БЕТОННЫЙ БЛОК И ГИБКИЙ МАТ ИЗ БЕТОННЫХ БЛОКОВ

Техническое решение относится к области строительства, а именно к средствам для защиты различных поверхностей и оснований натурального или искусственного происхождения, в том числе подводных и может быть использовано при возведении, подводных переходов трубопроводов, при строительстве дорог, защиты опор мостов, укреплении берегов, защиты дна акваторий портов, сооружения временных противопаводковых сооружений, защиты гребней плотин и дамб от размыва при переливе, сооружении каналов, канав и стоков, защиты дна отстойников, а также в других отраслях хозяйства.
Из уровня техники известно гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием и связанные между собой порядно и в рядах в единое полотно бетонных блоков. В покрытие введены присоединенные к его сторонам бетонные блоки, выполненные в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, причем бетонные блоки обоих видов связаны между собой порядно и в рядах искусственными канатами, которые замоноличены в бетонных блоках (RU 2365702 С1, Е02В 3/12, 27.08.2009).
Также из уровня техники известно универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, которое содержит бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами, связанными между собой по рядно и в рядах по другим основаниям пирамид. Основания двухсторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены прямоугольными, а расстояние между соседними бетонными блоками определено математической зависимостью. Площадь отверстия выемки больше половины площади соответствующего торца бетонного блока. На торцах бетонных блоков установлены амортизационные прокладки. В качестве тросов использованы замоноличенные в бетонных блоках капроновые канаты (RU 2129635 C1, E02B 3/12, 27.04.1999).
Кроме того из уровня техники известны бетонный блок и универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее соединенные между собой замоноличенным канатом бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием и с меньшими вершинами, причем бетонные блоки выполнены асимметричными относительно плоскости общего прямоугольного основания пирамид (RU 2364678 C2, Е02В 3/12, 27.08.2008).
Недостатками указанных бетонных блоков является возможность их смещения под действием собственного веса или подводных потоков, особенно на каменистых основаниях или уклонах, а также вымывание грунтов основания потоком воды, проходящим через щели между соседними блоками.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение является создание эффективного средства для укрепления подводных поверхностей, в том числе со сложным рельефом, снижении размыва защищаемой поверхности, обеспечение взаимодействия блока с рельефом укрепляемого основания, исключение произвольных смещений полотна из блоков под действием возникающих нагрузок.
Поставленная задача в части первого объекта решается за счет того, что бетонный блок выполнен в виде объемного тела состоящего из верхней части и нижней части, причем верхняя часть выполнена сужающейся к верху блока, нижняя часть выполнена сужающейся к низу блока, при этом в боковой поверхности блока выполнено, по меньшей мере, одно углубление, расположенное как в верхней, так и в нижней части блока.
Углубление может представлять собой выемку, или впадину, или паз, или проем, или нишу, или открытый с внешней стороны канал.
Углубление может быть выполнено вертикально ориентированным.
Также углубление может быть выполнено симметричным.
Объемное тело может представлять собой бипирамиду.
Верхняя и нижняя части, включая выполненное в них углубление, могут быть расположены симметрично относительно, по крайней мере, одной, а предпочтительно относительно двух взаимоперпендикулярных плоскостей симметрии.
Объемное тело может представлять собой усеченную симметричную тетрагональную бипирамиду, состоящую из двух сложенных своими большими основаниями пирамид, с плоскостью симметрии, проходящей через упомянутые основания.
Углубление может быть образовано вычитанием из бипирамиды области, образованной пересечением бипирамиды и параллепипеда, либо углубление образовано вычитанием из бипирамиды области, образованной пересечением бипирамиды и цилиндра, либо углубление образовано вычитанием из бипирамиды объема, соответствующего призме.
Углубление может быть выполнено сквозным или открытым с внешней стороны.
Углубление может быть размещено с пересечением ребра бипирамиды и размещено симметрично относительно этого ребра.
Внутри его объемного тела может быть замоноличена часть полимерного каната.
Из углубления для образования монтажной петли может быть выведен выпуск полимерного каната.
Поставленная задача в части гибкого мата, решается за счет того, что он выполнен из бетонных блоков расположенных рядами и соединенных между собой замоноличенным в блоках полимерным канатом, причем, блоки выполнены в виде усеченных бипирамид, каждая из которых образована верхней и нижней равновеликими усеченными пирамидами, монолитно соединенными в области их больших оснований с общими для каждой пирамиды совмещенными ребрами в условной плоскости этих оснований, при этом в, по меньшей мере, части блоков крайних рядов с внешних сторон мата выполнены углубления, а полимерный канат размещен и замоноличен в блоках таким образом, что, по меньшей мере, часть блоков крайних рядов имеет выпуски полимерного каната, которые выведены из углублений в блоках с образованием гибких монтажных петель, причем каждое углубление представляет собой открытую с внешней стороны выемку, расположенную как в верхней, так и в нижней пирамиде симметрично относительно упомянутой условной плоскости.
Углубление может выполнено пересекающим одно из совмещенных ребер бипирамиды и размещено симметрично относительно этого ребра.
Углубление в плане может быть выполнено прямоугольной формы.
В, по меньшей мере, двух угловых блоках крайнего ряда, может быть выполнено два углубления.
Выпуск полимерного каната, выведенный из двух углублений одного углового блока, может образовывать одну монтажную петлю.
В, по меньшей мере, двух блоках крайних рядов может быть выполнено по одному углублению.
Блоки крайних рядов, в которых выполнены углубления, могут быть попарно соединены выпусками полимерного каната.
Углубление может быть выполнено пересекающим несколько ребер бипирамиды, в том числе совмещенное ребро бипирамиды.
Глубина углублений может быть выбрана не меньшей толщины канатов.
Углубление может представлять собой выемку или впадину или паз или проем или впадину или нишу или открытый с внешней стороны канал.
Углубление может быть образовано вычитанием из бипирамиды области, образованной пересечением бипирамиды и параллелепипеда, либо углубление образовано вычитанием из бипирамиды области, образованной пересечением бипирамиды и цилиндра, либо углубление образовано вычитанием из бипирамиды объема, соответствующего призме.
Блоки могут быть выполнены в виде тетрагональных усеченных бипирамид.
Технический результат, достигаемый посредством в обоих объектов технического решения заключается в повышении гибкости гибкого мата из предложенных блоков покрытия за счет выполнения блоков сужающимися к верху и к низу, в том числе в виде усеченных бипирамид описанной формы, а также в обеспечении более плотного прилегания блоков соседних матов друг к другу и минимизации зазоров между ними, что исключает вымывание грунта защищаемой геоповерхности из пространства между ними за счет выполнения углублений для размещения в них выпусков гибких канатов, скрепляющих блоки в гибкий мат, причем наличие углублений также предотвращает нежелательные зажатия канатов между соседними гибкими матами, что влечет за собой перекосы крайних блоков матов и увеличение зазоров между матами, а кроме того, отсутствие зажатых канатов облегчает, в случае необходимости, демонтаж блоков, при этом симметричное расположение углублений повышает универсальность изделия, позволяя укладывать гибкий мат как верхней, так и нижней стороной на защищаемую поверхность.
Техническое решение поясняется чертежами, иллюстрирующими частные случаи выполнения устройства и никак не ограничивающими другие возможные формы его выполнения, в пределах представленной формулы.
На фиг.1 показан угловой блок крайнего ряда гибкого мата
На фиг.2 показан блок крайнего ряда гибкого мата
На фиг.3 показан рядовой внутренний блок мата
На фиг.4 показаны плоскости симметрии блока
На фиг.5 показан гибкий бетонный мат - изометрический вид
На фиг.6 показан гибкий бетонный мат - вид в плане.
На фиг.7 два блока уложенных рядом и образующих покрытие из гибких бетонных матов.
Бетонный блок 1 (фиг.1-2), выполнен в виде объемного тела состоящего из верхней части 2 и нижней части 3, причем верхняя часть 2 выполнена сужающейся к верху блока, нижняя часть выполнена сужающейся к низу блока, при этом в боковой поверхности 4 блока выполнено, по меньшей мере, одно углубление 5, расположенное как в верхней, так и в нижней части блока.
Объемное тело 1 блока представляет собой бипирамиду, предпочтительно, усеченную симметричную тетрагональную бипирамиду (усеченный с двух сторон октаэдр), состоящую из двух сложенных своими большими основаниями пирамид (части 2 и 3), с плоскостью симметрии 6 (фиг.4), проходящей через упомянутые основания (условно не показаны).
Углубление 5 представляет собой выемку или впадину или открытый с внешней стороны канал по форме и объему соответствующий выемке в виде треугольной призмы, при этом углубление 5 выполнено вертикальным и симметричным.
Верхняя и нижняя части блока (пирамиды), включая выполненное в них углубление, расположены симметрично относительно двух взаимоперпендикулярных плоскостей симметрии, одной из которых является горизонтальная плоскость 6 симметрии, а другой перпендикулярная ей вертикальная плоскость 7.
Углубление пересекает ребро 8 бипирамиды и размещено симметрично относительно этого ребра.
Бетонный блок входит в состав гибкого мата, состоящего из множества бетонных блоков, соединенных замоноличенным в них полимерным канатом 9.
Гибкий мат 10 выполнен из бетонных блоков 1 расположенных рядами 11 и соединенных между собой замоноличенным в блоках полимерным канатом 9. Блоки 1 выполнены в виде объемных тел, представляющих собой усеченные бипирамиды.
Каждая из бипирамид образована верхней частью 2 и нижней частью 3, которые представляют собой верхнюю и нижнюю усеченную пирамиды соответственно.
Пирамиды выполнены усеченными, равновеликими и монолитно соединены в области их больших оснований с общими для каждой пирамиды совмещенными ребрами 8 в условной плоскости этих оснований, которая также является горизонтальной плоскостью 6 симметрии.
В части блоков крайних рядов с внешних сторон мата выполнены углубления 5, а полимерный канат размещен и замоноличен в блоках таким образом, что та часть крайних блоков 1, в которых выполнены углубления 5 имеет выпуски 12 полимерного каната, которые выведены из углублений 5 в блоках 1 с образованием гибких монтажных петель 13.
Каждое углубление 5 представляет собой открытую с внешней стороны выемку, расположенную как в верхней, так и в нижней пирамиде симметрично относительно упомянутой условной плоскости, совпадающей с горизонтальной плоскостью 6 симметрии.
Углубление в плане выполнено прямоугольной формы и пересекает одно из совмещенных ребер бипирамиды и размещено симметрично относительно этого ребра, которое также лежит в горизонтальной плоскости 6 симметрии.
В двух угловых блоках 14 крайнего ряда, расположенных в углах мата, выполнено два углубления 5, при этом выпуск полимерного каната, выведенный из двух упомянутых углублений 5 одного углового блока 14, образует одну монтажную петлю 15.
В блоках 16 крайних рядов выполнено по одному углублению, при этом блоки 16 крайних рядов, в которых выполнены углубления, попарно соединены выпусками полимерного каната, с образованием одной монтажной петли 17 на два смежных крайних блока.
Между блоками крайних рядов расположены рядовые внутренние блоки 18 в виде бипирамид без углублений (фиг.3)
Углубление выполнено пересекающим несколько ребер бипирамиды, в том числе совмещенное ребро бипирамиды (если пирамиды имеют в основании квадрат и полимерный канат проходит по диагонали)
Несколько гибких матов укладываются вплотную один к другому на защищаемую поверхность. Зазоры между блоками крайних рядов соседних матов должны быть минимальны для того чтобы исключить возможность размытия поверхности.
В случае использования матов с блоками без углублений зазоры между соседними матами будут не меньше, чем толщина каната, что нежелательно т.к. канат для обеспечения прочности и связности тяжелых бетонных блоков выполнен довольно толстым.
Наличие углублений позволяет минимизировать зазоры вне зависимости от толщины полимерного каната для чего глубина h выемок углублений выбрана не меньшей, чем толщина t канатов (фиг.6)
Кроме того наличие углублений позволяет исключить зажатие канатов между крайних блоков соседних матов и облегчить демонтаж матов в случае необходимости.
Выполнение блоков из двух сужающихся частей, предпочтительно, тетрагональных усеченных бипирамид позволяет достигнуть трансформируемости гибкого мата и обеспечение его способности аппроксимировать защищаемую поверхность.
Зазор между бетонными блоками составляет от 1 до 4 мм благодаря тому, что монтажные петли смежных блоков находятся в углублениях и не мешают стыковать блоки с минимальным зазором. Когда гибкий мат из блоков укладывают на поверхность, полотно мата изгибается, в местах неровностей рельефа донной поверхности аппроксимируя эту поверхность.
В совокупности перечисленные признаки заявленного технического решения позволяют получить надежное и простое в эксплуатации и изготовлении средство для защиты и обустройства различных типов надводных и подводных поверхностей использование которого обеспечивает существенное снижение или исключение размыва и вымывания защищаемой грунтовой поверхности за счет выполнения блоков описанной формы с углублениями в которых размещены монтажные петли, и благодаря этому петли не мешают расположению блоков вплотную друг к другу с минимальными зазорами между соседними блоками в составе гибкого мата, в повышении степени взаимодействия блока с рельефом укрепляемого основания, исключение произвольных смещений полотна гибкого мата из блоков под действием возникающих нагрузок.