьшения нагрузки на неподвижные анкера.
Угол атаки крыла позволяет создать подъемную силу.
Комплекс устраивается вдоль береговой линии, тем самым обеспечивая береговое укрепление, транспортную связь и энергоснабжение на всем протяжении трассы.
Фиг. 1 - общий вид комплекса;
Фиг. 2 - поперечный разрез кессонной платформы;
Фиг. 3 - продольный разрез кессонной платформы;
Фиг. 4 - общий вид комплекса (сверху).
Предлагаемый транспортно-энергетический комплекс 1 предназначен для освоения рек, особенно в Сибири.
Водной часть комплекса являются платформы, состоящие из плавучих понтонов 2, выполненные в виде кессонов. Глубоководные участки трассы снабжены шнековыми генераторами 3 водной энергии и размещаются на глубине не промерзания реки. Шнековые генераторы 3 энергии посредством кронштейнов 4 прикреплены к подводной части каждого из понтонов. Кронштейны 4 крепления шнековых генераторов 3 попарно соединены между собой поперечными элементами 5, которые установлены под углом атаки относительно течения реки что позволяет создать дополнительную подъемную силу.
Кессонная система понтонов 2 комплекса обладает необходимой противоледовой стойкостью. В зимний период комплекс превращается в идеальную дорогу. Модульная система производства платформ, состоящих из понтонов, имеющих в своей основе кессоны различной конфигурации в плане, позволяет монтировать комплекс всевозможных направлений. Становится возможным по ходу комплекса, образующего трассу, создавать объекты на воде, жилые комплексы и полномасштабные экологически чистые города. Производство платформ, состоящих из кессонных понтонов возможно осуществлять в специальных доках, в верховьях реки, где происходит сборка в определенные модули. Затем сплавляют вниз по течению груженные дополнительными деталями. Буксировочные суда могут участвовать в дополнительном монтаже трассы и объектов.
Корпус понтона 2, имеющего в своем основании элементы кессонов, представляет собой железобетонную конструкцию, отлитую в специальной опалубке. Воздухонепроницаемая прокладка закладывается в опалубку до заливки понтона, тем самым обеспечивая монолитное сцепление с корпусом. Бордюр 6 служит волновым отбойником. Со стороны тихой воды предусмотрен слив осадочной воды. Сборка платформ осуществляется с помощью стыковочно-крепежных узлов 7 (см. фиг. 3). Ребра 8, создают прочность конструкции, а воздушная подушка дает нужную плавучесть. Для устойчивости комплекса 1 платформы снабжены с двух сторон тросами 9, соединенными с неподвижными анкерами 10, размещаемыми на грунте (см. фиг. 1). Синхронное натяжение тросов регулируется с применением любого известного устройства.
Для выработки электроэнергии с помощью энергии течения реки, используются шнековые генераторы 3 энергии. Корпусом шнекового генератора 3 является герметичная труба со спирально расположенными лопастями 11, которые создают вращательный момент. Корпус шнекового генератора 3 придает дополнительную плавучесть платформам. Вращение шнекового генератора 3 передается на генератор 12, а также компрессор 13, подкачивающий воздух в кессоны. Генератор 12 обеспечивает автономное снабжение электроэнергией комплекса в любое время года. Для аккумулирования излишков выработанной энергии могут быть установлены обычно применяемые для таких целей установки.
Сборка понтонов платформы между собой осуществляется с помощью известных стыковочно-крепежных узлов 7. В асфальтовом покрытии платформ предусматриваются дренажные каналы. Каналы разбивают асфальтовое покрытие на модули, что позволяет, в случае нарушения покрытия осуществлять быструю замену асфальта, а также каналы служат тепловыми зазорами. Для захода малых судов и жилых надводных домов в тихую заводь, предусматривается поворотная система шлюзов, работающая с использованием энергии течения реки.
Монтаж транспортно-энергетического комплекса 1 производится любым известным образом в кратчайшие сроки, учитывая простоту его конструкции и отсутствие необходимости подготовки основания под ним. Целесообразно притапливать понтоны 2 платформы на глубину, сохраняя при этом их плавучесть, обеспечивающую расположение проезжей части комплекса над уровнем воды в водоеме или в море. Это достигается регулированием количества воздуха в каждом понтоне 2 платформе. Наличие в понтонах 2 раздельных в плане кессонов исключает возможность образования волны в полости понтона 2 платформы, а также повышает надежность за счет сохранения требуемой плавучести в случае повреждения хотя бы одной из стенок платформы, исключая ее затопление или опрокидывание.
Предлагаемый транспортно-энергетический комплекс может быть использован на полноводных реках.
Комплекс устраивается вдоль береговой линии, тем самым обеспечивая береговое укрепление, транспортную связь и энергоснабжение на всем протяжении трассы.
Изготовление и сборка комплекса может быть осуществлена с использованием известного технологического оборудования.