RU87716U1

RU87716U1 - WATERPROOF STRUCTURE "HOOK" FOR AQUATORIES

Info

Publication number: RU87716U1
Application number: RU2009100803/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Гавриленко; Юрий Степанович Козачинский; Владимир Исмаилович Абдулаев
Priority date: 2009-01-11
Filing date: 2009-01-11
Publication date: 2009-10-20

Abstract

1. Волнозащитное сооружение для акваторий, содержащее два ряда металлических опорных свай, погруженных в донный грунт с заданным наклоном и шагом перпендикулярно направлению движения волн, и насаженные на сваи пространственные решетчатые конструкции, образующие в разрезе равнобедренную трапецию, при этом внутреннее пространство этих конструкций заполнено волногасящей наброской из камня или бетонных блоков. ! 2. Волнозащитное сооружение по п.1, отличающееся тем, что пространственные решетчатые конструкции образуют жесткий каркас, снабженный направляющими обоймами, являющимися кондуктором при погружении опорных свай в донный грунт, причем направляющие обоймы закреплены в верхних и нижних углах пространственной решетчатой конструкции с заданным наклоном, соответствующим наклону погружения опорных свай. ! 3. Волнозащитное сооружение по п.1, отличающееся тем, что пространственные решетчатые конструкции выполнены в виде металлического трапецеидального в поперечном сечении каркаса из труб меньшего диаметра, чем диаметр опорных свай, с размерами ячеек меньше размеров камня (бетонных блоков) наброски и высотой не менее высоты волны, от которой производится защита.1. A wave protection structure for water areas, containing two rows of metal supporting piles, immersed in the bottom soil with a given slope and step perpendicular to the direction of wave movement, and spatial lattice structures mounted on the piles, forming an isosceles trapezoid in the section, while the inner space of these structures is filled with wave-extinguishing outline of stone or concrete blocks. ! 2. The wave protection structure according to claim 1, characterized in that the spatial lattice structures form a rigid frame provided with guide clips, which are a conductor when the support piles are immersed in the bottom soil, and the guide clips are fixed in the upper and lower corners of the spatial lattice structure with a given slope, corresponding to the inclination of the support piles. ! 3. The wave protection structure according to claim 1, characterized in that the spatial lattice structures are made in the form of a metal trapezoidal in the cross section of the frame of pipes of smaller diameter than the diameter of the supporting piles, with mesh sizes smaller than the size of the stone (concrete blocks) outline and a height of not less than the height of the wave from which protection is carried out.

Description

Техническое решение относится к устройству оградительных гидротехнических сооружений (молов и/или волноломов) и может быть использовано в акваториях морских портов.The technical solution relates to the installation of protective hydraulic structures (breakwaters and / or breakwaters) and can be used in the waters of seaports.

Известные волнозащитные сооружения [6, 7 и др.] традиционно включают установленные вертикально или ступенчато подпорные стенки с засыпкой (наброской) камнем или грунтом. Такие стенки могут быть выполнены из ребристых или трапецеидальных блоков, либо из плит с перфорацией.Famous wave protection structures [6, 7, etc.] traditionally include vertically or stepwise mounted retaining walls with backfill (outline) with stone or soil. Such walls can be made of ribbed or trapezoidal blocks, or of plates with perforation.

Однако, подобные устройства недостаточно эффективны для волногашения, так как имеет место сильная отраженная волна, создающая проблемы в прилегающих акваториях. К тому же применение этих устройств имеет существенные ограничения по грунтам основания с точки зрения их несущей способности и размываемости.However, such devices are not effective enough for wave suppression, since there is a strong reflected wave, which creates problems in the adjacent water areas. In addition, the use of these devices has significant limitations on the soil base in terms of their bearing capacity and erosion.

Сильные ударные воздействия волн о непроницаемую стенку и, как следствие, отраженная волна, могут быть существенно уменьшены и даже полностью предотвращены в сквозных конструкциях. Например, ряд известных устройств [1, 2], в которых волнозащитное сооружение является проницаемым и выполнено в виде двух рядов свай с насаженными на них волногасящими элементами из железобетонных блоков, имеющих сквозные отверстия, которые повышают эффективность волногашения. Пространство между рядами свай заполняется наброской из камня. В этих сооружениях волногасящие элементы располагаются по всей высоте сооружения.Strong shock effects of waves on an impenetrable wall and, as a result, a reflected wave can be significantly reduced and even completely prevented in through structures. For example, a number of known devices [1, 2], in which a wave protection structure is permeable and made in the form of two rows of piles with wave-suppressing elements mounted on them from reinforced concrete blocks having through holes that increase the efficiency of wave extinguishing. The space between the rows of piles is filled with a sketch of stone. In these structures, wave-damping elements are located along the entire height of the structure.

Известны также предложения по конструкции проницаемых молов и волноломов [3, 4, 5], в которых волногасящие элементы располагаются только в приповерхностном слое. Однако подобные молы и волноломы, обладая, в ряде случаев, сравнительно невысокой материалоемкостью, стоимостью и относительной простотой возведения, из-за отсутствия свайных рядов являются недостаточно надежными и долговечными, не исключают деформаций и локальных разрушений при сильном волнении, что ограничивает их применение. Кроме того, такие сооружения могут использоваться на акваториях со сравнительно небольшими глубинами (3 -5 м).There are also known proposals for the design of permeable breakwaters and breakwaters [3, 4, 5], in which wave-suppressing elements are located only in the surface layer. However, such breakwaters and breakwaters, possessing, in some cases, relatively low material consumption, cost and relative simplicity of construction, due to the lack of pile rows, are not reliable and durable enough, they do not exclude deformations and local fractures in case of strong waves, which limits their application. In addition, such structures can be used in waters with relatively shallow depths (3 -5 m).

В последнее время предложен ряд глубоководных волногосящих сооружений: оградительные молы [1, 2] с использованием совокупности двух рядов металлических свай с насаженными на них железобетонными элементами и каменной засыпкой (наброской) внутри, установка [5] для защиты от воздействия ветровых волн в виде системы наклонных до 30° к горизонту пластин (плит).Recently, a number of deep-water wave-absorbing structures have been proposed: guard breaks [1, 2] using a combination of two rows of metal piles with reinforced concrete elements planted on them and a stone backfill (outline) inside, installation [5] for protection against the effects of wind waves in the form of a system inclined to 30 ° to the horizon of plates (plates).

Сооружения [1, 2] имеют достаточную устойчивость, надежность и долговечность при определенных условиях применения.Structures [1, 2] have sufficient stability, reliability and durability under certain conditions of use.

Оградительный мол [2] содержит забитые в морское дно два ряда вертикальных свай и насаженные на сваи волногасящие элементы. Два вертикальных ряда свай с заполнением внутреннего пространства камнем образуют ряжевую конструкцию.The guard pier [2] contains two rows of vertical piles driven into the seabed and wave-suppressing elements mounted on piles. Two vertical rows of piles with the filling of the internal space with a stone form a string structure.

Оградительный мол [1], принятый за прототип, также представляет из себя ряжевую конструкцию. При этом мол [1] включает два ряда наклонных свай с насаженными на них волногасящими элементами, проницаемыми только в приповерхностном слое, нижняя часть мола непроницаемая. Внутреннее пространство между рядами свай в верхней проницаемой части мола заполнено наброской из камня или бетонных блоков, в нижней непроницаемой части в целях экономии дорогостоящего камня (бетонных блоков) обычной горной породой.The security pier [1], adopted as a prototype, also represents a muzzle design. Moreover, the pier [1] includes two rows of inclined piles with wave-suppressing elements mounted on them, permeable only in the surface layer, the lower part of the pier is impenetrable. The inner space between the rows of piles in the upper permeable part of the pier is filled with an outline of stone or concrete blocks, in the lower impenetrable part in order to save expensive stone (concrete blocks) with ordinary rock.

Достоинством этого сооружения [1] в отличие от мола [2] является реализация совокупности волногасителей сплошного и сквозного типа и меньшая стоимость. Однако и те и другие устройства [1, 2] при больших глубинах акватории (10÷20 м и более) при наличии в основании слабых грунтов имеют ограничения в применении из-за очень больших нагрузок на эти грунты. Учет этого фактора приводит к чрезмерному удорожанию подобных конструкций, которые и так недешевы, и увеличению сроков строительства.The advantage of this structure [1], unlike the pier [2], is the implementation of a combination of continuous and through-type wave suppressors and a lower cost. However, both devices [1, 2] at large depths of the water area (10–20 m or more) in the presence of weak soils at the base have limitations in application due to the very large loads on these soils. Taking this factor into account leads to excessive appreciation of such structures, which are already not cheap, and an increase in the construction time.

Указанные недостатки прототипа [1] и других известных технических решений могут быть устранены при использовании принципа размещения волногасящих элементов молов и волноломов в зоне максимального волнового воздействия [3, 4, 5], который совместно с усовершенствованными основными признаками прототипа [1] и аналога [2] позволяет получить эффективную защиту от волновых воздействий при приемлемых сложности и стоимости сооружения и сроках его возведения.These disadvantages of the prototype [1] and other known technical solutions can be eliminated by using the principle of placing wave-extinguishing elements of breakwaters and breakwaters in the zone of maximum wave impact [3, 4, 5], which, together with the improved basic features of the prototype [1] and analogue [2] ] allows you to get effective protection from wave effects with acceptable complexity and cost of construction and the timing of its construction.

Сущность технического решения предлагаемого оградительного сооружения заключается в создании наиболее рациональной конструкции, позволяющей осуществлять защиту от волн при больших глубинах акватории в зоне эффективного волногашения (вблизи водной поверхности).The essence of the technical solution of the proposed enclosure is to create the most rational design that allows protection against waves at large depths of the water in the zone of effective wave suppression (near the water surface).

Основной технический результат предлагаемого устройства - обеспечение высокой степени волногашения, устойчивости и надежности сооружения при снижении трудоемкости, материалоемкости и стоимости волнозащиты за счет реализации наиболее рациональной конструкции мола проницаемого типа с размещением элемента волногашения в приповерхностной зоне акватории. Дополнительные технические результаты предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом: 1) улучшение водообмена и экологических условий для огражденных участков акватории; 2) возведение волнозащитного сооружения (специальное название: «ГАК») с использованием новой специальной решетчатой пространственной конструкции, снабженной обоймами, служащими кондуктором для погружения свай и монтажа сооружения в целом. Решетчатая пространственная конструкция служит также для непосредственного размещения волногасящей каменной наброски.The main technical result of the proposed device is to ensure a high degree of wave damping, stability and reliability of the structure while reducing the complexity, material consumption and cost of wave protection due to the implementation of the most rational design of a pier of a pier type with the placement of a wave extinguishing element in the near-surface zone of the water area. Additional technical results of the proposed design compared to the prototype: 1) improvement of water exchange and environmental conditions for fenced areas of the water area; 2) the construction of a wave protection structure (special name: “HAC”) using a new special lattice spatial structure, equipped with clips that serve as a conductor for piling and mounting the structure as a whole. The lattice spatial design also serves for direct placement of wave-extinguishing stone outline.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Волнозащитное сооружение содержит два ряда металлических опорных свай, погруженных в донный грунт с заданным шагом перпендикулярно направлению движения волн, и насаженные на сваи пространственные решетчатые конструкции, которые образуют в поперечном разрезе трапецию, при этом внутреннее пространство решетчатых конструкций заполнено наброской из камня или бетонных блоков.The wave protection structure contains two rows of metal supporting piles, immersed in the bottom soil with a given step perpendicular to the direction of wave movement, and spatial lattice structures mounted on the piles, which form a trapezoid in the transverse section, while the inner space of the lattice structures is filled with a sketch of stone or concrete blocks.

Отличительной особенностью данного волнозащитного сооружения является то, что жесткая решетчатая конструкция снабжена направляющими обоймами, являющимися кондуктором для погружении опорных свай в донный грунт, причем направляющие обоймы закреплены в верхних и нижних углах решетчатой конструкции с заданным наклоном, соответствующим наклону погружения опорных свай, а сама решетчатая конструкция вследствие распора между наклонными сваями самофиксируется в приповерхностной части акватории в зоне максимального волнового воздействия.A distinctive feature of this wave protection structure is that the rigid lattice structure is equipped with guide clips, which are a conductor for immersing the supporting piles in the bottom soil, and the guide clips are fixed in the upper and lower corners of the lattice structure with a given slope corresponding to the inclination of the supporting piles, and the lattice itself the structure, due to the spread between inclined piles, self-fixes in the near-surface part of the water area in the zone of maximum wave action.

Волнозащитное сооружение, кроме того, отличается тем, что решетчатая конструкция выполнена в виде металлического трапецеидального каркаса из труб меньшего диаметра, чем диаметр опорных свай, с размерами ячеек меньше размеров камня (бетонных блоков) наброски и высотой не менее высоты волны, от которой производится защита, и снабжена внутренней крестообразной усиливающей рамой, жестко соединенной своими концами с нижними и верхними направляющими обоймами.The wave protection structure, in addition, is characterized in that the lattice structure is made in the form of a metal trapezoidal frame of pipes of a smaller diameter than the diameter of the supporting piles, with mesh sizes smaller than the dimensions of the stone (concrete blocks) of the outline and a height not less than the wave height from which the protection is made , and is equipped with an internal cruciform reinforcing frame rigidly connected at its ends with the lower and upper guide clips.

При этом волнозащитное сооружение выполнено расчетной протяженности и заданной в плане конфигурации, например, прямолинейной, криволинейной или выполненной с ответвлениями.At the same time, the wave protection structure is made of the calculated length and the configuration specified in terms of, for example, rectilinear, curvilinear or made with branches.

На чертеже представлена общая схема конструкции волнозащитного сооружения «ГАК» в поперечном сечении.The drawing shows a General diagram of the design of the wave protection structure "HAC" in cross section.

Волнозащитное сооружение содержит металлические опорные сваи 1, решетчатые пространственные конструкции 2 с жесткой крестообразной рамой 2б и направляющими обоймами 2а и наброску 3 из камня или бетонных блоков.The wave protection structure contains metal supporting piles 1, lattice spatial structures 2 with a rigid cross-shaped frame 2b and guide clips 2a and a sketch 3 of stone or concrete blocks.

Защита акваторий посредством предложенного гидротехнического сооружения производится следующим образом.Protection of water areas through the proposed hydraulic structures is as follows.

Известно, что волновое воздействие наиболее интенсивно в приповерхностном слое вблизи уровня водной поверхности на глубинах, равных высоте волны, от которой производится защита.It is known that the wave action is most intense in the surface layer near the level of the water surface at depths equal to the height of the wave from which protection is carried out.

В предлагаемой конструкции каменная наброска, являющаяся основным элементом, благодаря которому происходит гашение энергии волны, конструктивно располагается именно в приповерхностном слое акватории. Размеры наброски в поперечном сечении подбираются исходя из конкретных условий, основными из которых являются: глубина в месте установки волнолома, высота волны, от которой производится защита акватории и высота волны, которая допускается на защищаемой акватории. На предварительной стадии подбор осуществляется посредством выполнения инженерных расчетов, затем размеры уточняются при помощи гидравлического моделирования.In the proposed design, a stone sketch, which is the main element due to which the wave energy is quenched, is structurally located precisely in the near-surface layer of the water area. The dimensions of the outline in the cross section are selected based on specific conditions, the main of which are: the depth at the location of the breakwater, the wave height from which the water area is protected and the wave height that is allowed in the protected area. At the preliminary stage, the selection is carried out by performing engineering calculations, then the dimensions are specified using hydraulic modeling.

За счет новых существенных признаков предложенного волнозащитного сооружения: более рациональной конструкции трапецеидальной формы в приповерхностной зоне акватории и за счет использования проницаемых волногасителей обеспечивается технический результат - высокая степень гашения волн в зоне эффективного волногашения, устойчивость и надежность сооружения при снижении трудоемкости, материалоемкости и стоимости волнозащиты. Благодаря полностью проницаемой части между дном и каменной наброской достигается дополнительное улучшение водообмена и экологических условий в защищаемой акватории. Таким образом, в предлагаемом техническом решении достигается оптимальное значение комплексного критерия «сложность - стоимость - эффективность», т.е. минимальная стоимость при высокой эффективности волногашения и приемлемой сложности сооружения мола.Due to new significant features of the proposed wave protection structure: a more rational trapezoidal design in the near-surface zone of the water area and due to the use of permeable wave absorbers, the technical result is ensured - a high degree of wave damping in the effective wave extinguishing zone, stability and reliability of the structure while reducing labor intensity, material consumption and cost of wave protection. Thanks to the completely permeable part between the bottom and the rock outline, additional improvement of water exchange and environmental conditions in the protected area is achieved. Thus, in the proposed technical solution, the optimal value of the complex criterion “complexity - cost - efficiency” is achieved, i.e. minimum cost with high efficiency of wave suppression and acceptable complexity of the construction of the pier.

ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

I. Прототип и аналог:I. Prototype and analogue:

1. RU 41741 U1, 10.01.2004 (прототип).1. RU 41741 U1, 01/10/2004 (prototype).

2. RU 17706 U1, 20.04.2001 (аналог).2. RU 17706 U1, 04.20.2001 (analogue).

3. RU 2098548 С1, 10.12.1997 (аналог).3. RU 2098548 C1, 12/10/1997 (analogue).

II. Дополнительные источники по уровню техники:II. Additional sources of prior art:

4. RU 2147641 С1, 20.04.2000.4. RU 2147641 C1, 04/20/2000.

5. RU 2004126177/03 А, 10.12.1997.5. RU 2004126177/03 A, 12/10/1997.

6. Морской энциклопедический справочник: В 2-х томах. Том 2 / Под ред. Н.Н.Исанина. - Л.: Судостроение, 1987, 520 с. (см. Оградительные сооружения, с.15-17).6. Maritime Encyclopedic Reference: In 2 volumes. Volume 2 / Ed. N.N. Isanina. - L .: Shipbuilding, 1987, 520 p. (see Buildings, p.15-17).

7. Новый политехнический словарь / Под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2003, 671 с. (с.83-84).7. New Polytechnical Dictionary / Ed. A.Yu. Ishlinsky. - M.: Big Russian Encyclopedia, 2003, 671 p. (p. 83-84).

Claims

1. A wave protection structure for water areas, containing two rows of metal supporting piles, immersed in the bottom soil with a given slope and step perpendicular to the direction of wave movement, and spatial lattice structures mounted on the piles, forming an isosceles trapezoid in the section, while the inner space of these structures is filled with wave-extinguishing outline of stone or concrete blocks.

2. The wave protection structure according to claim 1, characterized in that the spatial lattice structures form a rigid frame provided with guide clips, which are a conductor when the support piles are immersed in the bottom soil, and the guide clips are fixed in the upper and lower corners of the spatial lattice structure with a given slope, corresponding to the inclination of the support piles.

3. The wave protection structure according to claim 1, characterized in that the spatial lattice structures are made in the form of a metal trapezoidal in the cross section of the frame of pipes of smaller diameter than the diameter of the supporting piles, with mesh sizes smaller than the size of the stone (concrete blocks) outline and a height of not less than the height of the wave from which protection is carried out.