Временное причальное сооружение
TEMPORARY MOORING STRUCTURE

Заявленное техническое решение относится к гидротехническому строительству, в частности к временным 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, а также необходимость наличия специального оборудования для забывания в грунт шпунтовых панелей таврового сечения.
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 2435900 С1 от 10.12.2011, МПК Е02В 3/06 - [4], включающее причальное и волногасящее сооружения с металлическим каркасом. Сверху, внутри и по обеим 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 2695457 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 2656399 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. Кроме того, устройство прототипы практически неразборное и не может использоваться в дальнейшем для своего предназначения в новом месте.
Недостатки прототипа и аналогов ставят задачу создания, временного причального сооружения - «временного причального сооружения» в прибрежной зоне рек и морей при наличии железнодорожной инфраструктуры и не требующего значительных трудовых затрат при его монтаже и демонтаже. 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 двух взаимно заанкеренных стен, соединенных между собой связями с обратной засыпки между стенами.
Предполагается заявленное «временное причальное сооружение» использовать в качестве портового гидротехнического сооружения для швартовки судов при перегрузочных работах в речной зоне и прибрежной морской зоне. Особенно это актуально при наличии поблизости планируемого «временного причального сооружения» железнодорожной инфраструктуры.
При этом для его реализации предполагается применить:
- в качестве жестких рам и установленных между ними стеновых панелей - списанные, бывшие в употреблении, железнодорожные полувагоны с демонтированной рамой и тележками, заполненные блоками, собранными из списанных, бывших в употреблении, железобетонных шпал и засыпанным в пазухи грунтом;
- в качестве заполнения пазух между двумя стенами крупнозернистого материала - заполнение блоками, собранными из списанных, бывших в употреблении, железобетонных шпал и засыпанным в пазухи грунтом.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что временное причальное сооружение (установленное на берегу водоема при наличии вблизи железнодорожной инфраструктуры), состоит из двух взаимно заанкеренных стен, соединенных между собой связями с обратной засыпки между стенами. При этом в качестве взаимно заанкеренных стен применены железнодорожные полувагоны (пришедшие в негодность или списанные), которые соединенные между собой связями (болтовыми соединениями и/или сваркой) и образующие в плане П-образную конструкцию. После установки, затопления и скрепления П-образной конструкции из железнодорожных полувагонов (на подготовленные места) их пространство и пространство внутри П-образной конструкции заполнено уплотненной обратной засыпкой с армирующими элементами, образующей ровную прочную поверхность сооружения. В качестве армирующих элементов обратной засыпки могут быть использованы блоки из железобетонных шпал. Каждый такой 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. Также в качестве армирующих элементов обратной засыпки может быть использован строительный мусор в вперемешку с имеющимся грунтом.
Техническим результатом изобретения является сокращение трудозатрат, а также времени возведения и разборки причального сооружения с использованием материалов железнодорожной инфраструктуры.
Использование стандартных размеров блоков из взаимно заанкеренных железнодорожных полувагонов позволяет комбинировать размеры самого временного причального сооружения, используемого для различных грузов, так и для его монтажа в разных рельефных береговых условиях. При этом сильно сокращаются как время возведения, так и трудозатраты на возведение.
Заявленного техническое решение иллюстрируется чертежами:
На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 изображены некоторые из вариантов реализации заявленного «временного причального сооружения», причем на фиг. 1 а), фиг. 2 а), фиг. 3 а) приведены виды в плане, а на фиг. 1 б), фиг. 2 б), фиг. 3 б) приведены их соответствующие разрезы А-А, Б-Б и В-В.
На фиг. 4 а) представлен вид сверху железнодорожного полувагона заполненного уплотненной обратной засыпкой с армирующими элементами и образующей ровную прочную поверхность «временного причального сооружения», а на фиг. 4 б) - разрез железнодорожного полувагона по Г-Г.
На фиг. 5 а) - изображен блок из железобетонных шпал, а на фиг. 5 б) - разрез блока из железобетонных шпал по Д-Д.
Дополнительно на фигурах 1…5 обозначены: 1 - судно; 2 -железнодорожный полувагон; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 - разные железнодорожные полувагоны на конкретной фигуре (1…3); 3 - уплотненная обратная засыпка; 4 - блок из железобетонных шпал, образованые шпалами, расположенными крест-накрест в два ряда и соединенными между собой скрутками из отожженной проволоки; 5 - отдельные железобетонные шпалы; 6 - скрутки из отожженной проволоки для совместного скрепления отдельных железобетонных шпал (4); 7 - петли для монтажа и демонтажа боков (4) из отожженной проволоки.
Варианты временного причального сооружения по (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) для судов (1) выполняются из железнодорожных полувагонов (2), заполненных уплотненной обратной засыпкой (3), образующей ровную прочную верхнюю поверхность сооружения, с армирующими элементами из блоков (4).
Для устройства взаимно заанкеренных стен (вертикальной причальной стенки) временного причального сооружения применены железнодорожные полувагоны (2), соединенные между собой связями, в виде болтовых соединений и сварки, и образующие в плане П-образную конструкцию. При этом после установки, затопления и скрепления П-образной конструкции из железнодорожных полувагонов их пространство внутри П-образной конструкции заполняется уплотненной обратной засыпкой (3) с армирующими элементами из блоков (4) и железобетонных шпал (5), образующей ровную прочную верхнюю поверхность сооружения, по которому может двигаться автотранспорт для проведения погрузо-разгрузочных работ для судна (1). Уплотненная обратная засыпка также может быть выполнена из строительного мусора и грунта.
Блок (4) (фиг. 5) собран из списанных, бывших в употреблении, железобетонных шпал (5), уложенных в два ряда - крест на крест и объединенных в блок (4) скрутками (6) из отожженной проволоки и с выполненными из той же отожженной проволоки монтажными петлями (7), необходимыми для удобства их монтажа и демонтажа (при разборке).
Порядок возведения временного причального сооружения.
На первом этапе выбирается место посадки временного причального сооружения и определяются его габариты в зависимости от рельефа прибрежной зоны и глубин, составляется проект, заготавливаются материалы - блоки (4) и подготавливаются полувагоны (2).
Далее на втором этапе разрабатывается котлован под первый от берега полувагон (2), расположенный перпендикулярно обрезу воды (11) и осуществляется его монтаж - затопление путем поступления воды внутрь через просверленные, или имеющиеся, в нижней части отверстия. После установки полувагона (5) в проектное положение внутрь вагона послойно укладывают блоки и, в некратных местах, шпалы (2). После укладки всех блоков и шпал засыпают грунт, который вытесняя воду, заполнит все пазухи (7). В том же порядке устанавливается второй от берега полувагон (5), расположенный перпендикулярно обрезу воды.
На третьем этапе разрабатывается котлован под первый, от берега, ряд блоков (4) и осуществляется их монтаж. Далее поочередно в этой же последовательности монтируются все последующие ряды блоков.
На заключительном этапе разрабатывается котлован под полувагоны (2), расположенные параллельно обрезу воды и осуществляется их монтаж -затопление путем поступления воды внутрь через просверленные, или имеющиеся, в нижней части отверстия. После установки полувагонов (2) в проектное положение внутрь полувагонов послойно укладывают блоки, а в некратных местах, отдельные шпалы (5). После укладки всех блоков и шпал засыпают грунт, который вытесняя воду, заполнит все пазухи и промежутки блоков (4) и отдельный шпал (5). После окончательной сборки временного причального сооружения вагоны свариваются между собой и выполняется окончательное заполнение пазух грунтом и финишная отсыпка тонкого слоя грунта по которому будет двигаться автотранспорт.
В процессе эксплуатации временного причального сооружения требуется постоянная подсыпка грунта в образующиеся щели.
После окончания эксплуатации Причальное гидротехническое сооружение разбирается в обратной последовательности.
Таким образом, использование предложенной схемы позволяет возвести в сжатые сроки временное причальное сооружение, не требующее значительных трудовых затрат с использованием подручных средств, списанных, бывших в употреблении, железнодорожных полувагонов и железобетонных шпал.
При данном монтаже - демонтаже заявленного устройства временного причального сооружения не требуется для его возведения и разборки специально изготовляемых строительных материалов и конструкций, что особенно важно в условиях возникновения 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 соединенных железнодорожных полувагонов, образующих в плане П-образную конструкцию, с ее обратной засыпкой, в том числе и блоками из шпал в качестве «временного 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 «временного 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.