RU217766U1 - WAVEL EXTENSION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и предназначена для защиты берегов от волновых воздействий. Сущность волногасителя, содержащего в качестве волногасящих элементов трубы, собранные в объемную конструкцию, состоит в том, что вертикальные трубы имеют убывающие по направлению к берегу значения диаметра и толщины стенки, и, в зависимости от величины этих значений, последовательно установлены на донной плите тремя группами. При этом передний ряд вертикальных труб первой группы образует решетку, выполненную их соединением с горизонтальными трубами, соединенными с косо установленными трубами на донной плите, причем между первой и последующими двумя группами труб установлен донный порог, а трубы третьей группы выполнены охватывающими собранные в пучки трубы наименьшего диаметра. Кроме этого, трубы каждой группы установлены поперечными рядами на донной плите со свободным пространством между собой в ряду, равным диаметру трубы соответствующей группы, а ширина пространства между рядами равна диаметру трубы следующей по направлению к берегу соответствующей группы, к тому же, поперечные ряды между собою смещены так, чтобы трубы в группе находились в шахматном порядке. В результате работы устройства получаем постепенное успокоение волны и затрудненный обратный захват наносов с берега, а значит, более эффективное устройство для защиты берега от волновых воздействий.

The utility model relates to hydraulic structures and is designed to protect banks from wave action. The essence of a wave absorber containing pipes assembled in a three-dimensional structure as wave damping elements is that vertical pipes have values of diameter and wall thickness decreasing towards the shore, and, depending on the magnitude of these values, are successively installed on the bottom plate in three groups . At the same time, the front row of vertical pipes of the first group forms a lattice made by their connection with horizontal pipes connected to obliquely installed pipes on the bottom plate, and between the first and subsequent two groups of pipes a bottom threshold is installed, and the pipes of the third group are made enclosing the pipes of the smallest diameter. In addition, the pipes of each group are installed in transverse rows on the bottom plate with a free space between them in a row equal to the diameter of the pipe of the corresponding group, and the width of the space between the rows is equal to the diameter of the pipe next to the shore of the corresponding group, in addition, the transverse rows between them offset so that the pipes in the group are staggered. As a result of the operation of the device, we obtain a gradual calming of the wave and a difficult re-capture of sediments from the shore, which means a more effective device for protecting the shore from wave effects.

Description

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и предназначена защиты морских берегов от волновых воздействий, в том числе для защиты морских берегов от размыва с сохранением функции гашения энергии волн.The utility model relates to hydraulic structures and is designed to protect seashores from wave impacts, including to protect seashores from erosion while maintaining the function of damping wave energy.

Известен сквозной волнолом (патент РФ на полезную модель №12146, опубл. 16.12.1999), включающий расположенные в водоеме перпендикулярно фронту волн волноводы в виде эластичных оболочек, соединенных с фиксирующим элементом, при этом волноводы выполнены трубчатыми и установлены в фиксирующем элементе вертикально по меньшей мере в один ряд.A through breakwater is known (RF patent for utility model No. 12146, publ. 12/16/1999), including waveguides located in the reservoir perpendicular to the wave front in the form of elastic shells connected to the fixing element, while the waveguides are made tubular and installed vertically in the fixing element at least measure in one row.

К недостаткам устройства можно отнести эластичный материал трубчатых волноводов, поскольку не обеспечивает требуемой эффективности гашения энергии волны.The disadvantages of the device include the elastic material of tubular waveguides, since it does not provide the required efficiency of damping the wave energy.

Примем полезную модель РФ №187014 (опубл. 13.02.2019 г.) за прототип заявляемого волногасителя. Известный волногаситель, содержащий в качестве волногасящих элементов трубы, собранные в объемную конструкцию, состоящей из труб базы обрешетки и труб гребенки, при этом трубы гребенки размещены вертикально в отверстиях, выполненных вдоль оси в теле части труб базы-обрешетки.Let us take the utility model of the Russian Federation No. 187014 (published on February 13, 2019) as the prototype of the proposed wave absorber. A well-known wave absorber, containing pipes as wave damping elements, assembled in a three-dimensional structure consisting of pipes of the crate base and pipes of the comb, while the pipes of the comb are placed vertically in holes made along the axis in the body of the part of the pipes of the base-batten.

К недостаткам устройства можно отнести недостаточную эффективность защиты берега от волновых воздействий, а именно от размыва ввиду отсутствия возможности приспособить к различным функциям вертикальные элементы блока, поскольку они имеют одинаковые размеры, а значит, и гибкости в составе волногасителя.The disadvantages of the device include the insufficient effectiveness of protecting the shore from wave effects, namely from erosion due to the inability to adapt the vertical elements of the block to various functions, since they have the same dimensions, and hence the flexibility in the composition of the wave absorber.

Задачей заявляемой полезной модели является создание более эффективного устройства для защиты морских берегов от волновых воздействий, в том числе от размыва с сохранением положительных характеристик прототипа: эффективного волногашения.The objective of the claimed utility model is to create a more efficient device for protecting seashores from wave action, including erosion, while maintaining the positive characteristics of the prototype: effective wave damping.

Сущность волногасителя, содержащего в качестве волногасящих элементов трубы, собранные в объемную конструкцию, состоит в том, что вертикальные трубы имеют убывающие по направлению к берегу значения диаметра и толщины стенки, и, в зависимости от величины этих значений, последовательно установлены на донной плите тремя группами, а передний ряд вертикальных труб первой группы образует решетку, выполненную их соединением с горизонтальными трубами, соединенными с косо установленными трубами на донной плите, причем между первой и последующими двумя группами труб установлен донный порог, а трубы третьей группы выполнены охватывающими собранные в пучки трубы наименьшего диаметра, при этом трубы каждой группы установлены поперечными рядами на донной плите со свободным пространством между собой в ряду, равным диаметру трубы соответствующей группы, а ширина пространства между рядами равна диаметру трубы следующей по направлению к берегу соответствующей группы, кроме этого, поперечные ряды между собою смещены так, чтобы трубы в группе находились в шахматном порядке.The essence of a wave absorber containing pipes assembled in a three-dimensional structure as wave damping elements is that vertical pipes have values of diameter and wall thickness decreasing towards the shore, and, depending on the magnitude of these values, are successively installed on the bottom plate in three groups , and the front row of vertical pipes of the first group forms a lattice made by their connection with horizontal pipes connected to obliquely installed pipes on the bottom plate, moreover, a bottom threshold is installed between the first and subsequent two groups of pipes, and the pipes of the third group are made covering the pipes of the smallest diameter, while the pipes of each group are installed in transverse rows on the bottom plate with a free space between them in a row equal to the diameter of the pipe of the corresponding group, and the width of the space between the rows is equal to the diameter of the pipe next to the shore of the corresponding group, in addition, the transverse rows between them offset so that the pipes in the group are staggered.

Сущность полезной модели поясняется чертежом (Фиг.), где изображен общий вид волногасителя.The essence of the utility model is illustrated by the drawing (Fig.), which shows a general view of the wave absorber.

Волногаситель представляет собою объемную конструкцию, содержащую волногасящие элементы - вертикальные трубы 1, 2, 3, 4, установленные на железобетонной донной плите 5 группами 6, 7, 8 в зависимости от диаметра, последовательно, от наибольшего диаметра и толщины стенки к наименьшему по направлению к берегу, передний ряд вертикальных труб 1 первой группы 6 образует решетку 11, выполненную их соединением с горизонтальными трубами 9, соединенными с косо установленными трубами 10 на донной плите 5, как показано на фигуре. Трубы 1 первой группы 6 установлены в передней части волногасителя и выполнены с наибольшим диаметром и толщиной стенки для возможности воспринимать наибольшую нагрузку от волнового потока. Вертикальные трубы 2 второй группы 7 - со средним диаметром и меньшей толщиной стенки, за счет чего характеризующиеся большей гибкостью, чем трубы 1, выполнены для обеспечения постепенного угасания силы потока, и разделены с трубами 1 группы 6 донным порогом 12 выполненным в виде выступа прямоугольного или трапецеидального сечения на донной плите 5, как показано на фигуре. Вертикальные трубы 3 группы 8 малого диаметра и толщины стенки, выполнены охватывающими трубы 4 наименьшего диаметра, собранные в пучок по несколько штук, характеризующиеся наибольшей гибкостью для выполнения функции успокоения потока. В каждой группе 6, 7, 8 трубы 1, 2, 3 установлены поперечными рядами на донной плите со свободным пространством 14 между собой в ряду, равным диаметру трубы соответствующей группы, а свободное пространство 13 между поперечными рядами труб - равным диаметру трубы следующей по направлению к берегу соответствующей группы, при этом поперечные ряды между собою смещены так, чтобы трубы в группе находились в шахматном порядке.The wave damper is a three-dimensional structure containing wave-damping elements - vertical pipes 1, 2, 3, 4, installed on a reinforced concrete bottom slab 5 in groups 6, 7, 8, depending on the diameter, sequentially, from the largest diameter and wall thickness to the smallest towards shore, the front row of vertical pipes 1 of the first group 6 forms a grid 11 made by their connection with horizontal pipes 9 connected to obliquely installed pipes 10 on the bottom plate 5, as shown in the figure. Pipes 1 of the first group 6 are installed in the front part of the wave absorber and are made with the largest diameter and wall thickness to be able to perceive the greatest load from the wave flow. Vertical pipes 2 of the second group 7 - with an average diameter and a smaller wall thickness, due to which they are characterized by greater flexibility than pipes 1, are made to ensure a gradual extinction of the flow force, and are separated from pipes 1 of group 6 by a bottom threshold 12 made in the form of a rectangular ledge or trapezoidal section on the bottom plate 5, as shown in the figure. Vertical pipes 3 of group 8 of small diameter and wall thickness, made around pipes 4 of the smallest diameter, assembled in a bundle of several pieces, characterized by the greatest flexibility to perform the function of calming the flow. In each group 6, 7, 8, pipes 1, 2, 3 are installed in transverse rows on the bottom plate with free space 14 between them in a row equal to the diameter of the pipe of the corresponding group, and free space 13 between the transverse rows of pipes is equal to the diameter of the pipe following in the direction to the shore of the corresponding group, while the transverse rows are offset from each other so that the pipes in the group are in a checkerboard pattern.

Волногаситель работает следующим образом: подходящая волна под некоторым углом к фронту сооружения, разбиваясь об решетку 11 и трубы 1 первой группы 6, на две части, образует 2 течения: течение, направленное параллельно вдоль фронта береговой линии и течение, идущее к берегу (перпендикулярно фронту береговой линии). Течение несет с собой наносы, проникающие вместе с водой через пространства 14 между трубами в поперечных рядах, и пространства 13 между поперечными рядами труб 1, 2, 3 и частично откладываются на дно. Течение, идущее к берегу, проходя пространства 14 между самыми мощными волнозащитными трубами 1 первой группы 6, попадает в промежуток, образованный донным порогом 12 между группами 6 и 7 труб 1 и 2 и образует валец (роллер) с горизонтальной осью вращения, которая расположена параллельно вдоль фронта береговой линии. Валец при этом также имеет окружную составляющую вращения и поступательную скорость потока вдоль его оси. Частицы наносов при этом задерживаются в центральной зоне вальца, а затем следующей подходящей волной также могут быть смыты к берегу. Донный порог 12 взмучивает частицы наносов, отлагающиеся перед ним, и способствует направлению к берегу частиц, отложившихся за ним, поскольку за ним также имеются свободные пространства 14 между трубами 2 группы 7 и трубами 3 группы 8, а в пространствах 13 между рядами труб 2 группы 7 и трубами 3 группы 8 также действует вышеупомянутое винтообразное течение, но меньшего диаметра вращения, и окончательное смывание частиц подходящей волной к берегу. Поскольку свободные пространства 14 и 13 между трубами 1, 2, 3 и рядами труб 1, 2, 3 из-за последовательного по направлению к берегу уменьшающегося диаметра труб, также последовательно становятся уже, забор частиц со стороны берега затруднен, что повышает эффективность защиты берега от волновых воздействий.The surge absorber works as follows: a suitable wave at a certain angle to the front of the structure, breaking on the grate 11 and pipes 1 of the first group 6, into two parts, forms 2 currents: a current directed parallel along the front of the coastline and a current going to the coast (perpendicular to the front coastline). The flow carries with it sediments, penetrating together with water through the spaces 14 between the pipes in the transverse rows, and the spaces 13 between the transverse rows of pipes 1, 2, 3 and are partially deposited on the bottom. The current going to the shore, passing through the spaces 14 between the most powerful wave-protective pipes 1 of the first group 6, falls into the gap formed by the bottom threshold 12 between groups 6 and 7 of pipes 1 and 2 and forms a roller (roller) with a horizontal axis of rotation, which is parallel along the coastline. The roller also has a circumferential component of rotation and a translational flow velocity along its axis. In this case, sediment particles are retained in the central zone of the roller, and then the next suitable wave can also be washed away to the shore. The bottom sill 12 stirs up sediment particles deposited in front of it, and contributes to the direction of particles deposited behind it towards the shore, since behind it there are also free spaces 14 between pipes 2 of group 7 and pipes 3 of group 8, and in spaces 13 between rows of pipes of group 2 7 and pipes 3 of group 8, the aforementioned helical flow also acts, but of a smaller diameter of rotation, and the final washing of particles by an approaching wave to the shore. Since the free spaces 14 and 13 between the pipes 1, 2, 3 and the rows of pipes 1, 2, 3 also become progressively narrower due to the successively decreasing diameter of the pipes towards the shore, the collection of particles from the shore side is difficult, which increases the effectiveness of the protection of the shore. from wave influences.

Для обеспечения работы волногаситель размещают стороной, обозначающей ширину донной плиты, параллельно фронту береговой линии, при этом донная плита характеризуется такими размерами ширины, длины, и высоты, как 11 м, 13 м, и 0,5 м соответственно. Размеры вертикальных труб (диаметр, толщина стенки, высота) такие: трубы первой группы - (420 мм, 20 мм, 10 м), трубы второй группы - (325 мм, 15 мм, 10 м), трубы третьей группы - (219 мм, 10 мм, 4 м), внутри которых трубы, собранные в пучок -разного диаметра и толщины (предложены трубы диаметром 159 мм, 125 мм, 119 мм, 100 мм и толщиной 10 мм) и высотой 10 м. Трубы расположены на донной плите в пределах занимаемого ими условного квадрата со стороной 10 м, образуя свободные края плиты, которые предусмотрены для возможности размещения петель для установки ее на дне водоема. Длина горизонтальных труб - 10 м, диаметр и толщина стенки - 420 мм и 20 мм соответственно, а косо установленных труб - длина зависит от положения в ряду, диаметр и толщина стенки 325 мм и 15 мм соответственно. Для рассматриваемого волногасителя используют разъемное соединение (н-р, резьбовое, фитинговое, фланцевое, которое возможно демонтировать и впоследствии собрать вновь) труб к донной плите. Соединение горизонтальных и косо установленных труб, а также горизонтальных и вертикальных труб между собой может быть как разъемным, так и неразъемным.To ensure operation, the wave absorber is placed with the side indicating the width of the bottom plate, parallel to the front of the coastline, while the bottom plate is characterized by such dimensions of width, length, and height as 11 m, 13 m, and 0.5 m, respectively. The dimensions of the vertical pipes (diameter, wall thickness, height) are as follows: pipes of the first group - (420 mm, 20 mm, 10 m), pipes of the second group - (325 mm, 15 mm, 10 m), pipes of the third group - (219 mm , 10 mm, 4 m), inside which the pipes assembled into a bundle are of different diameters and thicknesses (pipes with a diameter of 159 mm, 125 mm, 119 mm, 100 mm and a thickness of 10 mm are offered) and a height of 10 m. The pipes are located on the bottom plate within the conditional square occupied by them with a side of 10 m, forming the free edges of the slab, which are provided for the possibility of placing loops for installing it at the bottom of the reservoir. The length of the horizontal pipes is 10 m, the diameter and wall thickness are 420 mm and 20 mm, respectively, and the obliquely installed pipes - the length depends on the position in the row, the diameter and wall thickness are 325 mm and 15 mm, respectively. For the wave absorber under consideration, a detachable connection (for example, threaded, fitting, flanged, which can be dismantled and subsequently reassembled) of pipes to the bottom plate is used. The connection of horizontal and obliquely installed pipes, as well as horizontal and vertical pipes to each other, can be either detachable or one-piece.

Эффективность обеспечивается выполнением вертикальных труб разного диаметра и толщины стенок, что обеспечивает разную их гибкость в составе волногасителя, и упорядоченным их расположением на донной плите с учетом степени нагрузки от волнового воздействия, что обеспечивает, постепенное успокоение волны и уменьшение по направлению к берегу величины свободного пространства между трубами, и, как следствие, затрудняет обратный захват наносов с берега, а выполненный в донной плите донный порог и пространства между рядами труб способствуют подъему и дополнительному направлению к берегу донных наносов.Efficiency is ensured by the implementation of vertical pipes of different diameters and wall thicknesses, which ensures their different flexibility in the composition of the wave absorber, and their orderly arrangement on the bottom plate, taking into account the degree of load from wave action, which ensures gradual wave calming and a decrease in the amount of free space towards the shore between the pipes, and, as a result, makes it difficult to re-capture sediments from the shore, and the bottom threshold made in the bottom plate and the spaces between the rows of pipes contribute to the rise and additional direction of bottom sediments to the shore.

В результате осуществления заявляемой полезной модели получаем более эффективное устройство для защиты берега от разрушающего действия волны, в том числе от размыва берега.As a result of the implementation of the claimed utility model, we obtain a more effective device for protecting the shore from the destructive action of the wave, including erosion of the shore.

Claims (1)

Волногаситель, содержащий в качестве волногасящих элементов трубы, собранные в объемную конструкцию, отличающийся тем, что вертикальные трубы имеют убывающие по направлению к берегу значения диаметра и толщины стенки и в зависимости от величины этих значений последовательно установлены на донной плите тремя группами, а передний ряд вертикальных труб первой группы образует решетку, выполненную их соединением с горизонтальными трубами, соединенными с косо установленными трубами на донной плите, причем между первой и последующими двумя группами труб установлен донный порог, а трубы третьей группы выполнены охватывающими собранные в пучки трубы наименьшего диаметра, при этом трубы каждой группы установлены поперечными рядами на донной плите со свободным пространством между собой в ряду, равным диаметру трубы соответствующей группы, а ширина пространства между рядами равна диаметру трубы следующей по направлению к берегу соответствующей группы, кроме этого, поперечные ряды между собою смещены так, чтобы трубы в группе находились в шахматном порядке.A wave damper containing pipes assembled in a three-dimensional structure as wave damping elements, characterized in that the vertical pipes have values of diameter and wall thickness decreasing towards the shore and, depending on the magnitude of these values, are successively installed on the bottom plate in three groups, and the front row of vertical pipes of the first group forms a lattice made by their connection with horizontal pipes connected to obliquely installed pipes on the bottom plate, and between the first and subsequent two groups of pipes a bottom threshold is installed, and the pipes of the third group are made enclosing pipes of the smallest diameter assembled in bundles, while the pipes of each group are installed in transverse rows on the bottom plate with a free space between them in a row equal to the diameter of the pipe of the corresponding group, and the width of the space between the rows is equal to the diameter of the pipe next to the shore of the corresponding group, in addition, the transverse rows are offset from each other so that the pipes in the group were in a checkerboard pattern.

Images