Модуль сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области берегозащитных сооружений, способствующих предотвращению размывания береговой линии, поднятия ее уровня и защите от разрушающего воздействия льдов во время ледохода. Более конкретно, описываемая полезная модель относится к гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции.
Уровень техники
Известны различные волнопоглощающие сборные гидротехнические сооружения, подлежащие установке в относительно мелководной береговой зоне, для предотвращения возможных разрушений береговой линии.
Известно набросное оградительное гидротехническое сооружение из фасонных бетонных массивов, которое содержит каменную постель, тело из произвольно уложенных фасонных бетонных массивов, массивную гибкую диафрагму и треугольную призму (SU 1469007 А1, опубл.30.03.89).
Известное набросное оградительное гидротехнические сооружение имеет низкие эксплуатационные характеристики, из-за его массивности подвергается сильной волновой нагрузке, происходит подмыв волной.
Известно проникающее гидротехническое сооружение, которое содержит наброску из фигурных блоков или камня, отсыпанную в удерживающий ее каркас с открытым верхним и нижним торцом. Удерживающий каркас полностью погружен в воду, его верхний торец расположен ниже спокойного уровня воды, сверху на каркасе размещена призма из той же наброски с незакрепленными откосами. Верхняя отметка призмы расположена над водой, каркас установки расположен на опорах, нижний его торец расположен над неровностями дна (RU 2200789 С2, опубл.20.03.2003)
Недостатком указанного гидротехнического сооружения является неустойчивость при штормовом воздействии волн, а также разрушение металлического каркаса при развитии коррозии на уровне воздействия волн.
Известно сборное гидротехническое сооружение, представляющее собой гибкий защитный мат, который содержит бетонные блоки, связанные между собой порядно. Ряды связаны между собой гибкими тросами. В верхней части блоки выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов на величину минимального диаметра кольца сгиба троса, а высота усеченных пирамид меньше и равна высоте прямоугольных параллелепипедов (RU 2325474 С1, опубл. 27.05.2008)
Однако известное сборное гидротехническое сооружение имеет низкие эксплуатационные характеристики из-за невысокой устойчивости сцепления с грунтом. Требуется наличие механических средств установки.
Известна плита сборного покрытия, контур которой описан прямоугольником, а на двух противоположных сторонах имеются выемки в виде равнобоких трапеций. Нижняя часть плиты выполнена в виде прямоугольника, контур которого уменьшен относительно центральной оси, параллельной граням с выемками, на величину глубины трапецеидальной выемки верхней части. Переход между соответствующими смещенными боковыми гранями верхней и нижней части выполнен при помощи наклонных плоскостей (RU 2208080 С2, опубл. 10.07.2003).
Известен элемент сборного покрытия, представляющий собой единый блок в виде многогранника, состоящего из нижней части на основе горизонтально ориентированного параллелепипеда, одна из боковых сторон которого имеет вогнутую поверхность, образованную гранями, расположенными под тупым углом друг к другу, и верхней части, содержащей верхнюю прямоугольную грань, скошенные торцевые стороны в виде граней на основе прямоугольной трапеции, и боковые стороны, одна из которых выполнена вогнутой и образованна треугольными гранями (RU 177772 U1, опубл. 12.03.2018)
Недостатком известных элементов сборного гидротехнического сооружения являются низкие эксплуатационные характеристики из-за невысокой устойчивости и сцепления с грунтом, а также необходимости использования настила из арматуры и щебня.
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является модуль сборного гидротехнического сооружения, представляющий собой блок, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, на верхней и нижней сторонах которого, относительно центральной оси, слева и справа выполнены выемки в виде прямоугольников, причем по центру каждой выемки выполнено отверстие, а по боковым противоположным сторонам блока расположены крепежные соединения. Крепежные соединения выполнены в виде анкеров. Блок выполнен из бетона или железобетона (RU 195367 U1, опубл.23.01.2020).
Однако, известная конструкция модуля сборного гидротехнического сооружения не обладает ледостойкими свойствами для защиты береговых линий от воздействия льда во время ледохода.
Раскрытие полезной модели
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение арсенала технических средств берегозащитных сооружений.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание модуля сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции для предотвращения береговой линии от размывания, поднятия ее уровня и защите от разрушающего воздействия льдов во время ледохода.
Указанный технический результат достигается в модуле сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции, представляющий собой блок с расположенными по боковым противоположным сторонам крепежными соединениями в виде анкеров для соединения блоков друг с другом, при этом блок имеет округлую верхнюю поверхность, на которой, относительно центральной оси, слева и справа, расположены отверстия, соединенные с внутренними сферическими полостями, при этом соединение блоков друг с другом происходит в шахматном порядке, а крепежные соединения в виде анкеров, расположенные по боковым противоположным сторонам блока, с одной стороны представляют собой анкерное кольцо, а с другой - анкерный крюк.
Блок выполнен из железобетона.
Монтаж конструкции осуществляется при положительных температурах внешней среды на открытый грунт (без ледяного и снежного покрова).
Эффект «самозакрепления» достигается за счет оседания ила и/или песка во внутренних полостях и в зазорах-лабиринтах между элементами конструкции, т.е. конструкция улавливает поступающие с водными потоками частицы ила и\или песка, распределяет их по своим полостям и лабиринтам между элементами конструкции. Данный процесс существенно увеличивает сцепление с грунтом и предотвращает его обратное вымывание. Как следствие, в результате воздействия сил природы, конструкция с каждым разом все прочнее закрепляется. В результате образуется практически монолитная конструкция большой массы, которая прочно соединяется с основанием/грунтом. После замывания конструкций уровень береговой линии повышается на высоту смонтированных блоков.
За счет конфигурации элементов конструкции и монтажа в шахматном порядке формируются дополнительные лабиринты для осаживания грунта.
В период ледохода конструкция «придавливается» к грунту благодаря своей сферической форме. Округлая форма блоков эффективнее противостоит надвигающимся льдам во время ледохода, а именно, способствует скольжению льда без разрушения блока. Сферическая внутренняя форма блока предотвращает блок от разрушения при замерзании находящегося внутри блока песка и/или ила. При воздействии льда на внутренние стенки блока, последний блок слегка приподнимается без разрушения стенок. Это достигается за счет утолщения верхней части стенок конструкции. Таким образом, внутренние сферические полости и усиленные стенки конструкции позволяют эффективно противостоять процессу разрушения конструкций в зимний период.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется фигурами, где:
на фиг.1 - изображен вид в изометрии блока сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции;
на фиг.2 - изображен вид в изометрии блока сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции с показанными внутренними сферическими полостями;
на фиг.3 - изображен вид сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции.
Осуществление полезной модели
Модуль сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции (фиг.1-2), представляющий собой блок с расположенными по боковым противоположным сторонам крепежными соединениями в виде анкеров для соединения блоков друг с другом, при этом блок имеет округлую верхнюю поверхность, на которой, относительно центральной оси, слева и справа, расположены отверстия, соединенные с внутренними сферическими полостями, при этом соединение блоков друг с другом происходит в шахматном порядке, а крепежные соединения в виде анкеров, расположенные по боковым противоположным сторонам блока, с одной стороны представляют собой анкерное кольцо, а с другой - анкерный крюк.
Блок выполнен из железобетона.
Конструкция состоит из корпуса с округлой верхней частью - 1, отверстий для поступления ила и песка во внутренние сферические полости - 2, сферических внутренних полостей - 3, крепежных соединений в виде анкеров - 4 и зазоров-лабиринтов между конструкциями - 5.
Модули собираются путем сцепления крепежными соединениями в виде анкеров (4) в единую монолитную целую конструкцию с зазорами-лабиринтами (5) (фиг.3). В зазоры-лабиринты осаждается ил и песок, что существенно увеличивает сцепление конструкций с грунтом и способствует повышению уровня береговой линии. Ил и песок поступают с водой через отверстия (2) во внутренние сферические полости (3) и осаждаются в них. Этот процесс приводит к закреплению конструкции на грунте. В результате конструкции превращаются в единое монолитное целое, распределяя между собой статические и динамические нагрузки. Конструкция предотвращает размывание береговой линии, сдерживает ледовую нагрузку во время ледохода. Верхняя часть конструкции имеет округлую форму (1), которая увеличивает сопротивляемость давлению льда. Внутренние полости имеют сферическую форму, что предотвращает разрушение конструкций в зимний период.
Таким образом, использование предлагаемого модуля сборной гидротехнической самозакрепляющейся ледостойкой конструкции позволяет расширить арсенал технических средств берегоукрепления, направленных на сохранение береговых линий от размывания волнами, течениями, паводками, льдами, создание благоприятных условий для укоренения растений путем защиты корневой системы, существенно улучшает надежность защиты береговой линии от разрушений и повышающегося уровня воды, эффективно способствует подъему уровня береговых линий, насыпей и дамб, а также эффективно защищает от разрушающего воздействия ледохода.