RU136445U1

RU136445U1 - TRANSPORT AND ENERGY COMPLEX

Info

Publication number: RU136445U1
Application number: RU2013138245/03U
Authority: RU
Inventors: Альберт Анатольевич Вотчицев; Александр Альбертович Вотчицев
Original assignee: Альберт Анатольевич Вотчицев; Александр Альбертович Вотчицев
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2014-01-10

Abstract

1. 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 энергии, соединенными между собой поперечными элементами.2. Транспортно-энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждый кессон выполнен в виде герметичной емкости, открытой снизу.3. Транспортно-энергетический комплекс по п.2, отличающийся тем, что платформа в плане выполнена в виде треугольника, или прямоугольника, или части кольца.4. Транспортно-энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что корпус шнековых генераторов выполнен пустотелым.5. Транспортно-энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что снабжен синхронной системой регулирования натяжения тросов.1. The transport and energy complex, formed from pontoons connected to the platforms, made in the form of caissons, installed on the water along the coastal strip and attached by cables to fixed anchors on the ground, the upper part of the pontoons forms the basis for the transport road, and in the lower part each pontoon is equipped screw energy generators attached by means of brackets, interconnected by transverse elements. 2. The transport and energy complex according to claim 1, characterized in that each caisson is made in the form of a sealed container open from below. The transport and energy complex according to claim 2, characterized in that the platform in the plan is made in the form of a triangle, or a rectangle, or part of a ring. The transport and energy complex according to claim 1, characterized in that the housing of the screw generators is made hollow. The transport and energy complex according to claim 1, characterized in that it is equipped with a synchronous cable tension control system.

Description

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.This utility model relates to the field of bridge construction, and is intended for the construction of bridges and sections of water roads along the coast in a short time and with the least material and labor costs.

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.Currently, awareness of the need for environmental protection and legislation to protect the coastline limit the possibility of land allocation along the coast, and often the rugged coastline makes it economically disadvantageous to build a road along the coast, especially in the north.

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.).There is a technical solution for the use of booms that are moved relative to one or more fixed or floating piers, for example, using toothed rails or other suitable means for this purpose, some of which are underwater (see GB patent No. 2236716, IPC 7 B63B 35/44, 1991).

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.These devices have never been put into operation due to the inability to constantly maintain a considerable length of booms in a perpendicular position relative to the main piers using the devices proposed in this document. The movable booms of the type under consideration do not under any circumstances have sufficient stability, which makes it impossible to use them as grounds for the road.

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.).A complex of mechanized floating floating systems for moving booms for mooring is known, each system comprising: means for fastening booms or boom sections, said booms or boom sections being perpendicular to the direction of translational movement; means placed at both ends of the means providing its connection with the same system located opposite it, or with connecting means located at the end of the pier or fixed boom; means of providing directional translational movement parallel to the pier or the main pontoon relative to some fixed point, such as a pile or berth fell, or a group of piles or berth bollards driven into the bottom of the pool, and these fixed points of this complex are installed in the form of a regular grid with axes perpendicular and parallel to the specified pier or main pontoon, systems controlled by a fixed pontoon (see RF patent No. 2361037, IPC E02B 3/20 (2006.01), 2009).

Недостатком известного комплекса является невозможность использования его как трассу для автомобилей.A disadvantage of the known complex is the inability to use it as a highway for cars.

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.)There is a method of erecting a crossing over a water barrier, including placing floating supports in the cross section of the crossing and laying the carriageway flooring. Pre-floating supports are submerged below the water level and installed on them are geometric tubular beams that are composite in length, placed along the width of the ferry and form a closed circulation system, then pump liquid air into the tubular beams until the surrounding aqueous medium turns into artificial ice, and when laying the floor the carriageway is frozen in artificial ice. (see A.S. No. 719184, IPC 6 E01D 21/00, E01D 15/14, 1990)

Недостатком данной переправы является сложность и дороговизна реализации способа.The disadvantage of this crossing is the complexity and high cost of implementing the method.

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).Known pontoon bridge, containing open bottom pontoons, on which are mounted bridge supports that carry spans with the carriageway, and extensions that connect the peripheral parts of the pontoon with fixed anchors on the ground. Each pontoon is made in the form of a package of vertically oriented and adjacent upside down tanks connected to a system for supplying air to them and regulating its pressure in each of them. Stretch marks are located on opposite sides of the pontoon with the formation of each of them of triangular figures oriented in intersecting planes, and have dampers and / or mechanisms for regulating their tension during the construction of the bridge and / or its operation. Vertically oriented containers form a horizontal plane section in rows of rows evenly spaced, at least on part of the cell cross-sectional area. The pontoon bridge can be located along the coastline, preferably at an equal distance from it (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2351706, IPC E01D 15/14 (2006.01), 2009).

Недостатком известного моста является сложность создания дорожного полотна, а также невозможность использовать преимущества водного основания для получения электрической энергии.A disadvantage of the known bridge is the difficulty of creating a roadway, as well as the inability to use the advantages of a water base to produce electrical energy.

Заявитель считает, что известный уровень техники не содержит близких решений, которые можно бы принять в качестве прототипа.The applicant believes that the prior art does not contain close decisions that could be taken as a prototype.

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.The objective of the utility model is to create a reliable construction of a bridge (or a section of road along the river’s coast, for example), capable of perceiving various dynamic loads on it, including the effects of waves and wind loads, as well as energy independent of stationary sources of electricity needed to maintain the bridge , and for the surrounding infrastructure year-round.

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.To achieve this objective, a transport and energy complex has been developed, consisting of pontoons connected to platforms made in the form of caissons installed on water along the coastal strip and attached by ropes to fixed anchors on the ground, the upper part of the pontoons forms the basis for the transport road, and in the lower part each pontoon is equipped with screw-mounted generators of water energy, attached by means of brackets, interconnected by wings and installed with an angle of attack relative to the flow in dy.

Каждый кессон выполнен в виде герметичной емкости открытой снизу.Each box is made in the form of a sealed container open from the bottom.

Платформа в плане выполнена в виде треугольника или прямоугольника или части кольца.The platform in the plan is made in the form of a triangle or rectangle or part of a ring.

Корпус каждого шнекового генератора выполнен пустотелым.The housing of each screw generator is made hollow.

Транспортно-энергетический комплекс снабжен синхронной системой регулирования натяжения тросов.The transport and energy complex is equipped with a synchronous cable tension control system.

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.The technical result from the use of all the features of a utility model is to create a reliable bridge structure (a section of road along the river’s coast) capable of absorbing various dynamic loads on it, including the effects of waves and wind loads, as well as energy independent of stationary sources of electricity, necessary both for maintenance of the bridge, and for the surrounding infrastructure year-round.

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.The implementation of the transport and energy complex, consisting of pontoons connected to the platforms, made in the form of caissons, installed on the water along the coastal strip and attached by ropes to fixed anchors on the ground, the upper part of the pontoons forms the base for the transport road, and in the lower part each pontoon is equipped with attached by means of brackets with screw energy generators, interconnected by wings and installed with an angle of attack relative to the flow of the river allows you to create a reliable design osta (road section along the coast River) autonomous for electricity supply.

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.The presence of pontoons equipped in the lower part with screw generators of energy attached by means of brackets, interconnected by wings and installed with an angle of attack relative to the river flow allows us to simultaneously ensure the reliability of the complex and its energetic autonomy.

Выполнение кессонов различной формы позволяет придавать дороге нужное направление.The execution of caissons of various shapes allows you to give the road the desired direction.

Шнековые генераторы позволяют не только вырабатывать электрическую энергию, но и создавать необходимое противодавление течению реки для уменьшения нагрузки на неподвижные анкера.Screw generators can not only generate electrical energy, but also create the necessary counter-pressure to the river flow to reduce the load on the fixed anchors.

Угол атаки крыла позволяет создать подъемную силу.The angle of attack of the wing allows you to create lift.

Комплекс устраивается вдоль береговой линии, тем самым обеспечивая береговое укрепление, транспортную связь и энергоснабжение на всем протяжении трассы.The complex is located along the coastline, thereby providing coastal fortification, transport communications and energy supply throughout the route.

Фиг. 1 - общий вид комплекса;FIG. 1 - general view of the complex;

Фиг. 2 - поперечный разрез кессонной платформы;FIG. 2 - cross section of the caisson platform;

Фиг. 3 - продольный разрез кессонной платформы;FIG. 3 is a longitudinal section of a caisson platform;

Фиг. 4 - общий вид комплекса (сверху).FIG. 4 - general view of the complex (above).

Предлагаемый транспортно-энергетический комплекс 1 предназначен для освоения рек, особенно в Сибири.The proposed transport and energy complex 1 is intended for river development, especially in Siberia.

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.The water part of the complex are platforms, consisting of floating pontoons 2, made in the form of caissons. The deep-sea sections of the route are equipped with auger generators 3 of water energy and are located at a depth not freezing the river. Screw energy generators 3 by means of brackets 4 are attached to the underwater part of each of the pontoons. The brackets 4 for fastening the screw generators 3 are interconnected by transverse elements 5, which are installed at an angle of attack relative to the river flow, which allows you to create additional lifting force.

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.The caisson system of pontoons 2 of the complex has the necessary ice resistance. In winter, the complex turns into an ideal road. The modular system for the production of platforms consisting of pontoons, which are based on caissons of various configurations in plan, allows you to mount a complex of various directions. It becomes possible to create objects on the water, residential complexes and full-scale ecologically clean cities along the route-forming complex. The production of platforms consisting of coffer pontoons can be carried out in special docks, in the upper river, where they are assembled into certain modules. Then they float downstream loaded with additional parts. Towing vessels can participate in the additional installation of the route and facilities.

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.The body of the pontoon 2, which is based on the elements of caissons, is a reinforced concrete structure cast in a special formwork. An airtight gasket is laid in the formwork before pouring the pontoon, thereby providing a monolithic grip with the body. The border 6 serves as a wave chipper. From the side of quiet water, drainage of sedimentary water is provided. The assembly of the platforms is carried out using the docking and mounting nodes 7 (see Fig. 3). Ribs 8 create structural strength, and the air cushion gives the desired buoyancy. For stability of the complex 1, the platforms are equipped on both sides with cables 9 connected to fixed anchors 10 placed on the ground (see Fig. 1). The synchronous tension of the cables is regulated using any known device.

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.To generate electricity using the energy of the river, screw energy generators 3 are used. The housing of the screw generator 3 is a sealed pipe with spirally located blades 11, which create a torque. The housing of the screw generator 3 gives additional buoyancy to the platforms. The rotation of the screw generator 3 is transmitted to the generator 12, as well as the compressor 13, which pumps air into the caissons. The generator 12 provides an autonomous supply of electricity to the complex at any time of the year. Installations commonly used for such purposes may be installed to store excess energy generated.

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.The assembly of the platform pontoons between themselves is carried out using the well-known docking and fixing units 7. Drainage channels are provided in the asphalt surface of the platforms. The channels break the asphalt pavement into modules, which allows, in case of violation of the coating, to quickly replace the asphalt, and also the channels serve as thermal gaps. For the entry of small ships and surface houses into a quiet backwater, a rotary system of locks, using the energy of the river flow, is provided.

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.Installation of the transport and energy complex 1 is carried out in any known manner as soon as possible, given the simplicity of its design and the absence of the need to prepare the base under it. It is advisable to sink the pontoons of 2 platforms to a depth, while maintaining their buoyancy, ensuring the location of the roadway of the complex above the water level in a body of water or in the sea. This is achieved by adjusting the amount of air in each pontoon 2 platform. The presence of separate caissons in the pontoons 2 eliminates the possibility of wave formation in the cavity of the platform pontoon 2, and also increases reliability by maintaining the required buoyancy in case of damage to at least one of the platform walls, excluding its flooding or tipping.

Предлагаемый транспортно-энергетический комплекс может быть использован на полноводных реках.The proposed transport and energy complex can be used on deep rivers.

Изготовление и сборка комплекса может быть осуществлена с использованием известного технологического оборудования.The manufacture and assembly of the complex can be carried out using well-known technological equipment.

Claims

1. The transport and energy complex, formed from pontoons connected to the platforms, made in the form of caissons, installed on the water along the coastal strip and attached by cables to fixed anchors on the ground, the upper part of the pontoons forms the basis for the transport road, and in the lower part each pontoon is equipped screw energy generators attached by means of brackets, interconnected by transverse elements.

2. The transport and energy complex according to claim 1, characterized in that each caisson is made in the form of a sealed container open from below.

3. The transport and energy complex according to claim 2, characterized in that the platform in the plan is made in the form of a triangle, or a rectangle, or part of a ring.

4. The transport and energy complex according to claim 1, characterized in that the housing of the screw generators is made hollow.

5. The transport and energy complex according to claim 1, characterized in that it is equipped with a synchronous cable tension control system.