本發(fā)明涉及在多種應(yīng)用中尺寸、形狀和朝向可改變的柔性洪水緩解裝置系統(tǒng)。本發(fā)明可以用于封堵洪水或其他流體威脅的決口的一部分或全部，或者完全包圍建筑物或構(gòu)筑物以進(jìn)行保護(hù)。

背景技術(shù)：

自然因素和人為因素可能促成洪水事件。這些事件對于位于水體處或附近的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施而言特別有挑戰(zhàn)性。這些低于正常吃水線的區(qū)域中的運(yùn)輸系統(tǒng)或建筑物特別易受傷害。伴隨以高潮涌或暴洪的猛烈風(fēng)暴、海平面上升和地震活動是一些由自然造成的挑戰(zhàn)。事故、恐怖主義和機(jī)械故障是可能引起洪水或者放大來源于自然事件引起的洪水的人造威脅。

全世界許多在吃水線之下運(yùn)作的地鐵和公路隧道都經(jīng)歷過洪水。諸如變電站等無數(shù)建筑物和構(gòu)筑物也經(jīng)歷過洪水。在2012年颶風(fēng)桑迪(sandy)對紐約市是毀滅性的，這是因為地鐵系統(tǒng)的重要部分被洪水淹沒了，造成的經(jīng)濟(jì)損失是空前的。入水點包括地鐵口、樓梯井入口點、通風(fēng)井、緊急出口和電梯井。公路隧道也被淹沒，還有許多建筑物。雖然這是歷史上最壞的洪水事件之一，但是它只是全世界主要城市的地鐵系統(tǒng)的一系列事件之一。

目前可以買到許多類型的洪水緩解墻系統(tǒng)。這包括沙袋、可膨脹式墻、可展開式機(jī)械墻和防洪門。這些裝置大多數(shù)存放在遠(yuǎn)處并在需要時運(yùn)輸?shù)绞褂命c。這要求用戶具有全面的后勤計劃和實地訓(xùn)練以便提供有效的保護(hù)。諸如剛性門等存放于使用點處的機(jī)械系統(tǒng)在安裝過程中常常需要對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重大改造，需要相當(dāng)大的隱藏存放空間、頻繁的維護(hù)，并且安裝成本高。正因為如此，常常發(fā)現(xiàn)它們在眾多應(yīng)用中是不可接受的。

基于紡織品和膜的柔性洪水緩解墻與現(xiàn)有的墻裝置相比提供了顯著益處。最值得注意的是將墻系統(tǒng)包裝成小體積以供使用點存放的能力。這不僅允許柔性洪水緩解墻存放于與可用空間相配的小容積中，而且它還最小化了安裝時所需的基礎(chǔ)設(shè)施改造。將膜墻本身塑形成使材料中的應(yīng)力(取決于薄墻壓力容器方程，具體而言取決于壓力和半徑)最小化。墻通過首先移除其存放溝槽上的覆蓋物而展開，所述存放溝槽位于要保護(hù)的開口/財產(chǎn)的前面或者將其包圍。與膜墻一起存放于溝槽中的桿升起并安置于接納器中。沿其基部附接至溝槽的織物墻繼而上升并附接至桿。當(dāng)水、波以及漂浮殘骸撞擊墻時，負(fù)荷從織物轉(zhuǎn)移到桿中并繼而轉(zhuǎn)移到地面中。所述桿可以是筆直梁，或者可被加固以獲得附加的彎曲強(qiáng)度以及對溝槽中負(fù)荷的控制。柔性織物墻可以由一層或若干層不同類型的材料構(gòu)成以針對各種各樣的威脅提供保護(hù)，包括水壓、波作用、漂浮殘骸沖擊或者甚至化學(xué)威脅。

柔性洪水緩解墻可以適應(yīng)具有正向凹部和負(fù)向凹部、角度變化或坡度變化的任何邊界形狀。其可以是連續(xù)的并且將構(gòu)造物完全包圍，或者簡單地跨過開口并且通過在緊靠建筑物的桿上添加密封材料來對開口的側(cè)邊進(jìn)行密封。

柔性洪水緩解墻還可以用作使流體保持在一個區(qū)域內(nèi)并防止其溢出的容器。這可以用作在使用有害材料并且需要控制溢出物的地方的周圍采用的可展開式墻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

柔性洪水緩解裝置是利用紡織品和膜材料的獨(dú)特優(yōu)點來提升洪水緩解裝置的現(xiàn)有技術(shù)水平的可展開式墻。

柔性洪水緩解裝置包括紡織品和膜墻、在展開時支撐所述墻的桿、用于安裝桿接納器和墻的基部板以及具有保護(hù)覆蓋物的溝槽。

柔性墻被折疊并連同桿一起存放于所述溝槽中，直到識別出潛在的洪水事件為止。這時，移除溝槽覆蓋物，升起桿并插入到其接納器中，升起柔性墻并附接至所述桿。當(dāng)展開時，墻將會防止處于顯著的流體靜壓力(從零到約十英尺的壓頭)下的水通過。墻終止于夾緊條和密封件下方，所述夾緊條和密封件位于安裝板上的韌部的基部處。叉桿組件可以與夾具結(jié)合使用以防止柔性墻在處于負(fù)荷下時被拔出。在事件結(jié)束后，將墻從桿拆開并將其折疊且存放回溝槽中。繼而將桿從接納器中移除并存放于溝槽中。繼而將覆蓋物重新安裝在溝槽上以保護(hù)該系統(tǒng)。覆蓋物可以配備有防盜緊固件或鉸鏈(如果需要的話)，并且還可以將負(fù)荷額定成承受車輛交通量。

墻組件存放于使用點地下并且展開簡單，因此用戶可以迅速地且盡可能接近洪水事件地展開洪水緩解系統(tǒng)。這在故障時間等同于損失收入的高交通量應(yīng)用(諸如運(yùn)輸系統(tǒng)或商業(yè))中是很重要的。使用點存放排除了隨著時間的推移遠(yuǎn)距離存放的物品會丟失部件的可能性。其還將織物墻的密封件永久地固定至地面，因此確保了無泄漏的高可靠性系統(tǒng)。大多數(shù)可展開式系統(tǒng)由于表面粗糙、裂紋和表面起伏而無法有效地密封至地面，并因此出現(xiàn)泄露。這常常導(dǎo)致需要使用泵來去除泄漏的水，并因此需要在暴風(fēng)雨和洪水事件中常常得不到的電力。

溝槽和墻組件可被設(shè)計為圍繞任何形狀的構(gòu)造物形成邊界，并且可以包括凹形特征部和凸形特征部。其可以形成于斜坡上、橫跨路緣，或者能夠以長凳的形式置于地面之上。溝槽通常使用混凝土成型以抵抗水沖撞在可展開式墻上形成的負(fù)荷，其可以具有任何形狀或大小以適應(yīng)短的或高的墻。如果作用于溝槽上的來自桿負(fù)荷的抵抗負(fù)荷在該溝槽上變得過高，則可以向所述桿添加可展開式支柱。支柱會將負(fù)荷引導(dǎo)至該支柱的著陸點并且極大地減小引導(dǎo)至溝槽上的負(fù)荷。還可以改變各桿的間距以在間隔緊密時增大墻的強(qiáng)度，或者通過使其分開來降低墻的成本。

柔性墻組件可以防止對墻的沖撞，并因此防止水作用于其正保護(hù)的構(gòu)造物(玻璃窗等)上的力。這可以通過將溝槽安置在遠(yuǎn)離該構(gòu)造物之處來實現(xiàn)，或者通過使桿成某一角度地遠(yuǎn)離該構(gòu)造物來實現(xiàn)(如果溝槽在該結(jié)構(gòu)附近的話)。獨(dú)立的柔性構(gòu)件(繩索、纜繩等)可以從桿頂端掛接到溝槽，從而創(chuàng)造通道或者大的系列帶環(huán)，因此墻可以在風(fēng)中固定并且容易展開。

柔性墻系統(tǒng)能夠緊靠諸如建筑物、墻或過道等結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封。這是通過在最后的桿與建筑物之間添加密封件來完成的。柔性墻還可以具有中斷部，因此能夠創(chuàng)造允許行人交通流的通路，直到可能需要對墻進(jìn)行密封的最后一分鐘為止。這是有可能的，原因在于通過使用重疊的墻密封系統(tǒng)，墻能夠開始或停止于柱處。這包括固定在兩個鄰接桿之間的具有叉桿組件的柔性墻。叉桿是柔性組件，該柔性組件大于桿之間的間隙，因此將不會在桿之間滑動，并因此被永久地固定。該區(qū)域中的桿上的面密封防止經(jīng)過連結(jié)的墻區(qū)段的泄漏。

本發(fā)明的第二方面是使用相同的或類似的但結(jié)構(gòu)較少的版本，以用作針對人或車輛交通量流、風(fēng)、飛行物體等的保護(hù)屏障。雖然系統(tǒng)的功能性是相同的，但是因為在這些情況下，作用于系統(tǒng)上的力可能較低，因此可以使用不同的材料。

附圖說明

圖1示出了具有拐角的展開的柔性墻的組件。

圖2示出了具有拐角的覆蓋物被移除的包裝起來的柔性墻的組件。

圖3a-圖3d示出了織物墻的若干個潛在構(gòu)造。

圖4示出了柔性墻的末端組件。

圖5示出了處于包裝狀態(tài)組件。

圖6示出了處于展開位置的組件。

圖7示出了位于建筑物/構(gòu)造物基臺處的處于展開位置的組件。

圖8示出了具有支柱的處于展開位置的組件。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的墻處于展開位置的可展開式柔性防洪墻100的透視圖。圖2示出了移除了覆蓋物的處于堆裝狀況下的可展開式柔性防洪墻100。圖3至圖8分別示出了可展開式柔性防洪墻100的關(guān)鍵特征部的詳細(xì)視圖?？烧归_式柔性防洪墻也稱為伸縮墻(flex-wall)。

如圖1、圖2、圖5、圖6和圖7中所示，可展開式柔性防洪墻100包括紡織品和膜柔性墻101、溝槽102、密封夾具103、安裝板104、桿105、夾緊桿106、支柱107、接納器108、墻密封件109、系繩110、錨固件111以及覆蓋物112。

柔性墻101可以折疊并存放于溝槽102中，并且可從堆裝位置移動到展開位置，并且反之亦然。柔性墻101利用密封夾具103附接至安裝板104，并且可以對柔性墻101使用叉桿113終止件，以防止從密封夾具103拔出。密封夾具103在柔性墻101與安裝板104之間提供了無泄漏的密封。墊片密封件114位于安裝板與溝槽105之間以提供無泄漏的密封。為了展開柔性墻101，首先必須移除溝槽102上的覆蓋物112。升起桿105或者將其旋轉(zhuǎn)到固定至安裝板104的接納器108中。繼而柔性墻101垂直地升起并經(jīng)由柔性墻101上的系繩110和桿105上的錨固件111而附接至桿105。沖撞在柔性墻100上的任何水或其他流體將負(fù)荷傳動到桿105中，并繼而傳動到接納器108中，在那里，它們受到溝槽102的反作用力。柔性墻101可以通過包括滾卷或折疊在內(nèi)的許多方式進(jìn)行堆裝。

柔性墻101可以通過將其夾緊在桿105與夾緊桿106之間而終止于桿105處。夾緊桿106上的墊片密封件114將會對柔性墻101進(jìn)行密封以防止水經(jīng)過?？梢韵驂Φ哪┒颂砑印安鏃U”113終止件以防止在墻在承載的負(fù)荷增加時拔出。為方便起見，密封桿106可以安置于桿105的任一側(cè)上。這一夾緊布置可以用于使可展開式柔性防洪墻100抵靠建筑物或構(gòu)造物而終止，沿著跨距創(chuàng)造過道，在拐角處創(chuàng)造接頭，或者創(chuàng)造柔性墻101需要終止或者兩個柔性墻101以無泄漏的組裝方式的情況所需要的任何其他配置。桿105可以與固定的或可移除的墻密封件109相配合以在可展開式柔性防洪墻100與建筑物或構(gòu)造物之間形成無泄漏的密封。

如圖4和圖5中所示，叉桿107包括由柔性墻網(wǎng)狀物115、柔性墻膜112纏繞的內(nèi)核。內(nèi)核提供了強(qiáng)度和不能被壓縮穿過夾緊系統(tǒng)幾何特性。網(wǎng)狀物115是柔性墻102的網(wǎng)狀物結(jié)構(gòu)的延伸物。所述網(wǎng)狀物纏繞在內(nèi)核周圍并且縫合成環(huán)。這種聯(lián)結(jié)提供了負(fù)荷從柔性墻101到安裝板104并隨后到溝槽102的路徑。安裝板104可以是也可以不是物理地連接至溝槽102的。如果預(yù)期有粗糙的處理或沖擊，則可以添加保護(hù)覆層113以改善柔性墻101的彈性。網(wǎng)狀物115可以經(jīng)由縫合、密封、黏合、其組合或一些類似方式以規(guī)則間距連結(jié)。網(wǎng)狀物114可以涂覆或浸漬有塑料涂層或彈性體涂層，或者它可以是無涂層的。膜116安置于與網(wǎng)狀物115組件相鄰之處并且尺寸更大以確保網(wǎng)狀物115組件中的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。膜116防止水透過柔性墻101。膜可以是任何數(shù)目的材料，包括聚合物涂覆的織物、彈性體片、塑料膜等。應(yīng)當(dāng)理解，任何織物、網(wǎng)狀物、套帶等都可以由高強(qiáng)度材料創(chuàng)造而成，例如石墨、玻璃、金屬、陶瓷、復(fù)合纖維及其組合。圖3a-圖3d示出了材料的一些潛在組合，它們僅僅是出于示例性目的，這是因為本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會想到所圖示的示例性配置的等同物和替代物。

圖8示出了對于要抵擋更高的水威脅或水沖擊的更高應(yīng)力的墻，可以向桿105添加支柱107。這將會減小桿105中的彎曲負(fù)荷以使其保持小體積且可控，并且減小溝槽101中的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷并使其更小。