Патент на изобретение №2352714

(54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГИБКОЕ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к гидротехническому строительству подводных трубопроводов, защите и укреплению подводных откосов и берегов. Универсальное гибкое бетонное покрытие содержит бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков. Нижние основания двусторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены вогнутыми с радиусом 200-300 мм, внутренним углом грани пирамиды, равным 40°. Расстояние между соседними бетонными блоками составляет 18-25 мм. Бетонные блоки связаны между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид. Изобретение позволяет повысить устойчивость положения покрытия на трубе, расширить возможности использования его в качестве утяжелителя для трубопроводов любого диаметра 320 мм-1220 мм, увеличить площади покрытия из этих блоков при сохранении его надежной сцепляемости с грунтом и повысить гибкость бетонного покрытия. 3 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может найти применение при прокладке подводных трубопроводов, возведении гидротехнических сооружений, для крепления подводных откосов, берегов, каналов, а также может быть использовано в качестве утяжелителя трубопровода и ликвидации размывов.

Известно гибкое бетонное покрытие для предотвращения эрозии почвы, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде усеченных пирамид с прямоугольными основаниями и тросами, связанные между собой порядно и в рядах (US 4375928, 08.03.83).

Недостаток: низкая сцепляемость с грунтом.

Известно универсальное гибкое бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами связанные между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид (ЕР 0214753, 18.03.87).

Недостатки: сложность изготовления блоков и самого покрытия, а также ограниченная гибкость последнего.

Наиболее близким аналогом данного изобретения является универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, описанное в изобретении к патенту РФ 2129635, МПК Е02В 3/12, опубл. 1999.04.27, в котором

1. Универсальное гибкое защитное бетонное покрытие содержит бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами связанные между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид, отличается тем, что основания двусторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены прямоугольными, а расстояние между соседними бетонными блоками определено зависимостью

где L – расстояние между соседними бетонными блоками; d_k – диаметр троса; – угол наклона грани бетонного блока.

2. Покрытие по п.1 отличается тем, что площадь отверстия выемки больше половины площади соответствующего торца бетонного блока.

3. Покрытие по п.1 или 2 отличается тем, что на торцах бетонных блоков установлены амортизационные прокладки.

4. Покрытие по любому из пп.1-3 отличается тем, что в качестве тросов использованы замоноличенные в бетонных блоках капроновые канаты.

Недостатки: неустойчивое положение покрытия на трубе в качестве утяжелителя из-за малой площади и прямоугольного основания, а также из-за малого веса, что не дает возможности использовать изделие на водоемах с сильным течением, а также в качестве утяжелителя на трубопроводах большого диаметра.

Технический результат: повышение устойчивости положения на трубе, расширение возможности использования в качестве утяжелителя для трубопроводов любого диаметра 320 мм-1220 мм, увеличение площади покрытия из этих блоков при сохранении его надежной сцепляемости с грунтом за счет более высокого эффекта присоса с грунтом и повышение гибкости бетонного покрытия.

Поставленный технический результат достигается тем, что универсальное гибкое бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, связанные между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид, отличается тем, что нижние основания двусторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены вогнутыми с радиусом 200-300 мм, внутренним углом грани пирамиды, равным 40°, а расстояние между соседними бетонными блоками составляет 18-25 мм.

Повышение устойчивости положения на трубе в заявляемом изобретении достигается за счет имеющегося вогнутого нижнего основания блока с радиусом 200-300 мм, подбора количества блоков в универсальном гибком бетонном покрытии в зависимости от диаметра трубы. Вогнутое нижнее основание блока с радиусом 200-300 мм близко по конфигурации наружной поверхности трубы, поэтому покрытие более устойчиво прилегает к трубе, в отличие от аналогов. Подбор количества блоков в заявляемом универсальном гибком бетонном покрытии зависит от диаметра трубопровода, вогнутое нижнее основание блока позволяет повысить устойчивость положения его на трубопроводах любого диаметра, как на водоемах со стоячей водой, так и на водоемах с сильным течением.

Расширение возможности использования в качестве утяжелителя для трубопроводов любого диаметра 320 мм-1220 мм осуществляется за счет более высокой гибкости покрытия, имеющегося вогнутого нижнего основания блока и подбора любого количества блоков в зависимости от диаметра трубы.

Увеличение площади покрытия одним гибким покрытием по сравнению с прототипом в два раза при сохранении его надежной сцепляемости с грунтом за счет более высокого эффекта присоса с грунтом и более высокой гибкости позволяет использовать его как на водоемах со стоячей водой, так и на водоемах с сильным течением. Каждый блок по сравнению с прототипом имеет большие размеры 450×450×250 мм и вогнутое нижнее основание с радиусом 200-300 мм. Увеличение площади универсального гибкого бетонного покрытия, размеров блоков с вогнутым нижним основанием с радиусом 200-300 мм, близкого по конфигурации наружной поверхности трубы, позволяет использовать его эффективно в качестве утяжелителя.

В прототипе расстояние L между блоками, между большими основаниями их пирамид выбирается в зависимости от угла наклона граней двусторонних усеченных пирамид и диаметра d_k троса (каната), наиболее предпочтительно изготавливать блоки с гранями, выполненными под углом в диапазоне 5-45°, а диаметр d_k троса (каната) выбирать в пределах 15-40 мм, в результате этого бетонное покрытие не возможно применять как утяжелитель для трубопроводов, так как блоки опираются на грани пирамид и создают арку, которая не опирается на трубопровод. На каждый диаметр трубопровода подбирается угол наклон граней , а заявляемое изобретение позволяет за счет внутреннего угла наклона пирамид, равного 40°, и расстояния между соседними блоками, равного 18-25 мм, вогнутого нижнего основания с радиусом 200-300 мм использовать заявляемое бетонное покрытие в качестве утяжелителя на любой диаметр трубопровода без проведения дополнительных расчетов.

Более высокая гибкость бетонного покрытия создается за счет внутреннего угла грани пирамиды, который равен 40°, и расстояния между соседними блоками в диапазоне 18-25 мм.

Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предложенное техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки, изложенные в совокупности, взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о том, что предложение имеет изобретательский уровень.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое покрытие отличается от известных аналогов повышением устойчивости положения на трубе, расширением возможности использования в качестве утяжелителя для трубопроводов любого диаметра 320 мм-1220 мм, увеличением площади покрытия из этих блоков при сохранении его надежной сцепляемости с грунтом за счет более высокого эффекта присоса с грунтом и повышением гибкости бетонного покрытия как на водоемах со стоячей водой, так и на водоемах с сильным течением.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство соответствует критерию “новизна”.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено универсальное гибкое бетонное покрытие, на фиг.2 изображен вид универсального гибкого бетонного покрытия сбоку, на фиг.3 – гибкое бетонное покрытие, примененное в качестве утяжелителя трубопровода.

Универсальное гибкое бетонное покрытие содержит бетонные блоки 1, выполненные в виде двусторонних усеченных пирамид 2 с вогнутыми нижними основаниями 3. Бетонные блоки 1 сошнурованы между собой в рядах и порядно с помощью гибких связей 4, например тросов или капроновых канатов. Расстояние между соседними блоками составляет 18-25 мм. Внутренний угол наклона граней 5 двусторонних усеченных пирамид 2 равен 40°. В периферийных блоках или между соседними блоками 1 установлены монтажные петли 6, выполненные из троса или каната. Одно универсальное гибкое бетонное покрытие состоит из восьми в длину и четырех блоков в ширину. Длина универсального гибкого бетонного покрытия равна 3,6 м, ширина – 1,80 м. Площадь универсального гибкого бетонного покрытия равна 6,48 м².

Универсальное гибкое защитное бетонное покрытие работает следующим образом.

Изготовленные заранее полотна универсального гибкого бетонного покрытия транспортируют в зону монтажа и с помощью монтажного устройства захватывают за монтажные петли и подъемным механизмом опускают это покрытие в нужное место. При этом основания 3 бетонных блоков 1 ложатся на футеровку трубопровода 7. Вогнутые нижние основания 3 бетонных блоков 1 способствуют лучшему зацеплению покрытия за грунт 8 с более высоким эффектом присоса и надежно удерживают покрытие в месте установки.

В зависимости от особенностей монтажа защитное покрытие может укрываться на мешки с песком (банкетки). Защитное покрытие не препятствует росту растительности.

Более высокая устойчивость на трубе, надежность сцепляемости с грунтом, гибкость бетонного покрытия достигается за счет наличия у блока вогнутого нижнего основания с оптимальным радиусом, равным 200 мм, и расстоянием между соседними блоками, равным 20 мм.

При вогнутом нижнем основании блока с радиусом больше 200 мм-330 мм можно использовать заявляемое покрытие на трубопроводах с большим диаметром. При вогнутом нижнем основании блока с радиусом меньше 200 мм бетонное покрытие не ляжет на трубу, надо менять размеры блоков.

Технико-экономический результат.

Заявляемое универсальное гибкое бетонное используется с 2006 г. на объектах в Центрально-Черноземном регионе, Краснодарском крае, Брянской, Калужской и др. областях. В результате его использования повышается устойчивость положения на трубе, расширяется возможность использования в качестве утяжелителя для трубопроводов любого диаметра 320 мм-1220 мм, увеличивается площадь покрытия из этих блоков при сохранении его надежной сцепляемости с грунтом за счет более высокого эффекта присоса с грунтом и повышается гибкость бетонного покрытия.

Перечень позиций

1 – бетонный блок;

2 – двусторонняя усеченная пирамида;

3 – нижнее вогнутое основание;

4 – трос или капроновые канаты;

5 – внутренний угол наклона граней двусторонних усеченных пирамид;

6 – монтажные петли;

7 – футеровка трубопровода;

8 – грунт.

Формула изобретения

Универсальное гибкое бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, связанные между собой порядно и в рядах по другим основаниям пирамид, отличающееся тем, что нижние основания двусторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены вогнутыми с радиусом 200-300 мм, внутренним углом грани пирамиды, равным 40°, а расстояние между соседними бетонными блоками составляет 18-25 мм.

РИСУНКИ