ITPD20010098A1

ITPD20010098A1 - MOBILE SHUTTER METHOD AND SYSTEM FOR PROTECTION AND DEFENSE FROM HIGH WATERS.

Info

Publication number: ITPD20010098A1
Authority: IT
Inventors: Tella Vincenzo Di
Original assignee: Tella Vincenzo Di
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-10-24

Description

METODO E SISTEMA DI PARATOIE MOBILI METHOD AND SYSTEM OF MOBILE SLIDERS

PER LA PROTEZIONE E DIFESA DALLE ACQUE ALTE FOR PROTECTION AND DEFENSE FROM HIGH WATERS

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un metodo di protezione dalle acque alte di bacini portuali e/o lagunari, o di sbarramento per fiumi, nonché un dispositivo strutturale per la realizzazione pratica di tale metodo. Più particolarmente detto dispositivo comprende, in vantaggiosa cooperazione, una struttura base di fondazione ed una schiera di paratoie mobili, indipendenti una dall’altra che ad essa si appoggiano. Opere mobili per lo sbarramento di fiumi o per la difesa di bacini portuali e lagunari sono stati realizzati ed in fase di costruzione in tutto il mondo: Olanda, Inghilterra, Russia ecc. In tutti i casi le condizioni di impiego e di progetto hanno portato alla definizione di configurazioni progettuali delle opere di difesa molto diverse tra di loro, caratterizzate da un impatto più o meno pesante sul paesaggio. Un esempio è rappresentato dal sistema di protezione dalle acque alte della Laguna Veneta proposto sulla base del progetto di fattibilità del “Gomitatone” nel 1981, che consiste in una schiera di paratoie mobili per ogni bocca di porto; trattasi di strutture scatolari rinforzate, ed incernierate al fondo dei canali delle bocche di porto, esse sono completamente zavorrate in condizioni di riposo, e all’occorrenza, svuotate dell’acqua di zavorra, emergono a formare una barriera che separa il bacino lagunare dal mare aperto, sono strutture che, in operazione, hanno una spinta positiva verso l’alto che viene equilibrata dalla reazione delle cerniere al fondo; il sistema, che al momento non ha realizzazioni analoghe nel mondo, si caratterizza per il suo impatto ambientale minimo sul paesaggio ma utilizza componenti meccanici sottomarini che richiedono notevoli ed onerose opere in fase di costruzione oltre ché interventi di manutenzione altrettanto delicate e costose in operazione. Lo scopo principale della presente invenzione è perciò quello di provvedere un sistema che, nel più completo rispetto dell’ambiente, sia sufficientemente facile da maneggiare e gestire, tale da assicurare elevatissima affidabilità e sicurezza e che possa essere fabbricato efficacemente ed a costi relativamente contenuti; questi ed altri notevoli vantaggi, per quanto riguarda la praticità, la sicurezza del funzionamento, e la pratica eliminazione di determinati rischi o rotture di componenti sottomarini nonché la semplificazione delle manovre di installazione e manutenzione, vengono raggiunti mediante il metodo di protezione oggetto della presente invenzione che prevede un sistema di paratoie mobili a parete rinforzata semplice o scatolare, indipendenti l’una dall'altra che sono alloggiate su un’apposita strutura di fondazione, attraverso la quale vengono controllate e comandate, esse sono composte di due parti, la prima è una strutura aperta a parete semplice o scatolare, la seconda è costituita da un compartimento che viene allagato in fase di riposo e svuotato in fase di esercizio, il volume delle casse è tale da far emergere le paratoie compensandone parzialmente il peso in modo che restino sempre appoggiate sulla strutura di fondazione. Questo sistema permette di minimizzare i pesi delle paratoie e della struttura di base, e di semplificare il sistema di vincolo tra le paratoie e la strutura di base, consentendo economie nei tempi e costi di costruzione, installazione, gestione e manutenzione delle opere, nonché una facile ed agevole possibilità di intervento per eventuali riparazione in caso di eventi eccezionali ed imprevisti, inoltre si caratterizza per avere un impato ambientale ancora minore di quello del sistema a paratoie incernierate spingenti, sopratutto durante le operazioni di preparazione del fondo e delle sponde della bocca del bacino prima del’installazìone delle opere, per effeto della riduzione delle operazioni di scavo e di dragaggio del fondo e di preparazione delle sponde delle bocche di porto del bacino. L'invenzione sarà descritta dettagliatamente nel seguito facendo riferimento alle figure ed i disegni delle tavole allegate che chiariscono alcune particolarità e carateristiche del metodo e del sistema, al quale proposito deve essere ben inteso che, eventuali variazioni di posizioni reciproche di elementi e/o sequenze di operazioni e le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare, devono considerarsi come variazioni costruttive e/o operative incluse nell’idea generale e pertanto devono ritenersi comprese nella protezione che si richiede. Il metodo di protezione e la relativa procedura di progettazione, realizzazione, manutenzione ed operativa, si concretizza nella realizzazione pratica di una schiera di paratoie mobili ed indipendenti, che restano sempre appoggiate ad una strutura di base avente larghezza sufficiente ad alloggiare le paratoie e lunghezza pari alla larghezza della bocca del bacino da proteggere, la struttura di base che funge anche da fondazione di tutto il sistema, è di tipo modulare ed ogni modulo può contenere una o più paratoie. Il metodo si concretizza altresì nella realizzazione di un sistema di vincolo unilaterale tra la singola paratoia e la struttura di base che rende la procedura di installazione semplice, sicura e reversibile. La tavola 1 mostra, in maniera esemplificativa, una schiera di paratoie A,B,C,D,E appoggiate sulla struttura di fondazione F, posizionata in trincea in modo da non alterare il regime idrodinamico del canale quando queste ultime sono in condizioni di riposo, la paratoia A in primo piano è in posizione di riposo mentre B,C,D ed E sono in posizione operativa; sullo sfondo è rappresentata una delie due sponde P che delimitano la bocca del bacino su cui scorrono le paratoie di estremità della schiera. Il funzionamento delle paratoie viene illustrata nella tavola 2 che mostra due possibilità: il senso di rotazione delle paratoie dalla posizione di riposo a quella di lavoro, può essere nel senso della corrente della marea entrante fìg. 2a, oppure in quello opposto fig. 2b, la posizione 0 mostra la paratoia completamente allagata, in condizioni di riposo, LO rappresenta il minimo livello di marea; al valore di progetto fissato L1 , si inizia a spiazzare gradualmente l’acqua di zavorra, il livello interno L.E. per cui si ha: (essendo: B la spinta della paratoia concentrata prevalentemente nel/i compartimento/i di zavorra, Ps il peso strutturale delia paratoia S, Pz il peso della zavorra, xs e xg rispettivamente le distanze dall’asse di rotazione del centro di spinta e del centro di gravità della paratoia) rappresenta la condizione di equilibrio alla rotazione della paratoia, un ulteriore svuotamento porta ad avere e quindi la paratoia ruote per portarsi nella posizione affiorante A e successivamente, a completo svuotamento delle casse Z, in posizione B, essendo sempre Ps>S; l’innalzamento del livello di marea L2 fa ruotare la paratoia fino alte posizione C, restando costante la forza esercitata dalla paratoia sulla base; le due condizioni si differenziano in quanto nel primo caso la corrente di marea nello stesso verso delia spinte idrostatica, ha un effetto stabilizzante infatti la riduzione della sezione di flusso per la risalita della paratoia, fa aumentare la velocità della corrente e quindi te forza idrodinamica, ed inoltre l'aumento del livello della marea non ha effetto sul bordo libero H della paratoia agendo direttamente sulla camera di spinta, nel secondo si ha l’effetto opposto ed inoltre l’aumento del livello di marea induce un’immersione della paratoia con riduzione di H; la paratoia ha una distribuzione dei pesi e delle spinte tali da assicurare, anche sotto l’effetto dei carichi idrodinamici, un’azione sulla struttura di base sempre rivolta verso il basso; in caso di forti correnti di marea e/o condizioni di moto ondoso particolarmente onerose, ove ce ne fosse bisogno, si potrà agire nel primo caso con aggiunta di zavorra solida sulla parte bassa della paratoia, e nel secondo caso aumentando la camera di spinta/zavorra, la configurazione della paratoia, come descritta, consente l’impiego di un sistema di vincolo unilaterale alla struttura di base che ne rende l'installazione semplice, agevole, sicura e reversibile con il conseguente impatto sull’affidabilità e sui costi non solo di investimento ma anche di gestione del sistema La tav. 3 mostra l’insieme paratoia e struttura di base, installate in trincea e in condizioni di riposo; elemento essenziale del sistema è la paratoia mostrata in sezione nella fig 3a e vista dal basso in fig. 3b, trattasi di una struttura rinforzata 1 costituita da una parete semplice, come in figura, o scatolare e allagata in operazione, con una o più compartimenti di spinta 2 ad una estremità che fungono anche da casse di zavorra, ed all’altra una struttura 3 anch’essa aperta, la cui configurazione è funzione della tipologia del vincolo di appoggio alia base che, in questo caso è costituito da due cerniere aperte formate dai perni P ricavati direttamente sull’estremità cilindrica della paratoia, e dalle culle 7 sulla base, essa porta anche le aperture A che servono da riscontro per le mensole 10 di centraggio e guida, descritte nella successiva tavola 4; la paratoia porta le tubazioni per l'immissione e lo sfiato di aria 4 nella parte alta e quella per il carico e scarico dell’acqua di zavorra 5 nella parte bassa, inoltre due serie di guarnizioni in gomma o materiale equivalente, uno tra la paratoia e la base 14, e l’altro tra paratoie contigue e tra quelle di estremità con le rispettive sponde del canale 6, completano la barriera di protesone, e la loro posizione e funzione sarà illustrata contestualmente ai sistemi di vincolo presentati, si fa notare che la larghezza della spalla delle paratoie è tale da garantire un ricoprimento alle guarnizioni 6 anche con moti relativi tra due paratoie adiacenti dovuto al moto ondoso; la struttura di base, in sezione nella fig.3a e vista dall’alto in fig.3c, funge da fondazione di tutto il sistema, essa è di tipo modulare e può essere in c a o in acciaio, ogni modulo supporta una o più paratoie, ed è sagomato nella parte superiore per alloggiare completamente la/le paratoie, e oltre al supporto del sistema di vincolo 7, che in questo caso sono le semiboccole del perno P, porta le tubazioni 8 di alimentazione e contrailo delle paratoie in operazione e la parte fissa del sistema di centraggio e guida 10 per le fasi di installazione o rimozione, in questo caso realizzato con delle mensole; la fondazione può essere di tipo a gravità, a pali, o mista a seconda delle caratteristiche del terreno della zona interessata, il sistema a gravità presenta dei vantaggi come vedremo nel seguito. I sistemi di riempimento e svuotamento delle camere di zavorra e le modalità di comando e controllo possono essere diversi, nel seguito, a solo titolo esplicativo, si fa riferimento ad un sistema a gravità per l'allagamento delle casse di zavorra e un sistema ad aria compressa per il loro svuotamento; ogni compartimento della paratoia è dotato di una tubazione 5 per l'acqua nella parte bassa che mette in comunicazione diretta la camera con l’ambiente esterno e l’altra per l’aria nella parte alta 4, esso procede lungo la paratoia fino alla zona di appoggio dove con una condotta flessibile, la cui configurazione vana in funzione del tipo di cemiera e di vincolo, viene collegata attraverso il raccordo 11 sulla mensola 12 alla tubazione sulla struttura di base 8 che arriva fino alla stazione di compressione posta sulla sponda delia bocca del bacino; l’impiantq, completo di un sistema di valvole manuali e/o telecomandate, può essere dotato anche di un sistema di monitoraggio dei livello di zavorra nelle casse e della posizione delle valvole; i cavi per l’alimentazione e la trasmissione dei segnali, analogamente a quanto previsto per l’impianto di aria compressa, vengono anch’essi fatti passare dalla paratoia alla struttura di base attraverso una condotta flessibile; i tubi dell'aria compressa ed i cavi possono essere raccolti in un unico cavo ombelicale del tipo di quelli utilizzati comunemente per il comando e controllo dei sistemi di produzione di idrocarburi sottomarini, al fine di facilitare le operazioni sottomarine di collegamento, completano l'equipaggiamento delia paratoia una serie di ammortizzatori 13, in gomma o equivalenti, almeno due per ogni paratoia, per assorbire eventuali urti in fase di appoggio sulla struttura di base. Nel seguito, con riferimento alle tavole 4, 5 e 6, sono presentate a titolo esemplificativo tre possibili tipologie di vincolo unilaterale, con una possibile configurazione strutturale dell’estremità della paratoia interessata e le relative pertinenze, di queste la prima è costituita da cerniere aperte ed è già stata parzialmente descritta, la seconda è una sua variante e la terza invece realizza il vincolo The present invention relates to a method of protection from high waters of port and / or lagoon basins, or of barriers for rivers, as well as a structural device for the practical implementation of this method. More particularly, said device comprises, in advantageous cooperation, a basic foundation structure and an array of mobile gates, independent from each other, which lean against it. Mobile works for the damming of rivers or for the defense of port and lagoon basins have been carried out and are under construction all over the world: Holland, England, Russia, etc. In all cases, the conditions of use and design have led to the definition of design configurations of the defense works that are very different from each other, characterized by a more or less heavy impact on the landscape. An example is represented by the high water protection system of the Venetian Lagoon proposed on the basis of the feasibility project of the "Gomitatone" in 1981, which consists of a row of mobile gates for each port entrance; these are reinforced box-like structures, and hinged to the bottom of the channels of the inlets, they are completely ballasted in rest conditions, and if necessary, emptied of the ballast water, emerge to form a barrier that separates the lagoon basin from the sea open, they are structures which, in operation, have a positive upward thrust which is balanced by the reaction of the hinges to the bottom; the system, which currently has no similar realizations in the world, is characterized by its minimal environmental impact on the landscape but uses submarine mechanical components that require considerable and expensive works in the construction phase as well as maintenance interventions that are equally delicate and expensive in operation. The main purpose of the present invention is therefore to provide a system which, in the most complete respect for the environment, is sufficiently easy to handle and manage, such as to ensure very high reliability and safety and which can be manufactured effectively and at relatively low costs; these and other considerable advantages, as regards the practicality, safety of operation, and the practical elimination of certain risks or breakages of submarine components as well as the simplification of installation and maintenance operations, are achieved by means of the protection method object of the present invention which provides a system of mobile gates with simple or box-like reinforced wall, independent of each other, which are housed on a special foundation structure, through which they are controlled and controlled, they are composed of two parts, the first is an open structure with a simple or box-shaped wall, the second consists of a compartment that is flooded during the rest phase and emptied during operation, the volume of the boxes is such as to make the gates emerge, partially compensating their weight so that they always remain resting on the foundation structure. This system allows to minimize the weights of the gates and the base structure, and to simplify the constraint system between the gates and the base structure, allowing savings in the time and costs of construction, installation, management and maintenance of the works, as well as a easy and easy possibility of intervention for any repairs in case of exceptional and unforeseen events, moreover it is characterized by having an even lower environmental impact than that of the pushing hinged gates system, especially during the preparation of the bottom and the sides of the mouth of the basin before the installation of the works, due to the reduction of excavation and dredging operations of the bottom and preparation of the banks of the inlets of the basin. The invention will be described in detail below with reference to the figures and drawings of the attached tables which clarify some particularities and characteristics of the method and of the system. of operations and the consequent simplifications that could derive from them, must be considered as constructive and / or operational variations included in the general idea and therefore must be considered included in the required protection. The protection method and the related design, construction, maintenance and operational procedure take the form of the practical realization of an array of mobile and independent gates, which always rest on a base structure having a width sufficient to house the gates and an equal length. to the width of the mouth of the basin to be protected, the basic structure, which also acts as the foundation of the whole system, is modular and each module can contain one or more gates. The method also takes the form of a unilateral constraint system between the single gate and the base structure which makes the installation procedure simple, safe and reversible. Table 1 shows, as an example, a row of gates A, B, C, D, E resting on the foundation structure F, positioned in the trench so as not to alter the hydrodynamic regime of the channel when the latter are in rest conditions , the gate A in the foreground is in the rest position while B, C, D and E are in the operative position; in the background is represented one of the two banks P which delimit the mouth of the basin on which the end gates of the array slide. The operation of the gates is illustrated in table 2 which shows two possibilities: the direction of rotation of the gates from the rest position to the working position can be in the direction of the current of the incoming tide Fig. 2a, or in the opposite one fig. 2b, position 0 shows the gate completely flooded, in rest conditions, LO represents the minimum tide level; at the fixed design value L1, the ballast water begins to gradually displace, the internal level L.E. whereby we have: (being: B the thrust of the gate concentrated mainly in the ballast compartment / s, Ps the structural weight of the gate S, Pz the weight of the ballast, xs and xg respectively the distances from the rotation axis of the thrust center and center of gravity of the gate) represents the condition of equilibrium at the rotation of the gate, a further emptying leads to and therefore the gate having wheels to move to the outcropping position A and subsequently, when the Z boxes are completely emptied, in position B, being always Ps> S; the rise in the tide level L2 rotates the gate to high position C, while the force exerted by the gate on the base remains constant; the two conditions differ in that in the first case the tidal current in the same direction as the hydrostatic thrust, has a stabilizing effect, in fact the reduction of the flow section for the rising of the gate, increases the speed of the current and therefore the hydrodynamic force, and furthermore, the increase in the tide level has no effect on the free edge H of the gate by acting directly on the thrust chamber, in the second the opposite effect is obtained and furthermore the increase in the tide level induces an immersion of the gate with reduction of H; the gate has a distribution of weights and thrusts such as to ensure, even under the effect of hydrodynamic loads, an action on the base structure always facing downwards; in the event of strong tidal currents and / or particularly onerous wave conditions, where necessary, it will be possible to act in the first case with the addition of solid ballast on the lower part of the gate, and in the second case by increasing the thrust chamber / ballast, the configuration of the penstock, as described, allows the use of a one-sided restraint system to the base structure which makes installation simple, easy, safe and reversible with the consequent impact on reliability and costs not only of investment but also system management La tav. 3 shows the gate and base structure as a whole, installed in the trench and in rest conditions; an essential element of the system is the gate shown in section in fig 3a and seen from below in fig. 3b, this is a reinforced structure 1 consisting of a simple wall, as in the figure, or box-like and flooded in operation, with one or more thrust compartments 2 at one end which also act as ballast boxes, and at the other a structure 3 also open, whose configuration is a function of the type of support constraint to the base which, in this case consists of two open hinges formed by the pins P obtained directly on the cylindrical end of the gate, and by the cradles 7 on the base, it also carries the openings A which serve as abutments for the centering and guide shelves 10, described in the following table 4; the gate carries the pipes for the air inlet and vent 4 in the upper part and the one for the loading and unloading of the ballast water 5 in the lower part, in addition two series of rubber seals or equivalent material, one between the gate and the base 14, and the other between contiguous gates and between those at the ends with the respective sides of the channel 6, complete the protheson barrier, and their position and function will be illustrated together with the constraint systems presented, it should be noted that the width of the shoulder of the gates is such as to guarantee a covering of the seals 6 even with relative movements between two adjacent gates due to the wave motion; the base structure, in section in fig.3a and seen from above in fig.3c, acts as the foundation of the whole system, it is of modular type and can be in reinforced concrete or steel, each module supports one or more gates, and is shaped in the upper part to completely house the gate (s), and in addition to the support of the restraint system 7, which in this case are the half-bushes of the pin P, it carries the supply and contrail pipes 8 of the gates in operation and the part fixed of the centering and guide system 10 for the installation or removal phases, in this case made with shelves; the foundation can be of the gravity type, with piles, or mixed according to the characteristics of the soil of the area concerned, the gravity system has advantages as we will see below. The systems for filling and emptying the ballast chambers and the command and control methods may be different, hereinafter, for explanatory purposes only, reference is made to a gravity system for flooding the ballast boxes and an air system tablet for their emptying; each compartment of the penstock is equipped with a pipe 5 for the water in the lower part which puts the chamber in direct communication with the external environment and the other for the air in the upper part 4, it proceeds along the penstock up to the zone support where with a flexible duct, the vain configuration of which according to the type of cemera and constraint, is connected through the fitting 11 on the bracket 12 to the pipe on the base structure 8 which reaches the compression station located on the side of the mouth of the pelvis; the plant, complete with a system of manual and / or remote-controlled valves, can also be equipped with a system for monitoring the level of ballast in the boxes and the position of the valves; the cables for powering and transmitting signals, similarly to those provided for the compressed air system, are also made to pass from the gate to the base structure through a flexible duct; compressed air pipes and cables can be collected in a single umbilical cable of the type commonly used for the command and control of submarine hydrocarbon production systems, in order to facilitate submarine connection operations, complete the equipment of the gate a series of shock absorbers 13, made of rubber or equivalent, at least two for each gate, to absorb any impacts when resting on the base structure. In the following, with reference to tables 4, 5 and 6, three possible types of unilateral constraint are presented by way of example, with a possible structural configuration of the end of the gate concerned and the related appurtenances, of which the first consists of open hinges and it has already been partially described, the second is a variant thereof and the third realizes the constraint

mezzo di una trave ausiliaria che collega le due cerniere fissate alla paratoia. La tavola 4, da leggere insieme alla tavola 3 rappresenta il sistema caratterizzato da vincolo con cerniere aperte in condizione operativa fig.4a, con le sezioni trasversali della paratoia in corrispondenza di una cerniera fig.4b, in corrispondenza delle tubazioni flessibili fìg.4c, e in corrispondenza del sistema di centraggio e guida fig.4d, e la sezione longitudinale nella zona 3 della paratola fig.4e, in essa i perni P sono realizzati direttamente sul supporto metallico cilindrico della paratoia con materiale di riporto 21, quale teflon, "lubrite” o equivalente adatto all'impiego in acqua di mare, essi ruotano in una culla cilindrica (semiboccola) 7 vincolata alla strutura di fondazione con bullonatura o ad incastro, l’estensione (tei ricoprimento con materiale di riporto è tale da assicurare il trasferimento del carico dalla paratoia alla base sia in condizione di riposo che in quella operativa, la semiculla è progettata per la vita del sistema, qualora eventuali incidenti o danni dovessero richiederne la sostituzione questa potrà essere effettuata con tecniche di normale prassi nelle operazioni di attività sottomarine, la fig 4c mostra le manichette flessibili nelle condizioni di riposo17 ed operative 15, collegate con flange alla tubazione 4 sulla paratoia e con attacco rapido 11 alla tubazione sulla mensola 12 , la fìg.4d mostra le mensole 10 di centraggio nelle apposite guide A suda paratoia in posizione di riposo, e la fig.4e il sistema di guarnizioni laterale 8 sia tra due paratoie adiacenti che, per quelle di estremità, tra quest’ultime e le spalle della bocca del canale di accesso, completano il sistema le guarnizioni 14 tra la paratoia e la base mostrate In condizioni operative nella fig.4a e in condizioni di riposo nelle altre. La tavola 5 rappresenta una possibile variante di cerniera aperta, in essa il perno P è sostenuto da una piastra 18 imbullonata all’estremità della paratoia 19, e la semiboccola 7 è realizzata su una flangia 20 imbullonata alla struttura di fondazione, netta stessa tavola sono riportate le guarnizioni di fondo 14 e laterale 8; il sistema di centraggio rappresentato dalle mensole di centraggio 10 e la sua guida A e quello delle tubazioni flessibili sono simili a quelli del sistema precedente; altre soluzioni di cerniere aperte possono essere individuate se si invertono le posizioni tra perno e semiboccola rispettivamente sulla struttura e sulla paratoia, realizzando sempre la stessa tipologia di vincolo La tavola 6 rappresenta un sistema di cerniere 1 solidali con la paratoia, collegate tra di loro con una trave 2 che realizza un vincolo di appoggio/incastro con le selle sagomate 3 fisse sulla base, il sistema di centraggio e guida è costituito dai pali guida 4 sulla base e le guide 5 nella trave, le tubazioni flessibili sono mostrate in condizione di riposo 6 e di lavoro 7 tra la paratoia e la trave 2, la tubazione rìgida prosegue lungo la trave di collegamento, e il collegamento con le tubazioni rìgide 9 della base avviene attraverso uno “spool” 8; la trave ausiliarìa può essere utilizzata, se necessario, per contenere zavorra solida e/o sdoppiata realizzando l’appoggio/incastro per ogni singola cerniera invece che per l’intera paratoia II sistema di paratoie e dei suoi possibili vincol alla struttura di base, come descritto, presenta, a parità di condizioni di progetto rispetto ad altri sistemi, ed in particolare rispetto a quello con paratoie spingenti, diversi vantaggi tra cui si elencano i principali: - la minimizzazione dei carichi di pressione differenziale sulla/e parete/i della paratoia porta a minimizzare il peso strutturale; - l'utilizzo della spinta idrostatica alla sola parte alt a della paratoia che funge da cassa di zavorra, riduce il volume d’acqua da trattare e oltre a minimizzare il peso della paratoia nel suo complesso, riduce le pressioni di lavoro dei compressori, nel caso di piazzamento con aria compressa, e quindi gli impianti di trattamento della zavorra, con riduzione dei costi di costruzione ed esercizio; - il volume minimo della camera di spinta riduce anche i carichi dinamici sulle paratoie per effetto del moto ondoso durante le fasi operative, per l'effetto combinato della riduzione delle forze di massa che li determinano e l’aumento del periodo proprio di oscillazione della paratoia che elimina possibili fenomeni di risonanza; - l’appoggio realizzato con cerniere aperte o con la trave ausiliarìa, consente una facile ed agevole installazione delle paratoie stesse, inoltre eliminando gli elementi meccanici di forza sulla struttura di base, quali i perni o connettori di forza delle cerniere, che necessitano di continua ispezione e manutenzione, si semplifica e si riduce al minimo anche la struttura di base di fondazione con le relative pertinenze. Vengono ora illustrate la sequenza e te procedure semplificate di costruzione e installazione, con particolare riferimento all’installazione delle paratoie che è tra le rivendicazioni de Ha presente invenzione, e pertanto è possibile apportare modifiche nei tempi e nelle modalità di esecuzione delle stesse restando ben inteso che le eventuali variazioni e le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare devono ritenersi comprese ne Ha protezione che si richiede come variazioni costruttive incluse nell’idea originale. by means of an auxiliary beam that connects the two hinges fixed to the gate. Table 4, to be read together with table 3, represents the system characterized by a constraint with open hinges in the operating condition fig.4a, with the cross sections of the gate in correspondence with a hinge fig.4b, in correspondence with the flexible pipes fig.4c, and in correspondence with the centering and guiding system fig.4d, and the longitudinal section in the zone 3 of the bulkhead fig.4e, in it the pins P are made directly on the cylindrical metal support of the penstock with filler material 21, such as Teflon, " lubrite "or equivalent suitable for use in sea water, they rotate in a cylindrical cradle (half bushing) 7 constrained to the foundation structure with bolting or interlocking, the extension (covering with filler material is such as to ensure the transfer of the load from the gate to the base both in rest and operational conditions, the half-cradle is designed for the life of the system, in the event of accidents or damage should they require replacement, this can be carried out with techniques of normal practice in subsea operations, fig 4c shows the flexible hoses in the rest conditions 17 and operating conditions 15, connected with flanges to the pipe 4 on the gate and with quick connection 11 to the pipe on the bracket 12, fig.4d shows the centering brackets 10 in the appropriate guides A sweat gate in rest position, and fig.4 shows the lateral gasket system 8 both between two adjacent gates and, for those at the ends, between them last and the shoulders of the mouth of the access channel, the system is completed by the gaskets 14 between the gate and the base shown in operating conditions in fig.4a and in rest conditions in the others. Table 5 represents a possible variant of open hinge, in it the pin P is supported by a plate 18 bolted to the end of the gate 19, and the half-bushing 7 is made on a flange 20 bolted to the foundation structure, the same table are the bottom 14 and side 8 gaskets are shown; the centering system represented by the centering brackets 10 and its guide A and that of the flexible pipes are similar to those of the previous system; other solutions of open hinges can be identified if the positions between pin and half-bushing are inverted respectively on the structure and on the gate, always creating the same type of constraint The table 6 represents a system of hinges 1 integral with the gate, connected to each other with a beam 2 that creates a support / interlocking constraint with the shaped saddles 3 fixed on the base, the centering and guiding system consists of the guide poles 4 on the base and the guides 5 in the beam, the flexible pipes are shown in rest condition 6 and working 7 between the gate and the beam 2, the rigid piping continues along the connecting beam, and the connection with the rigid piping 9 of the base occurs through a "spool" 8; the auxiliary beam can be used, if necessary, to contain solid and / or split ballast, providing support / interlocking for each single hinge instead of for the entire penstock. described, presents, under the same design conditions compared to other systems, and in particular compared to the one with thrusting gates, several advantages among which the main ones are listed: - the minimization of differential pressure loads on the gate wall (s) leads to minimizing the structural weight; - the use of the hydrostatic thrust only at the top part of the gate which acts as a ballast box, reduces the volume of water to be treated and in addition to minimizing the weight of the gate as a whole, reduces the working pressures of the compressors, in case of placement with compressed air, and therefore ballast treatment plants, with a reduction in construction and operating costs; - the minimum volume of the thrust chamber also reduces the dynamic loads on the gates due to the effect of the wave motion during the operating phases, due to the combined effect of the reduction of the mass forces that determine them and the increase of the gate's own period of oscillation which eliminates possible resonance phenomena; - the support made with open hinges or with the auxiliary beam, allows an easy and easy installation of the gates themselves, also eliminating the mechanical force elements on the base structure, such as the pins or force connectors of the hinges, which require continuous inspection and maintenance, the basic structure of the foundation with the relative appliances is also simplified and reduced to a minimum. The sequence and simplified procedures of construction and installation are now illustrated, with particular reference to the installation of the gates which is among the claims of the present invention, and therefore it is possible to make changes in the times and methods of execution of the same, it being understood. that any variations and consequent simplifications that could derive from them must be considered included in the protection that is required as constructive variations included in the original idea.

- Prefabbricazione delle paratoie e dei moduli di base e fondazione con i relativi impianti in cantieri attrezzati in funzione della scelte dei materiali di «istruzione. - Contemporaneamente si può procedere allo scavo e preparazione della trincea con eventuale consolidamento del fondo, come pure alla costruzione delle sponde del canale che contengono anche le tubazioni per l’alimentazione il comando e il controllo delle paratoie, e delle opere di superficie. - Posa in opera dei moduli di base nelle trincee con la tecnica comunemente usata per l’installazione dei tunnel immersi, in questo caso la procedura è semplificata in quanto non si richiede la rimozione delle pareti contigue dei moduli che restano delle strutture indipendenti e quindi se viene utilizzata una fondazione a gravità possono essere progettati in modo da poterli rimuovere, ove ce ne fosse bisogno, così come avviene per le strutture a gravità impiegate per lo sfruttamento di campi di idrocarburi in mare. - L’instaUazkme delle paratoie viene descritte per le due tipologie di vincolo, essa può essere effettuata con normali pontoni gru usati per installazione in mare, oppure utilizzando un mezzo costruito ad hoc; per la descrizione si fa riferimento a queste seconda ipotesi che tra l'altro presenta il vanteggio di semplificare le operazioni e di essere utilizzato anche per la manutenzione del sistema, trattasi di una piattaforma galleggiante ed autosollevante del tipo usato nella perforazione e produzione di campi petroliferi in mare, chiamata “jack up”, attrezzata con verricelli, argani, gru e quant’altro necessario per questo tipo di operazioni; la procedura viene descritta nelle tavole 7ed 8 rispettivamente per i sistemi con cerniere aperte e per quello con trave ausiliaria, usando ove possibile gli stessi riferimenti: la piattaforma galleggiante 1 , trasportata sulla struttura di base e posizionata sulla verticale, abbassa nei supporti 2 previsti sulla struttura di base 0, le gambe 3, su cui si solleva per portarsi alla quota di lavoro che consente di operare con sicurezza e precisione, a questo punto la paratoia, con le casse di zavorra vuote, viene messa in mare dal jack up con i propri mezzi 4 o con l'ausilio di un mezzo navale, utilizzato eventualmente anche per il trasporto delle paratoie, e quindi agganciato il golfare 5 con il cavo 6 al verricello?, viene abbassata fino a pochi decimetri dalla sommità delle stretture di centraggio 8 sulla strettura di base nella posizione A; a questo punto le procedure di ingaggio per i sistemi di guida sono differenti, per la paratoia con cerniere aperte, nella tavola 7 operando con i verricelli essa viene abbassata e appoggiata lateralmente con le due aperture (vedi pos. A fig.3b) alle mensole 8 di centraggio, e quindi da queste guidata, viene definitivamente abbassate fino al contatto dei perni 9 con le semiboccole 10 in posizione B; con la paratoia appoggiata ala base, viene effettuato il collegamento delle tubazioni flessibili, fissate provvisoriamente sulla paratoia, con attacco rapido 13 alla tubazione di comando e controllo fìssa 14 sulla mensola 15; per la paratoia con bave ausiliaria, nella tavola 8, la stessa viene posizionata in modo che i fori di centraggio 16 della trave ausiliaria 11 siano sulla verticale dei pali guida 8 suda base 0, e quindi viene abbassata centrando i pali nelle guide fino a portare la trave ausiliaria 11 nelle selle 10, posizione B; in questo caso i flessibili tra la paratoia e la trave ausiliaria sono già installati per cui il collegamento con le tubazioni della base viene effettuato con uno “spool” (vedi pos. 8 di Tav.6); realizzati i collegamenti ed eseguite le necessarie prove di funzionamento, viene sganciato il cavo di ammaino della paratoia e, attivata la procedura di affondamento, la paratoia viene adagiata nella posizione di riposo C. - La gestione delle opere prevede un controllo periodico della funzionalità ed integrità strutturale e degli impianti, e viene effettuata rimovendo a rotazione le singole paratoie su cui sono concentrate tutte le parti da ispezionare e che necessitano di manutenzione, la procedura usata sarà quella inversa del’tnstallazione e che è resa agevole e sicura dal sistema di vincolo al fondo e ulteriormente semplificata se viene utilizzato un mezzo dedicato e appositamente progettato ed attrezzato per le operazioni come precedentemente descritto. Sebbene la presente invenzione sia stata descritta con riferimento a determinate forme realizzative e procedure di installazione, numerose modifiche e varianti possono essere apportate alle forme costruttive degli elementi del sistema e/o aspetti operativi, al quale proposito deve essere ben inteso, che eventuali variazioni di posizioni reciproche degli elementi e le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare devono ritenersi comprese nella protezione che si richiede come variazioni costruttive incluse nell'idea generale. - Prefabrication of the sluice gates and of the base and foundation modules with the relative systems in construction sites equipped according to the choice of instructional materials. - At the same time it is possible to proceed with the excavation and preparation of the trench with possible consolidation of the bottom, as well as the construction of the banks of the canal which also contain the pipes for the power supply, command and control of the gates, and surface works. - Installation of the basic modules in the trenches with the technique commonly used for the installation of immersed tunnels, in this case the procedure is simplified as it does not require the removal of the contiguous walls of the modules which remain independent structures and therefore if a gravity foundation is used can be designed in such a way as to be able to remove them, if needed, as is the case for gravity structures used for the exploitation of hydrocarbon fields in the sea. - The installation of the gates is described for the two types of constraints, it can be carried out with normal crane pontoons used for installation at sea, or using a specially built vehicle; for the description reference is made to this second hypothesis which among other things has the advantage of simplifying operations and of being used also for system maintenance, it is a floating and self-lifting platform of the type used in the drilling and production of oil fields at sea, called "jack up", equipped with winches, hoists, cranes and anything else necessary for this type of operation; the procedure is described in tables 7 and 8 respectively for systems with open hinges and for systems with auxiliary beam, using the same references where possible: the floating platform 1, carried on the base structure and positioned vertically, lowers into the supports 2 provided on the base structure 0, legs 3, on which it lifts to reach the working height that allows to operate with safety and precision, at this point the gate, with the empty ballast boxes, is put into the sea by the jack up with the own means 4 or with the help of a naval vessel, possibly also used for the transport of the gates, and then hooked the eyebolt 5 with the cable 6 to the winch?, it is lowered up to a few decimetres from the top of the centering struts 8 on the basic structure in position A; at this point the engagement procedures for the guide systems are different, for the gate with open hinges, in table 7, operating with the winches, it is lowered and placed sideways with the two openings (see pos. A fig.3b) to the shelves 8 for centering, and therefore guided by these, is definitively lowered until the pins 9 come into contact with the half-bushes 10 in position B; with the gate resting on the base, the flexible pipes, temporarily fixed to the gate, are connected with a quick coupling 13 to the command and control pipe 14 fixed on the bracket 15; for the penstock with auxiliary burrs, in table 8, the same is positioned so that the centering holes 16 of the auxiliary beam 11 are on the vertical of the guide poles 8 sweat base 0, and then it is lowered by centering the poles in the guides until the auxiliary beam 11 in the saddles 10, position B; in this case the hoses between the gate and the auxiliary beam are already installed so the connection with the base pipes is made with a "spool" (see pos. 8 of Table 6); after making the connections and carrying out the necessary functional tests, the gate cable of the gate is released and, once the sinking procedure is activated, the gate is placed in the rest position C. - The management of the works provides for a periodic check of functionality and integrity structure and systems, and is carried out by removing the individual gates in rotation on which all the parts to be inspected and requiring maintenance are concentrated, the procedure used will be the reverse one of the installation and which is made easy and safe by the constraint system to the fund and further simplified if a dedicated vehicle specially designed and equipped for the operations described above is used. Although the present invention has been described with reference to certain embodiments and installation procedures, numerous modifications and variations can be made to the constructive forms of the elements of the system and / or operational aspects, for which purpose it must be understood that any variations of reciprocal positions of the elements and the consequent simplifications that could derive from them must be considered included in the protection that is required as constructive variations included in the general idea.

Claims

CLAIMS 1. Method of protecting port and / or lagoon basins from high waters, or river barriers, which includes, in advantageous cooperation, a basic modular foundation structure and an array of mobile gates, independent of each other, which lean against it with a system of unilateral constraint, and curves are functionally connected for the command and control of operations.

2. Method of protection according to claim 1 and related design, construction, operation and maintenance procedure, characterized by a unilateral constraint system made with open hinges that allow easy installation / removal of the gates.

3. Method of protection according to claim 1 and related procedure for design, construction, operation and maintenance, characterized by a unilateral constraint system made with hinges connected to an auxiliary beam which creates a support / joint with the base structure which allows a easy installation / removal of the gates.

4. Structural system for implementing the method according to claims 1, 2 and 3 characterized by gates with simple or box-like reinforced wall with a distribution of weights and thrusts such that, by emptying the ballast chamber / s, the gate emerges but always remaining leaning on the base structure.

5. Structural system according to claims 1 and 4 characterized by heavy gates which rotate resting on the base structure with an oscillation period such as not to resonate with the wave motion.

6. Structural system according to claims 1, 2 and 4 characterized by open hinges, two for each gate, made with pins, obtained or bolted, on the lower end of the gate which rest on the half-bushings obtained on cradles embedded and / or bolted to the structure basic, which do not require maintenance, but which can be removed and replaced in the event of exceptional and unpredictable events.

7. Structural system according to claims 1, 3 and 4 characterized by hinges, two for each gate, connected to an auxiliary beam which creates a support / joint with special saddles on the base structure, the auxiliary beam can be used if necessary for installation of solid and / or split ballast, making the support / interlocking for each single hinge instead of for the entire penstock.

8. Structural system according to claims 1, 3, 6 and 7 characterized by a system of gaskets that act as a seal between a single gate and the base structure and between two adjacent guards, the width of the gate shoulders is such as to always have a covering with the side seal even if in operating conditions, they are in relative motion to each other due to the effect of the wave motion.

9. Structural system according to claims 1, 2, 3, 5, 6, 7 and 8 characterized by the fact that all the elements of the system that require maintenance are integral with the gate, thus allowing all maintenance operations to be carried out on the surface .

10. Structural system according to claims 1, 3, 5, 6, 7, 8 and 9 which allows an installation and removal procedure of the gates, based on guide systems installed on the base and stops on the penstock or auxiliary beam, simple and reliable which, in addition to making the installation safe, makes the management of the works reliable and economical.