Водопропускное устройство
Владельцы патента RU 2610955:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" ( УрГУПС ) (RU)
Изобретение относится к обустройству дорог, а именно отводу воды от основания шоссейных дорог или от балластного слоя железных дорог с помощью водопропускных устройств. Технический результат - упрощение монтажа водопропускного устройства. Труба водопропускного устройства выполнена из фибробетонных фрагментов двух видов, снабженных закладными элементами. Фрагменты середины трубы имеют форму равнобедренной трапеции с малым и большим основанием и углом наклона сторон 30-45 градусов. Фрагменты крайних участков трубы имеют форму прямоугольной трапеции с углом наклона стороны, противоположной прямому углу, также 30-45 градусов. Каждый фрагмент выполнен вогнутым с радиусом, равным радиусу трубы в сборке, толщина фрагмента составляет 50-300 мм, и все стороны каждого фрагмента снабжены закладными устройствами в виде металлических пластин с отверстиями для болтов. При сборке водопропускного устройства фрагменты по окружности трубы расположены таким образом, что большое основание состыковано с большим основанием трапеции, а малое с - малым основанием трапеции. По длине фрагменты трубы состыкованы боковыми сторонами и все фрагменты скреплены между собой с помощью закладных устройств болтами. 6 ил.
Изобретение относится к обустройству дорог, а именно отводу воды от основания шоссейных дорог или от балластного слоя железных дорог с помощью водопропускных устройств.
Известны дорожные железобетонные водопропускные трубы (О.А. ЯНКОВСКИЙ. Водопропускные трубы под насыпями. М.: Транспорт, 1982. - С. 19-34), содержащие фундамент, трубу, состоящую из блоков, разделенных поперечными швами.
Недостатком данного водопропускного устройства является недостаточная эксплуатационная надежность из-за значительных просадок при слабых грунтах и большая материалоемкость, сложность монтажа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству (Пат. РФ 2034947, МПК 6 E01F 5/00, E21D 9/00 В.П. Еремеев, В.В. Объедков, В.М. Кузнецов. Водопропускное сооружение. - Опубл. 10.05.1995), является водопропускное устройство, содержащее расположенную в насыпи сборную трубу, образованную стыкуемыми между собой элементами цилиндрической оболочки постоянной толщины, имеющими параллельные, скошенные по плоскостям стыка кромки с закрепленными на теле элементов вдоль кромок крепежными деталями и установленными в местах стыков соединительными элементами клиновидной формы, причем донная часть трубы представляет собой фундамент, образованный уложенными на основание из укрепленного грунта лотком с монолитной железобетонной облицовкой и скрепленными с ним по продольным кромкам прямоугольными блоками, к каждому из которых посредством упомянутых соединительных элементов прикреплены сваркой соответствующие элементы оболочки, при этом последние выполнены из железобетона, армированного двойной арматурной сеткой, крепежные детали имеют форму пластин, сопряженных со стержнями сетки, а соединительные элементы выполнены в виде пластинчатых шпонок треугольной формы, прикрепленных к указанным пластинам сваркой, и имеют вершинные углы 20≤α≤140 в зависимости от числа элементов оболочки, расположенных в поперечном сечении трубы, охваченной каркасом из укрепленного грунта. При этом при числе сегментов в поперечном сечении трубы более двух к соединительным элементам прикреплены оттяжки с грунтовыми анкерами, пропущенные через охватывающий трубу каркас и выведенные в тело насыпи.
Недостатком названного водопропускного сооружения является многодетальность, материалоемкость, сложность монтажа из-за многодетальности.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение монтажа водопропускного устройства, снижение материалоемкости, трудозатрат на возведение.
Указанная цель достигается тем, что труба водопропускного устройства выполнена из фибробетонных фрагментов двух видов, снабженных закладными элементами.
Сущность изобретения заключается в том, что труба состоит из фрагментов, выполненных из фибробетона, фрагменты середины трубы имеют форму равнобедренной трапеции с малым и большим основанием и углом наклона сторон 30-45 градусов, а фрагменты крайних участков трубы имеют форму прямоугольной трапеции с углом наклона стороны, противоположной прямому углу, также 30-45 градусов, каждый фрагмент выполнен вогнутым с радиусом, равным радиусу трубы в сборке, толщина фрагмента составляет 50-300 мм, и все стороны каждого фрагмента снабжены закладными устройствами в виде металлических пластин с отверстиями для болтов, причем при сборке водопропускного устройства фрагменты по окружности трубы расположены таким образом, что большое основание состыковано с большим основанием трапеции, а малое с - малым основанием трапеции, а по длине трубы фрагменты состыкованы боковыми сторонами и все фрагменты скреплены между собой с помощью закладных устройств болтами.
На фиг. 1 представлена схема фрагмента середины трубы водопропускного устройства, на фиг. 2 - схема фрагмента крайних участков трубы, на фиг. 3 изображен фрагмент середины трубы, на фиг. 4 - фрагмент крайних участков трубы, на фиг. 5 представлен разрез трубы по ее длине, на фиг. 6 представлена оголовочная часть трубы.
Монтаж водопропускного устройства осуществляют следующим образом.
Отрывают котлован и приступают к устройству основания 7 толщиной 150-300 мм из уплотненного песка, на которое укладывают фрагмент срединной части трубы (фиг. 3) выпуклой стороной на основание 7. Затем начинают монтировать трубу 8 по диаметру до образования кольца трубы следующим образом: состыковывают одинаковые основания (1 или 2) фрагментов друг с другом, скрепляют их с помощью закладных устройств 5 болтами 6. Смонтировав кольцо трубы на основании, начинают монтировать трубу по длине таким же образом, чтобы большие 2 и малые основания 1 фрагментов чередовались между собой. При этом состыковывают боковые поверхности 3 соседних фрагментов между собой и скрепляют с помощью закладных устройств 5 болтами 6.
При окончании монтажа срединной части трубы приступают к монтажу крайних участков трубы. Фрагменты (фиг. 4) крайних участков трубы имеют конструктивную особенность - одна из боковых сторон 4 трапеции выполнена под углом 90 градусов для получения ровного среза трубы под установку оголовка трубы 9. После монтажа всех элементов трубу покрывают гидроизоляцией, производят засыпку насыпи и пазух водопропускного устройства до проектной отметки.
Фибробетон, из которого изготавливают фрагменты водопропускного устройства, отличается от традиционного бетона в несколько раз более высокой прочностью на растяжение и срез, ударной прочностью, трещиностойкостью, морозостойкостью, истиранию, водонепроницаемостью (И.В. Волков. Фибробетон - состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2004. - №5. - С. 24-25).
При эксплуатации водопропускного устройства на него действуют постоянные и временные нагрузки, а именно давление грунта, нагрузка от подвижного состава.
Предлагаемая конструкция позволяет распределить сжимающие усилия от постоянных и временных нагрузок на всю ее длину равномерно, так как каждый элемент трубы будет работать в распор с соседними элементами, избежать неравномерной просадки, что в свою очередь позволяет отказаться от фундаментов.
Таким образом, предлагаемое водопропускное устройство состоит их трех конструктивных деталей - двух видов фрагментов и крепежного болта, что позволяет упростить его монтаж, не использовать сложную технику. Изготовление фрагментов из фибробетона уменьшает расход бетона, а конструкция трубы из фрагментов позволяет отказаться от фундаментов, что снижает стоимость водопропускного устройства.
Водопропускное устройство, включающее входной оголовок, трубу, отличающееся тем, что труба состоит из фрагментов, выполненных из фибробетона, фрагменты середины трубы имеют форму равнобедренной трапеции с малым и большим основанием и углом наклона сторон 30-45 градусов, а фрагменты крайних участков трубы имеют форму прямоугольной трапеции с углом наклона стороны, противоположной прямому углу, также 30-45 градусов, каждый фрагмент выполнен вогнутым с радиусом, равным радиусу трубы в сборке, толщина фрагмента составляет 50-300 мм, и все стороны каждого фрагмента снабжены закладными устройствами в виде металлических пластин с отверстиями для болтов, причем при сборке водопропускного устройства фрагменты по окружности трубы расположены таким образом, что большое основание состыковано с большим основанием трапеции, а малое с - малым основанием трапеции, а по длине трубы фрагменты состыкованы боковыми сторонами и все фрагменты скреплены между собой с помощью закладных устройств болтами.
