PL220235B1 - Zwieńczenie studni kanalizacyjnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zwieńczenie studni kanalizacyjnej, stanowiącej element ciągu sieci kanalizacyjnej.

Studnie kanalizacyjne, będące elementem sanitarnej, deszczowej i ogólnospławnej sieci kanalizacyjnej stanowią nieodzowną część systemu transportu cieczy.

Za pośrednictwem studni kanalizacyjnej następuje przyłączenie obiektów do kolektora zbiorczego, którym odbywa się transport cieczy do punktu zrzutu, jakim może być oczyszczalnia, zbiornik retencyjny, otwarty akwen wodny lub kanał rzeczny.

Każda studnia kanalizacyjna zawiera takie elementy jak:

- kineta zbiorcza, która przyjmuje wodę z różnych kierunków i odprowadza do kolektora przesyłowego,

- korpus studni, stanowiący element, przez który obsługa studni ma dostęp do kinety, oraz

- zwieńczenie studni, które zawiera:

- pierścień odciążający,

- płytę pokrywową oraz

- właz kanałowy.

Studnie kanalizacyjne montowane są w gruncie pod powierzchnią jezdną ulic, gdzie z uwagi na panujący ruch kołowy narażone są na działanie dużych, szybkozmiennych obciążeń, nacisków i wibracji. Również zmiany i przesunięcia gruntu w otoczeniu studni kanalizacyjnych wywołują trwałe naprężenia i działania znacznych sił, które zależą od własności mechanicznych grunt u , jego stabilności, stopnia utwardzenia oraz jakości głębszych warstw podkładu, których stabilność związana może być z działalnością górniczą.

Znane konstrukcje studni posiadają w zwieńczeniu nośne elementy odciążające w postaci pierścieni, których powierzchnie są prostopadłe do osi studni i zasadniczo skonstruowane są tak, aby przenosiły znaczne obciążenia osiowe, co powoduje szereg niekorzystnych oddziaływań, w tym również dodatkowe zaciskanie gruntu po bokach korpusu studni. W sytuacji takiej kumulacja obciążeń i zmiennych naprężeń związanych z komunikacją wraz ze znacznymi obciążeniami statycznymi może doprowadzić do deformacji trzonu studni, uszkodzenia kinety i systemu połączeń rurowych. Dotychczasowe udoskonalenia polegały na odpowiednim wzmocnieniu tych konstrukcji, bez wnikania w rozkład i ukierunkowanie działających naprężeń.

Istota wynalazku polega na zastosowaniu w zwieńczeniu studni kanalizacyjnej systemu przenoszenia obciążeń z powierzchni gruntu, obejmującego płytę pokrywową osadzoną w gnieździe pierścienia odciążającego o szczególnym kształcie.

Zwieńczenie studni kanalizacyjnej według wynalazku posiada, pierścień odciążający, w którym osadzony jest zabudowany w gruncie walcowy korpus studni kanalizacyjnej, przy czym pierścień odciążający posiada przekrój poprzeczny z formie trójkąta prostokątnego, którego przeciwprostokątna odchylona jest od poziomu o kąt α zawarty w zakresie od 30° do 60°. Na pierścieniu odciążającym spoczywa płyta pokrywowa, umieszczona w obwodowym wyrobieniu i zaopatrzona w zamykany właz. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku średnica płyty pokrywowej równa jest sumie średnicy wewnętrznej pierścienia odciążającego i 1/4 do 3/4 szerokości tego pierścienia.

Pierścień odciążający zwieńczenia studni kanalizacyjnej według wynalazku może być wykonany ze zbrojonego betonu lub polimerobetonu o dużej wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie warunków atmosferycznych.

W konstrukcji zwieńczenia studni kanalizacyjnej według wynalazku płyta pokrywowa przekazuje obciążenia mechaniczne pierścieniowi odciążającemu, a z kolei pierścień odciążający, dzięki swojemu trójkątnemu przekrojowi poprzecznemu przekierowuje i przenosi nacisk i wibracje w kierunku ukośnym do osi studni, powodując ich rozproszenie na znacznie większym obszarze gruntu, którego promień zależy od kąta nachylenia α bocznej ściany pierścienia odciążającego. W przypadku zastosowania zwieńczenia według wynalazku o około 40% wzrasta powierzchnia przenoszenia obciążeń na grunt, co wiąże się ze znacznym obniżeniem nacisku jednostkowego na jednostkę powierzchni. Odpowiednio dobrana średnica płyty pokrywowej, przenoszącej obciążenia, w stosunku do średnicy wewnętrznej pierścienia odciążającego sprawia, że całe obciążenie oddziałujące na tę płytę przekazywane jest na boczną, ukośną ścianę pierścienia oporowego.

PL 220 235 B1

W efekcie zmienia się kierunek oddziaływania sił nacisku i wibracji, a strefa ich oddziaływania ulega znacznemu poszerzeniu. Powoduje to lepszą ochronę studni i zabezpiecza jej elementy przed osiadaniem.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, którego:

fig. 1 ukazuje zwieńczenie studni według wynalazku w półprzekroju, fig. 2 ukazuje płytę zamykającą w półprzekroju, fig. 3 przedstawia pierścień odciążający w półprzekroju, a fig. 4 przedstawia porównanie schematycznego rozkładu sił, pochodzących od nacisków komunikacyjnych na jezdni i wibracji, oddziałujących na zwieńczenie studni według wynalazku (A) i na rozwiązanie znane ze stanu techniki (B).

Zwieńczenie studni kanalizacyjnej według wynalazku posiada, pierścień odciążający 1, w którym osadzony jest zabudowany w gruncie walcowy korpus 2 studni kanalizacyjnej, przy czym pierścień odciążający 1 posiada przekrój poprzeczny z formie trójkąta prostokątnego, którego przeciwprostokątna odchylona jest od poziomu o kąt α = 45°. Na pierścieniu odciążającym 1 spoczywa płyta pokrywowa 3, umieszczona w obwodowym wyrobieniu i zaopatrzona w zamykany właz 4.

Średnica D_zpp płyty pokrywowej 3 równa jest sumie średnicy wewnętrznej D_wpo pierścienia odciążającego 1 i połowy szerokości Ago tego pierścienia 1.

Studnia kanalizacyjna wyposażona w zwieńczenie według wynalazku posiada wysoką trwałość i odporność, zapewnia skuteczne odciążenie korpusu studni i charakteryzuje się prostą budową oraz dużą zdolnością do przenoszenia wysokich obciążeń i wibracji w trudnych warunkach terenowych.

Zwieńczenie studni kanalizacyjnej według wynalazku przeznaczone jest zwłaszcza do wykorzystania na jezdniach o wzmożonym ruchu samochodowym.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zwieńczenie studni kanalizacyjnej, posiadające pierścień odciążający, w którym osadzony jest zabudowany w gruncie walcowy korpus studni kanalizacyjnej, oraz płytę pokrywową z włazem, znamienne tym, że pierścień odciążający 1 ma przekrój poprzeczny w postaci trójkąta prostokątnego, którego przeciwprostokątna odchylona jest od poziomu o kąt α zawarty w zakresie od 30° do 60°, a płyta pokrywowa 3, umieszczona w obwodowym wyrobieniu pierścienia odciążającego 1, i zaopatrzona we właz 4, ma średnicę (D_zpp) równą sumie średnicy wewnętrznej (D_wpo) pierścienia odciążającego 1 i 1/4 do 3/4 szerokości Apo pierścienia odciążającego 1.
2. 2. Zwieńczenie studni kanalizacyjnej według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścień odciążający 1 wykonany jest zbrojonego betonu lub polimerobetonu o dużej wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie warunków atmosferycznych.