RU2738902C1

RU2738902C1 - City embankment

Info

Publication number: RU2738902C1
Application number: RU2020117992A
Authority: RU
Inventors: Евгений Андреевич Коновалов; Михаил Александрович Колосов; Наталия Валерьевна СЕЛЕЗНЁВА; Сергей Валерьевич Боровков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Тр Инжиниринг"
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2020-12-18

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to shore-protecting structures located in the recreation zone and can be used for construction of city embankments, as well as mooring and shore protective structures erected on open water areas. Problem, which is solved by the claimed invention, consists in protection of embankment territory from the bay during a storm due to reduction of height of bursts from waves running on the embankment retaining wall. City embankment includes, as well as a prototype, installed on the foundation along the shoreline of the retaining wall with the upper platform, located along the wall and fenced off from it by the parapet, unlike prototype, retaining wall is constructed of gabions filled with stones with porosity of 0.4-0.5 of aggregate volume. Width of the wall is determined from the relationship b_κ=0.5∙τ∙ν_κ, where ν_κ is the speed of the rough wave in the masonry, and τ is the period of disturbance.

EFFECT: providing maximum damping of incident wave energy and reduction of wave height at its collision with wall, which will provide protection of embankment territory from bay during storm.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к берегоукрепительным сооружениям, расположенным в зоне рекреации, и может быть использовано для строительства городских набережных, а также причальных и берегозащитных сооружений, возводимых на открытых акваториях.The invention relates to coastal protection structures located in the recreation area, and can be used for the construction of city embankments, as well as berthing and coastal protection structures, erected in open water areas.

Городские набережные представляют собой сооружения, окаймляющие береговую линию моря или реки, и служащие для укрепления берега, предохранения его от размыва, а также для удобного прохода и проезда вдоль него. Набережные как сооружения выполняются обычно в виде вертикальных подпорных стенок из бетонных или гранитных блоков с парапетом и пешеходной и проезжей территориями (см. «Порты и портовые сооружения» авт. Джунковский Н.И. и др., часть II, - М.: Издательство литература по строительству, 1967, рис. 4, 5,6).City embankments are structures that border the coastline of the sea or river, and serve to strengthen the coast, protect it from erosion, as well as for easy passage and travel along it. Embankments as structures are usually made in the form of vertical retaining walls made of concrete or granite blocks with a parapet and pedestrian and traffic areas (see "Ports and port facilities" author Dzhunkovsky N.I. et al., Part II, - M .: Publishing house literature on construction, 1967, Fig. 4, 5.6).

Известна набережная по АС СССР №1275071, опубл 1986, представляющая собой прямолинейную лицевую стенку из плоских вертикальных элементов, рассчитанных на давление грунта обратной засыпки, экранированное стенкой из оболочек - армокаркасов, заполненных камнем. Недостатком устроства является достаточно высокая трудо- и материалозатратность конструкции из-за необходимости отдельного сооружения лицевой стенки. Кроме того, нет возможности сооружать такие причальные набережные в условиях открытой акватории.Known embankment according to the USSR AS No. 1275071, publ 1986, which is a rectilinear front wall made of flat vertical elements designed for backfill soil pressure, screened by a wall of shells - reinforced frames filled with stone. The disadvantage of the device is the rather high labor and material consumption of the structure due to the need for a separate construction of the front wall. In addition, it is not possible to construct such quayside embankments in an open water area.

Известна набережная, содержащая установленную на фундаменте вдоль береговой линии волноотбойную стену с парапетом и расположенные вдоль волноотбойной стены прогулочную зону и дорожную магистраль (см. патент RU №2023788, Е02В 3/06, 1991 г.). Сооружение направлено на расширение функциональных возможностей набережной, но не решает вопросов защиты от повышенного морского волнения.Known embankment, which is installed on the foundation along the coastline with a wave breaker wall with a parapet and located along the break wall walking area and a road highway (see patent RU No. 2023788, E02B 3/06, 1991). The construction is aimed at expanding the functionality of the embankment, but does not solve the issues of protection from increased sea waves.

В существующих набережных для предотвращения поступления воды на прилежащую территорию при волновых всплесках, как правило, увеличивают высоту подпорных стенок или бетонного парапета. Так, на Имеретинской набережной (г. Сочи, Адлер) высоту парапета увеличили до 2,5 м, закрыв от отдыхающих панораму Черного моря.In existing embankments, in order to prevent water from entering the adjacent territory during wave surges, as a rule, the height of retaining walls or concrete parapet is increased. So, on the Imeretinskaya embankment (Sochi, Adler) the height of the parapet was increased to 2.5 m, covering the panorama of the Black Sea from the rest.

Из известных аналогов наиболее близким по назначению и технической сущности к заявленному изобретению является набережная по патенту РФ №2330914, Е02В 3/06, опубл. 2008 г. Сооружение содержит установленную на фундаменте вдоль береговой линии волноотбойную стену с парапетом со стороны водного пространства. Вдоль волноотбойной стены расположены магистрали, выполненные в виде надводной дороги, примыкающей к волноотбойной стене и защищенной боковиной со стороны водного пространства. Сооружение направлено на повышение качества отдыха людей, находящихся на набережной вблизи волноотбойной стены во время небольших волнений на море. Однако во время шторма волноотбойная стена формирует высокие всплески воды, заливая территорию набережной.Of the known analogues, the closest in purpose and technical essence to the claimed invention is the embankment according to RF patent No. 2330914, E02B 3/06, publ. 2008 The structure contains a breakwater wall installed on a foundation along the coastline with a parapet from the water side. Along the breakwater wall, there are highways made in the form of a surface road adjacent to the breaker wall and protected by a sidewall from the side of the water space. The construction is aimed at improving the quality of recreation for people who are on the embankment near the breakwater wall during minor sea waves. However, during a storm, the breakwater wall forms high bursts of water, flooding the embankment area.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в защите территории набережной от залива во время шторма за счет уменьшения высоты всплесков от волн, набегающих на вертикальную стенку набережной.The problem to be solved by the claimed invention is to protect the area of the embankment from the bay during a storm by reducing the height of the bursts from the waves running on the vertical wall of the embankment.

Для достижения указанного технического результата используется следующая совокупность существенных признаков в набережной, включающей также как и прототип, установленную на фундаменте вдоль береговой линии подпорную стену с верхней площадкой, расположенной вдоль стены и отгороженной от нее парапетом, в отличие от прототипа, подпорную стену сооружают из габионов, заполненных камнями с пористостью 0,4-0,5 объема заполнителя, при этом ширина стены определяется из соотношения

где

- скорость движения накатной волны в каменной кладке, τ - период волнения.To achieve this technical result, the following set of essential features in the embankment is used, including, like the prototype, a retaining wall installed on the foundation along the coastline with an upper platform located along the wall and fenced off from it by a parapet, unlike the prototype, the retaining wall is constructed from gabions filled with stones with a porosity of 0.4-0.5 aggregate volume, while the wall width is determined from the ratio

Where

is the speed of the rolling wave in the masonry, τ is the wave period.

Сущность изобретения заключается в создании за счет габионной кладки «пористой» каменно-металлической конструкции, обладающей волнопоглощающими и несущими свойствами. При накате волны конструкция за счет пустот между камнями поглощает набегающий поток воды, а при ее откате возвращает воду в акваторию. Таким образом, подпорная стена выполняет функцию волноотбойного сооружения, максимально гасящего энергию набегающей волны и снижающего высоту волны при ее столкновении со стеной. Это позволяет перенести волноотбойную нагрузку с парапета на подпорную стену и использовать парапет только как оградительное сооружение для предохранения от заплеска волны на прилегающую территорию. Достоинством конструкции также является то, что водопроницаемая структура сеток с камнями исключает динамические и статические нагрузки. Поэтому габионная подпорная стена, установленная на прочном основании, не подвергается деформациям и разрушениям даже при сильных штормах.The essence of the invention is to create, due to the gabion masonry, a "porous" stone-metal structure with wave-absorbing and bearing properties. When the wave rises, the structure absorbs the incoming water flow due to the voids between the stones, and when it rolls back, it returns the water to the water area. Thus, the retaining wall performs the function of a wave-breaker structure that maximally absorbs the energy of the incident wave and reduces the wave height when it collides with the wall. This allows the surge load to be transferred from the parapet to the retaining wall and to use the parapet only as a protective structure to protect against wave splash into the adjacent territory. Another advantage of the design is that the water-permeable structure of the meshes with stones excludes dynamic and static loads. Therefore, the gabion retaining wall, installed on a solid foundation, is not subject to deformation and destruction, even in severe storms.

Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача решается в результате новой, совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed device and the prototype showed that the task is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed invention with the "novelty" criterion of patentability.

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области гидротехнических сооружений не выявил отдельных отличительных признаков заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».In turn, the conducted information search in the field of hydraulic structures did not reveal individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение предлагаемого устройства в поперечном разрезе, на фиг. 2 - в плане.The essence of the invention is illustrated by graphic materials, where in Fig. 1 shows a schematic cross-section of the proposed device, FIG. 2 - in plan.

Набережная (фиг. 1) представляет собой подпорную стену 1, выложенную из габионов 2. Габионы 2 возводят на бетонной плите 3 в несколько ярусов и рядов, скрепляя их между собой по высоте и ширине. Сверху габионной монолитной кладки 2 монтируют бетонное покрытие 4, которое завершается волноотбойным парапетом 5. Бетонную плиту 3 укладывают на береговой откос 6, расположенный на урезе воды, под водой или на подтопляемом волнами берегу.The embankment (Fig. 1) is a retaining wall 1, lined with gabions 2. Gabions 2 are erected on a concrete slab 3 in several tiers and rows, fastening them together in height and width. On top of the gabion monolithic masonry 2, a concrete coating 4 is mounted, which ends with a breakwater parapet 5. The concrete slab 3 is laid on the coastal slope 6, located at the water's edge, under water or on a coast flooded by waves.

При расчете размеров стены учитывается период волнения τ и скорость

при которой происходит наполнение сооружения водой. Ширина стены определяется из соотношения:

где

- скорость движения накатной волны в каменной кладке, τ - период волнения. Величина скорости определяется формулой:

где К_Т - коэффициент турбулентной фильтрации, зависящий от размеров камня, уложенного в габионы.When calculating the dimensions of the wall, the wave period τ and the speed

at which the structure is filled with water. The width of the wall is determined from the ratio:

Where

is the speed of the rolling wave in the masonry, τ is the wave period. The speed is determined by the formula:

where К _Т is the coefficient of turbulent filtration, which depends on the size of the stone laid in gabions.

Данные К_Т определяются по таблице:Data K _{T are} determined from the table:

Величина уклона воды, заполняющей конструкцию, определяется по формуле:The slope of the water filling the structure is determined by the formula:

где h - высота волны; b_к - ширина набережной. Высоту набережной, сформированной из габионов, следует выбирать равной высоте волны h.

where h is the wave height; b _to - the width of the embankment. The height of the embankment formed from gabions should be chosen equal to the height of the wave h.

Конструкция набережной разработана специалистами кафедры ГТС, К и Г ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова, ООО «ТР Инжиниринг» и АО «Ленгипроречтранс». Были произведены расчеты, показавшие возможность использования предлагаемого технического решения в Имеретинской набережной (г. Сочи, Адлер).The design of the embankment was developed by the specialists of the Department of GTS, K and G GUMRF named after Admiral S.O. Makarov, TR Engineering LLC and Lengiprorechtrans JSC. Calculations were made that showed the possibility of using the proposed technical solution in the Imeretinskaya embankment (Sochi, Adler).

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The foregoing allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

City embankment, including a retaining wall installed on a foundation along the coastline with an upper platform located along the wall and fenced off from it by a parapet, characterized in that the retaining wall is constructed from gabions filled with stones with a porosity of 0.4-0.5 aggregate volume, with the width of the wall is determined from the ratio

Where

is the speed of the rolling wave in the masonry, τ is the wave period.