устройство для защиты от снежных лавин

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ СНЕЖНЫХ ЛАВИН, включающее в себя смонтированные на склоне штанги и крепежные тросы, одни концы которых связаны с верхними концами штанг, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными крепежными тросами, смонтированными вдоль склона, к которым присоединены другие концы упомянутых крепежных тросов и нижние концы штанг, при этом штанги расположены на склоне рядами с уменьшающимся сверху вниз расстоянием между рядами и между штангами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защитным устройствам от стихийных бедствий объектов народного хозяйства в высокогорных районах (дорог, жилых поселков, административных зданий и производства).

Изобретение может быть использовано для защиты при стихийных бедствиях от различных по характеру сред, однако преимущественное применение имеет защита от лавин на лавиноопасных склонах, когда ниже расположены какие-либо народнохозяйственные объекты.

Изобретение может быть использовано также от селевых потоков.

Известен способ профилактического воздействия на лавиноопасные склоны путем обстрела склонов или подрыва взрывных зарядов в верхних частях склонов (Яблоков. Чертоги вечных снегов. Л. 1983).

Недостатками описанного способа следует считать:

затруднительно определить состояние снега и реальную лавинную опасность, так как сход лавин зависит от многих факторов (угол склона, толщина снежного покрова, причем наблюдаются сходы лавин и при малой толщине снежного покрова 0,15 м (см. там же с. 46);

громоздкость и нетранспортабельность используемой техники в горных условиях;

трудоемкость транспортировки взрывных устройств на высоте и опасность от возможного схода лавины.

Известно устройство для защиты от стихийных бедствий, включающее в себя смонтированные на склоне штанги и крепежные тросы, одни концы которых связаны с верхним концом штанг, а нижние концы штанг закреплены в грунте склона и снабжены шарниром, причем каждый крепежный трос имеет компенсатор в виде кольца с силовым замком [1]

Недостатками известного устройства, принятого за ближайший аналог, следует считать:

разрушение защиты после выборки компенсатора длины крепежных тросов;

затруднительность определения усилия зажима на компенсаторе, так как усилие, даже очень точно установленное, будет меняться от погодных условий и воздействия влаги;

неблагоприятное нагружение защитного устройства: фактически гибкая нить, закрепленная по краям, с распределенной нагрузкой;

сложность и значительная трудоемкость крепления штанги на скальном склоне;

шаровой шарнир плохо несет поперечную нагрузку и это предопределяет его недолговечность при эксплуатации.

Технический результат изобретения устранение указанных недостатков, а именно:

повышение несущей способности защиты и ее долговечности;

снижение трудоемкости и энергоемкости при сооружении защиты;

снижение количества и вида техники, а также энергоносителей.

На фиг. 1 представлена лавиноопасная местность; на фиг. 2 защитное устройство, вид в плане; на фиг. 3 крепление штанги.

Устройство для защиты от снежных лавин содержит штанги 1, которые расположены перпендикулярно склону 2 и крепятся крепежными тросами 3 к дополнительным крепежным тросам 4 любым способом (неразъемно сваркой, разъемно с помощью стандартных зажимов, причем второй способ является предпочтительней). Дополнительные крепежные тросы 4 закреплены в верхней части склона 2 петлями 5 на скальных выступах, которые практически всегда имеются на склонах. Возможен вариант, когда изготавливают искусственную точку опоры, например, когда устанавливают защиту от селя, когда склона практически нет и скальные выступы могут отсутствовать. Дополнительные крепежные тросы 4 вдоль склона 2 крепятся к нему крючьями или костылями, которые условно не показаны, так как относятся к стандартным элементам и их монтаж регламентирован.

Материалом штанг 1 может служить металл, однако целесообразней их изготовить из стеклопластика. Это обеспечит повышенную стойкость от влаги при сохранении прочностных свойств и облегчит монтажные работы.

Дополнительные крепежные тросы 4 могут быть металлическими, но должны иметь стойкое антикоррозийное покрытие.

На фиг. 2 показано расположение штанг 1 в плане, которые отличаются диаметром d, размещением с различными расстояниями между рядами и между штангами 1 а и b. Высота штанг 1 выбирается с запасом по возможной толщине слоя снега при сходе лавин.

Действует устройство для защиты от снежных лавин следующим образом.

Для монтажа дополнительных крепежных тросов 4, стоек 1, крепежных тросов 3 они сбрасываются с вертолета по склону 2 с учетом их расположения на нем после монтажа. Петлями 5 крепится трос-перемычка, к которому крепятся дополнительные крепежные тросы 4 и фиксируются вдоль склона крючьями. Затем устанавливают крепежные тросы 3, чтобы штанги 1 разместились в соответствии с расчетным своим положением при соответствующем сечении.

Исходными данными являются:

максимальная высота снежного покрова после схода снежных лавин (из этого условия выбирается высота штанг 1);

статистическая средняя скорость движения лавины по многолетним наблюдениям (из этого условия выбираются диаметры тросов 4, 5, 3).

Размеры a, b выбираются из следующих соображений:

Штанга следующего ряда вниз по склону должна располагаться в фокусе при средней скорости движения снежной массы и ее отражения от вышерасположенных штанг, как показано на фиг. 2.

Начальный в верхнем ряду размер a, не играет роли, так как в каждом нижерасположенном ряду этот размер снижается почти в два раза.

Каждый последующий нижний ряд состоит из штанг с возрастающим сечением.

Все вышеприведенные соображения не требуют повышенного внимания, так как при любой ошибке какой-то ряд будет оптимален по размерам a, b и диаметру.

Когда масса снега входит в контакт с верхним рядом штанг 1, она рассекается на потоки, которые входят последовательно в контакт с нижерасположенными штангами 1. При каждом взаимодействии потока снега происходит снижение энергии снежной массы за счет снижения скорости движения, как и при взаимодействии с лесным массивом. При снижении скорости часть снежной массы будет застревать и удельная нагрузка с учетом движущейся массы снега будет возрастать, поэтому следует увеличить диаметр штанг 1. Система крепления из петель 5 не будет испытывать чрезмерной нагрузки, так как ударная нагрузка по всему сечению склона 2 заменена множеством ударных нагрузок, которые соответствуют суммарной площади одного ряда, равной сумме диаметров всех штанг ряда. Снижение скорости движения снежной массы и увеличение диаметра штанг 1 делает удары примерно одинаковыми, причем они сдвинуты во времени. При использовании защиты от селя будут наблюдаться такие же эффекты, но наибольшую нагрузку будут испытывать штанги первых верхних рядов, поэтому они могут быть выполнены с повышенным диаметром. По мере движения селя вниз по склону камни в соответствии с их размерами и расстоянием между штангами а будут застревать и удерживаться, причем застрявшие крупные камни будут удерживать более мелкие камни, дополнительно закрепляя штанги на склоне. Вода при этом будет проходить через вал из камней. Система становится саморегулируемой: по мере возрастания потока воды будет расти вал из камней при повышении его несущей способности и ограничении поступления воды вниз по склону. После нормализации обстановки вал всегда может быть срезан, но можно его и оставить для последующих аварийных ситуаций, образовав канал для слива воды. Таким образом, предложение позволяет достигнуть все поставленные цели, а именно:

снизить стоимость за счет устранение использования дорогостоящей строительной техники для строительства дорог для подвоза материалов и самой техники;

повысить надежность и долговечность при снижении эксплуатационных расходов при повышении несущей способности;

использовать защиту не только для лавин, но и для защиты от селя.