RU2211286C1 - Stepped water retaining and protective structure - Google Patents
Stepped water retaining and protective structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211286C1 RU2211286C1 RU2002102474/03A RU2002102474A RU2211286C1 RU 2211286 C1 RU2211286 C1 RU 2211286C1 RU 2002102474/03 A RU2002102474/03 A RU 2002102474/03A RU 2002102474 A RU2002102474 A RU 2002102474A RU 2211286 C1 RU2211286 C1 RU 2211286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- retaining
- water
- ice
- retaining wall
- stepped
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retaining Walls (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при возведении ступенчатых подпорных стенок, защищающих откосы сооружений и берега водоемов и водотоков от разрушения их водою и льдом. The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the construction of stepped retaining walls that protect the slopes of structures and the banks of water bodies and streams from their destruction by water and ice.
Известно ступенчатое подпорное сооружение, включающее подпорные стенки, выполненные из сборных преднапряженных железобетонных элементов и расположенные ярусами с образованием между ними горизонтальной грани ступени насыпным грунтом [1]. Такое сооружение имеет ограниченную область использования из-за того, что оно не приспособлено к восприятию высоких ледовых нагрузок со стороны водоема или водотока, это объясняется тем, что каждая ступень сооружения, имея невысокую несущую способность, работает практически независимо от смежных с ней ступеней. Known stepped retaining structure, including retaining walls made of prefabricated reinforced concrete elements and arranged in tiers with the formation of a horizontal facet of the step between them with bulk soil [1]. Such a structure has a limited area of use due to the fact that it is not adapted to the perception of high ice loads from the side of the reservoir or watercourse, this is due to the fact that each stage of the structure, having a low bearing capacity, works almost independently of adjacent levels.
Известна ступенчатая облицовка откоса бетонными блоками, имеющими каждый форму прямоугольного параллелепипида с выступом на его нижней грани, обеспечивающем зацепление блока за верх нижележащего блока [2]. Такая ступенчатая облицовка матералоемка, имеет малое сцепление с грунтом откола, а при воздействии на ступень облицовки ледовой нагрузки в работу включаются только вышележащие ступени. Known stepped facing of the slope with concrete blocks having each shape of a rectangular parallelepipid with a protrusion on its lower edge, ensuring the block engagement for the top of the underlying block [2]. Such a stepped cladding is material-intensive, has low adhesion to the cleavage ground, and when exposed to an ice load cladding step, only overlying steps are included in the work.
Известна ступенчатая облицовка откоса бетонными блоками, имеющими каждый форму прямоугольного параллелепипеда с выступами на его нижней грани, выполненными в виде свай, имеющих форму трехгранных пирамид и обеспечивающих блоку сцепление с грунтом откоса и зацепление за нижележащие блоки [3]. Такая ступенчатая облицовка откоса материалоемка и сложна в изготовлении, а при воздействии на ступень облицовки ледовой нагрузки в работу включаются также только вышележащие ступени. Known stepwise facing the slope with concrete blocks having each shape of a rectangular parallelepiped with protrusions on its lower face, made in the form of piles having the shape of trihedral pyramids and providing the block with adhesion to the slope and engagement with the underlying blocks [3]. Such a stepped facing of the slope is material-intensive and difficult to manufacture, and when exposed to the step of facing the ice load, only overlying steps are included in the work.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ступенчатое подпорнозащитное сооружение, включающее подпорные стенки, выполненные по длине из состыкованных между собою элементов уголкового профиля и расположенные ярусами на насыпном грунте с образованием ступенчатой лицевой поверхности сооружения, взаимодействующего с водой водоема или водотока. Каждый элемент уголкового профиля имеет вертикальную полку, образующей лицевую грань ступени и горизонтальную полку, образующей одной своей частью анкер, а другой - горизонтальную грань ступени [4]. Недостаток этого ступенчатого подпорнозащитного сооружения заключается в следующем:
- не обеспечивается устойчивость сооружения в случае узкой горизонтальной грани ступени и большой расход материала на изготовление элементов уголкового профиля при одновременном увеличении габаритов и веса каждого из них в случае широкой горизонтальной грани ступени, когда ширина горизонтальной полки этого элемента в два и более раза превышает высоту его вертикальной полки;
- недостаточная надежность сооружения и большой расход материалов на ее создание из-за высоких нагрузок, действующих на вертикальную полку элемента уголкового профиля, а именно: ледовых - с одной стороны и от насыпного грунта - с другой стороны.The closest technical solution to the proposed one is a stepped retaining structure, including retaining walls made along the length of the corner profile elements joined together and arranged in tiers on bulk soil to form a stepped front surface of the structure interacting with the water of the reservoir or watercourse. Each corner profile element has a vertical shelf, forming the front face of the step and a horizontal shelf, forming one of its parts an anchor, and the other - the horizontal face of the step [4]. The disadvantage of this stepped retaining structure is the following:
- stability of the structure is not ensured in the case of a narrow horizontal face of the step and a large consumption of material for the manufacture of corner profile elements while increasing the dimensions and weight of each of them in the case of a wide horizontal face of the step, when the width of the horizontal shelf of this element is two or more times its height vertical shelf;
- insufficient reliability of the structure and the high consumption of materials for its creation due to the high loads acting on the vertical shelf of the corner profile element, namely: ice - on the one hand and from bulk soil - on the other hand.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности подпорнозащитного сооружения и экономия средств на его создание, технический же результат от использования изобретения заключается в одновременном вовлечении в работу элементов всех ступеней сооружения при воздействии ледовой нагрузки на одну из них и в уменьшении нагрузок на элементы сооружения как от льда, так и от насыпного грунта. The task to which the claimed invention is directed is to increase the reliability of the sub-protective structure and save money on its creation, the technical result from the use of the invention is to simultaneously involve the elements of all stages of the structure in the work when the ice load is on one of them and to reduce the load on construction elements both from ice and from bulk soil.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в ступенчатом подпорнозащитном сооружении, включающем подпорные стенки, выполненные по длине из состыкованных между собой элементов уголкового профиля и расположенные ярусами на насыпном грунте с образованием ступенчатой лицевой поверхности сооружения, взаимодействующего с водой водоема или водотока, согласно изобретению между подпорными стенками двух смежных ярусов горизонтальная грань ступени образована насыпным грунтом, на котором поперек ступени размещены дополнительные элементы, каждый из которых одним концом пристыкован к верхней части подпорной стенки нижнего яруса, а другой - к нижней части подпорной стенки верхнего яруса. Одновременно с этим лицевая грань ступени отклонена от вертикали в сторону грунтовой засыпки на угол α, величина которого удовлетворяет соотношению tgα>μ, где μ - коэффициент трения между лицевой гранью ступени и льдом водоема или водотока, плоскость стыка дополнительного элемента с подпорной стенкой отклонена от вертикали на угол β, величина которого удовлетворяет соотношению tg β < f , где f - коэффициент мокрого трения между дополнительным элементом и подпорной стенкой. Дополнительный элемент пристыкован к подпорной стенке с возможностью скольжения по ней в вертикальной плоскости, целесообразно дополнительные элементы выполнить в виде основных и дополнительных брусьев с Т-образными в плане концами, при этом основные брусья следует пристыковать к подпорным стенкам в местах стыкования элементов уголкового профиля, а дополнительные брусья разместить между основными, угол β приравнять к углу α, а каждый конец основного бруса снабдить Т-образным ползуном с размещением его продольной полки между двумя смежными элементами уголкового профиля подпорной стенки. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a stepped retaining structure, including retaining walls made along the length of the angled profile elements joined together and arranged in tiers on bulk soil to form a stepped front surface of the structure interacting with the water of the reservoir or watercourse, according to the invention, between the retaining walls of two adjacent tiers, the horizontal facet of the step is formed by bulk soil, on which enes additional elements each of which one end is docked to the upper part of the lower tier of the retaining wall, and the other - to the bottom of the upper tier of the retaining wall. At the same time, the face of the step is deviated from the vertical towards the soil backfill by an angle α, the value of which satisfies the relation tgα> μ, where μ is the friction coefficient between the face of the step and the ice of the reservoir or watercourse, the junction plane of the additional element with the retaining wall is deviated from the vertical angle β, the value of which satisfies the relation tg β <f, where f is the coefficient of wet friction between the additional element and the retaining wall. The additional element is docked to the retaining wall with the possibility of sliding along it in a vertical plane, it is advisable to perform additional elements in the form of main and additional bars with T-shaped ends in plan, while the main bars should be joined to the retaining walls at the junctions of the corner profile elements, and place additional bars between the main ones, equalize angle β to angle α, and equip each end of the main beam with a T-shaped slider with its longitudinal shelf between two important elements of the corner profile of the retaining wall.
Сущность технического решения заключается в том, что снабжение ступенчатого подпорнозащитного сооружения по ранее изложенным правилам дополнительными элементами позволило при воздействии на сооружение высоких ледовых нагрузок вовлечь в работу одновременно все ступени сооружения посредством передачи нагрузок дополнительными элементами от одной ступени к другой и без существенных дополнительных затрат и усложнений работ увеличить ширину ступеней, что существенно повысило надежность сооружения за счет повышения устойчивости насыпного грунта при одновременном уменьшении его объема - ступенчатая лицевая поверхность сооружения приближена к естественному очертанию откоса (берега). Одновременно с этим наклон лицевой грани ступени в сторону насыпного грунта под заданным углам в существенной мере уменьшил величину ледовой нагрузки на ступень за счет обеспечения наползания на нее льда и повысил устойчивость насыпного грунта от действия льда за счет изменения направления действия на грунт силы, нормальной к плоскости грани ступени. При отсутствии же ледовой нагрузки этот наклон грани ступени уменьшает активное давление насыпного грунта на подпорную стенку этой ступени, ограничение величины наклона лицевой грани ступени обобщенным условием μ<tgα<f (обобщение пунктов формулы 1, 2 и 5) предотвращает скольжение торца дополнительного элемента по грани подпорной стенки при передаче им сжимающего усилия от одной стенки к другой и позволяет просто и надежно пристыковать в наиболее ответственных местах дополнительные элементы к подпорной стенке посредством T-образных ползунов. The essence of the technical solution lies in the fact that the supply of a stepped retaining structure according to the previously stated rules with additional elements made it possible to involve all stages of the structure at the same time by influencing the construction of high ice loads by transferring loads of additional elements from one stage to another and without significant additional costs and complications works to increase the width of the steps, which significantly increased the reliability of the structure by increasing the stability of the embankments soil while reducing its volume - a stepped front surface of the structure is close to the natural outline of the slope (shore). At the same time, the slope of the face of the step towards the bulk soil at predetermined angles substantially reduced the amount of ice load on the step by ensuring ice creep onto it and increased the stability of the bulk soil from the action of ice by changing the direction of the force normal to the plane the verge of the step. In the absence of ice load, this slope of the step face reduces the active pressure of the bulk soil on the retaining wall of this step, the restriction of the slope of the face of the step to the generalized condition μ <tgα <f (generalization of
На фиг.1 изображено подпорнозащитное сооружение, план;
на фиг. 2 - разрез А-A на фиг.1; на фиг.3 - элемент уголкового профиля, вид в аксонометрии; на фиг. 4 - дополнительный элемент в виде основного бруса, вид в аксонометрии; на фиг.5 - разрез A-А на фиг.1 в варианте выполнения элемента уголкового профиля составным.Figure 1 shows the supporting structure, plan;
in FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1; figure 3 is an element of a corner profile, a perspective view; in FIG. 4 - an additional element in the form of a main beam, a view in a perspective view; figure 5 is a section aa in figure 1 in the embodiment of the element of the angular profile composite.
Предлагаемое сооружение выполнено из поярусно размещенных подпорных стенок 1, насыпного грунта 2, заполняющего полость между подпорными стенками 1 и защищаемым от размыва берегом 3 и дополнительных элементов 4. Каждая подпорная стенка 1 вышележащего яруса относительно подпорной стенки 1 нижележащего яруса в плане смещена в сторону берега 3 с образованием ступени 5, горизонтальная грань 6 которой образована насыпным грунтом 2, а ее лицевая грань 7 - подпорной стенкой 1. Такие ступени 5 образуют ступенчатую лицевую поверхность подпорнозащитного сооружения, взаимодействующего с водой и льдом 8 водоема или водотока 9. The proposed structure is made of half-placed retaining
Каждая подпорная стенка 1 по длине выполнена из состыкованных между собой бетонных элементов уголкового профиля 10, каждый из которых состоит из лицевой полки 11, образующей лицевую грань 7 ступени 5, и горизонтальной полки 12, образующей ее анкер, лицевая грань 7 ступени 5 отклонена от вертикали в сторону насыпного грунта 2 (берега 3) на угол α, величина которого удовлетворяет соотношению tgα>μ, где μ - коэффициент трения между лицевой гранью ступени и льдом водоема или водотока. Дополнительные элементы 4 размещены на насыпном грунте 2 (частично или полностью в него утоплены) в плоскости горизонтальной грани 6 ступени 5 и поперек ее, при этом каждый из них одним концом пристыкован к верхней части подпорной стенки 1 нижележащего яруса, а другим - к нижней части подпорной стенки 1 вышележащего яруса. Each
Дополнительные элементы 4 выполнены в виде основных 13 и дополнительных 14 бетонных брусьев с Т-образными в плане концами 15, при этом основные брусья 13 пристыкованы к подпорной стенке 1 в местах стыкования элементов уголкового профиля 10, а дополнительные брусья 14 размещены между ними, концы 15 брусьев 13 и 14 пристыкованы к соответствующим подпорным стенкам 1 так, что каждая плоскость их стыка 16 отклонена от вертикали на угол β, величина которого удовлетворяет соотношению tg β < f , где f - коэффициент мокрого трения между брусьями 13 и 14 и подпорной стенкой 1. При этом каждый конец 15 основного бруса 13 снабжен металлическим Т-образным ползуном 17 (фиг.4), продольная полка 18 которого размещена в зазоре 19 между двумя смежными элементами уголкового профиля 10, а длина lэ лицевой полки 11 элемента 10 превышает длину l0 его горизонтальной полки 12. Последнее обеспечивает образование у лицевой полки 11 двух консолей 20, торцы которых в стенке 1 пристыкованы с образованием зазора 19. Все это позволяет приравнять угол β к углу α и обеспечить при осадке насыпного грунта 2 в бытовых условиях возможность скольжения брусьев 13 и 14 по подпорным стенкам 1 в вертикальной плоскости на ограниченную величину.Additional elements 4 are made in the form of main 13 and additional 14 concrete beams with T-
От размыва пляжная зона 21 берега 3 защищена каменной наброской 22, а выше максимального уровня ледохода (max УЛ) берег 3 защищен бетонными плитами 23. Смежные элементы уголкового профиля 10 состыкованы между собой посредством приваренных стержней, а зазоры 19 между ними со стороны насыпного грунта 2 перекрыты нащельниками (на чертежах не показаны). The
Дополнительные брусья 14 передают ледовую нагрузку только на подпорную стенку вышележащего яруса и работают только на сжатие (распорки), основные же брусья 13 - как на стенку вышележащего яруса (сжатие), так и на стенку нижележащего яруса (растяжение), поэтому целесообразно брусья 13 изготовлять из преднапряженного бетона. The additional bars 14 transfer the ice load only to the retaining wall of the overlying tier and work only for compression (spacers), the main bars 13 - both to the wall of the overlying tier (compression) and to the wall of the underlying tier (stretching), therefore it is advisable to make the
Принимая коэффициент трения μ между льдом и сооружением по источнику [5] , а коэффициент мокрого трения бетона по бетону f = 0,7 и с учетом ранее принятого β = α обобщающее условие для угла α отклонения лицевой грани 7 ступени 5, выражаемое в градусах, принимает вид 9 < α < 35. Taking the coefficient of friction μ between the ice and the structure according to the source [5], and the coefficient of wet friction of concrete on concrete f = 0.7 and taking into account the previously adopted β = α, the generalized condition for the angle α of the deviation of the face 7 of
При значении угла α менее 9 градусов вползание льда на подпорную стенку 1 будет отсутствовать, в результате чего на стенку будет действовать высокая горизонтальная составляющая Fh от ледяного поля (фиг.2), а при отсутствии этого воздействия (бытовые условия) на стенку действует высокое активное давление насыпного грунта при значении α более 35 градусов брусья 13 и 14, передающие давление льда от подпорной стенки одного яруса на подпорную стенку вышерасположенного яруса, будет скользить по последней стенке, в результате чего нарушится их совместная работа, при выполнении же условия 9°<α<35° все подпорнозащитное сооружение работает как единое целое, при этом нагрузки как от льда, так и от насыпного грунта будут невысокие, а при достаточной ширине горизонтальной (анкерной) полки 12 элемента 10 наползший на ступень 5 лед своим весом увеличит устойчивость сооружения против ледового воздействия.If the angle α is less than 9 degrees, there will be no creep of ice onto the
Учет собственного веса льда, препятствующего наползанию льда на стенку, а также конструктивные и технологические условия работ позволяют рекомендовать более узкий диапазон угла α, а именно 20 < α < 30 (в градусах). Taking into account the dead weight of ice that prevents ice from creeping onto the wall, as well as the design and technological conditions of work, we can recommend a narrower range of angle α, namely 20 <α <30 (in degrees).
Элемент уголкового профиля 10 в поперечном сечении может быть составлен из отдельно изготовленных его полок 11 и 12, соединенных между собой посредством анкерных тяг 24 и паза 25 (фиг.5), что упрощает работы по изготовлению сборных элементов на заводе. The element of the angle profile 10 in cross section can be composed of separately manufactured
Широкие ступени обеспечивают проезд по ним строительной техники, что упрощает ведение работ при возведении сооружения и при его ремонте. Wide steps provide passage through them of construction equipment, which simplifies the work during the construction of the structure and during its repair.
Использованные источники
1. Патент США 4572711, кл. Е 02 D 29/02, опубл. 1986.Used sources
1. US patent 4572711, CL E 02 D 29/02, publ. 1986.
2. Патент Швейцарии 663437, кл. Е 02 D 17/20, опубл. 1987. 2. Switzerland patent 663437, cl. E 02
3. Патент Российской Федерации 2054081, кл. Е 02 В 3/12, опубл. 1996. 3. Patent of the Russian Federation 2054081, cl. E 02
4. Авторское свидетельство СССР 666239, кл. Е 02 В 7/06, опубл. 1979 (прототип). 4. Copyright certificate of the USSR 666239, cl. E 02 B 7/06, publ. 1979 (prototype).
5. Изменение 2 СНИП 2.06.04-62 "Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)". Журнал "БСТ" 10, 1995, с. 20, табл.34. 5. Change 2 SNIP 2.06.04-62 “Loads and impacts on hydraulic structures (wave, ice and from ships)”. BST Magazine 10, 1995, p. 20, table 34.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002102474/03A RU2211286C1 (en) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | Stepped water retaining and protective structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002102474/03A RU2211286C1 (en) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | Stepped water retaining and protective structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2211286C1 true RU2211286C1 (en) | 2003-08-27 |
Family
ID=29246333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002102474/03A RU2211286C1 (en) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | Stepped water retaining and protective structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2211286C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103835297A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 中国二十冶集团有限公司 | Deep pit envelop enclosure of large area sludge fluid soil layer |
-
2002
- 2002-01-28 RU RU2002102474/03A patent/RU2211286C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103835297A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 中国二十冶集团有限公司 | Deep pit envelop enclosure of large area sludge fluid soil layer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0171417B1 (en) | Structural module for retaining walls and the like | |
US5623797A (en) | Block structure and system for arranging above-ground fencing, railing and/or sound barriers | |
NO174752B (en) | Stoettemur | |
US4897955A (en) | Wooden landscaping structures | |
US4269537A (en) | Revetment unit | |
US4432176A (en) | Vertical modular construction element and construction method using the same | |
US4380409A (en) | Crib block for erecting bin walls | |
US20080244995A1 (en) | Wall Assembly | |
US5120164A (en) | Retaining wall and block for constructing the same | |
RU2211286C1 (en) | Stepped water retaining and protective structure | |
RU2211287C1 (en) | Retaining wall | |
NL8901218A (en) | SUPPORT STRUCTURE FOR STABILIZING THE SOIL. | |
GB2283996A (en) | Dry stone wall block | |
RU2307212C2 (en) | Pile foundation for seismic territories | |
JP3041280B1 (en) | Prefabricated embankment | |
RU2376428C1 (en) | Multi-storied building and method of erection on slopes or cliffs | |
US9850634B1 (en) | Aquatic protective unit | |
JP4834649B2 (en) | Construction structure of embankment structure, retaining wall block for construction of embankment structure and construction method of embankment structure | |
KR200395276Y1 (en) | The block for the river bed protection | |
RU2034957C1 (en) | Creep resistant construction | |
KR102228751B1 (en) | Prefabricated Covering Block for Breakwater | |
US4796398A (en) | Foundation of a building or installation erected across a ravine extending along a slope | |
KR100346947B1 (en) | The SEN Retaining Wall | |
KR100777944B1 (en) | An unit for breast walls and a method for building breast walls thereby | |
RU2374394C1 (en) | Spatial foundation platform on sliding layer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040129 |