RU187757U1

RU187757U1 - Culvert culvert

Info

Publication number: RU187757U1
Application number: RU2018142523U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Щербаков; Валерий Степанович Воробьев; Петр Степанович Пинчук; Анатолий Александрович Опарин
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2019-03-18

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к строительству водопропускных труб на автомобильных дорогах с пучинистым основанием. Водопропускная труба содержит свод (2), боковые стены (3) и лоток (4) с теплоизоляционным материалом (грунтом) с переменной в поперечном сечении высотой, увеличивающейся к стенам трубы, при этом лоток покрыт защитным экраном, выполненным двухслойным, причем нижний слой (5) выполнен из гигроскопичного материала, например пенопласта, а верхний (6) - из железобетона. 1 ил.

The utility model relates to the field of construction, namely, the construction of culverts on highways with a heaving base. The culvert contains a arch (2), side walls (3) and a tray (4) with heat-insulating material (soil) with a variable cross-sectional height increasing to the walls of the pipe, while the tray is covered with a two-layer protective screen, the lower layer ( 5) is made of hygroscopic material, such as polystyrene, and the upper (6) is made of reinforced concrete. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к строительству водопропускных труб на автомобильных дорогах с пучинистым основанием.The utility model relates to the field of construction, namely, the construction of culverts on highways with a heaving base.

Известна водопропускная труба, включающая водопроводный тракт из сборных железобетонных секций, фундамент, заглубленный в грунтовое основание, входной и выходной оголовки водопроводного тракта, насыпь из местного грунта (см. кн. «Искусственные сооружения», Москва, «Транспорт», 1977 г., рис. 14.1, стр. 235).Known culvert, including a water path from prefabricated reinforced concrete sections, a foundation buried in a soil base, an inlet and outlet head of the water path, an embankment from local soil (see the book "Artificial Structures", Moscow, "Transport", 1977, Fig. 14.1, p. 235).

Однако такая конструкция водопропускной трубы не обеспечивает устойчивость железобетонных секций водопроводного тракта в пучинистых условиях ее применения из-за воздействия сил выпучивания в зимний период времени. Это связано с тем, что на концевых участках тракта по откосам насыпи при промерзании грунта изнутри трубы возникает касательные силы пучения. Эти силы вызывают смещения концевых секций тракта от проектного положения. Кроме того, глубина заложения фундаментов особенно на концевых участках в рассматриваемых условиях может достигать 3-4 м (см. кн. «Водопропускные трубы под насыпями», М., «Транспорт», 1982 г., стр. 69), что материало- и трудозатратно.However, this design of the culvert does not ensure the stability of the reinforced concrete sections of the water supply path in the heaving conditions of its application due to the influence of the bulging forces in the winter. This is due to the fact that tangential shear forces arise at the end sections of the tract along the slopes of the embankment when the soil is freezing inside the pipe. These forces cause displacement of the end sections of the tract from the design position. In addition, the depth of the foundations, especially at the end sections under the conditions under consideration, can reach 3-4 m (see the book “Culverts under embankments”, Moscow, “Transport”, 1982, p. 69), which and laborious.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятому за прототип, является водопропускная труба, содержащая свод, боковые стены и блок с теплоизоляционным материалом, выполненный с переменной в поперечном сечении высотой, увеличивающейся к стенам трубы (см. авторское свидетельство СССР №1523613, E01F 5/00, опубл. 23.11.89, бюл. №43).The closest technical solution to the proposed one adopted as a prototype is a culvert containing a arch, side walls and a block with heat-insulating material, made with a variable cross-sectional height increasing to the walls of the pipe (see USSR author's certificate No. 1523613, E01F 5 / 00, publ. 11/23/89, bull. No. 43).

Недостатком известной конструкции водопропускной трубы является небольшой срок эксплуатации из-за обводнения теплоизолятора при действующем водотоке и потерей им теплоизоляционных свойств. В связи с этим возникает пучение по боковой поверхности трубы из-за промерзания грунта насыпи, как изнутри трубы, так и снаружи. Кроме того, в рассматриваемых условиях за счет опережающего перемерзания распластанного водотока под дном трубы происходит наледеобразование.A disadvantage of the known design of the culvert is the short life due to the watering of the insulator with the existing watercourse and the loss of thermal insulation properties. In this regard, there is a puffing on the side surface of the pipe due to freezing of the embankment soil, both from the inside of the pipe and from the outside. In addition, under the conditions under consideration, frost formation occurs due to anticipatory freezing of the spread watercourse under the bottom of the pipe.

Технической задачей полезной модели является предотвращение воздействия сил морозного пучения и наледеобразования.The technical task of the utility model is to prevent the effects of frost heaving and icing.

Указанная техническая задача достигается тем, что в конструкции водопропускной трубы, содержащей свод, боковые стены и лоток с теплоизоляционным материалом с переменной в поперечном сечении высотой, увеличивающейся к стенам трубы, лоток с теплоизоляционным материалом покрыт защитным экраном, выполненным двухслойным, причем нижний слой выполнен из обладающего низкой гигроскопичностью материала, например, пенопласта, а верхний - из железобетона.The specified technical problem is achieved by the fact that in the design of the culvert containing the arch, side walls and a tray with heat-insulating material with a variable cross-sectional height increasing to the walls of the pipe, the tray with heat-insulating material is covered with a two-layer protective screen, the lower layer being made of possessing low hygroscopicity of the material, for example, foam, and the upper one is made of reinforced concrete.

Устройство поясняется чертежом, где изображена водопропускная труба, поперечный разрез.The device is illustrated in the drawing, which shows a culvert, a cross section.

Предлагаемая конструкция водопропускной трубы, размещенная в насыпи 1, содержит свод 2, опирающийся на боковые стены 3, лоток 4 с теплоизоляционным материалом (например, грунтом), с переменной в поперечном сечении высотой, увеличивающейся к стенам 3 трубы, защитный экран, выполненный двухслойным, причем нижний слой 5 выполнен из слоя гигроскопического материала, а верхний 6 - из железобетона.The proposed design of the culvert, located in the embankment 1, contains a vault 2, resting on the side walls 3, a tray 4 with heat-insulating material (for example, soil), with a variable cross-sectional height increasing to the walls 3 of the pipe, a protective screen made of two-layer moreover, the lower layer 5 is made of a layer of absorbent material, and the upper 6 is made of reinforced concrete.

В качестве гигроскопического материала следует применять, например, пенопласт с закрытыми порами. Указанный материал 5, уложенный в лотке 4, сохраняет теплотехнические свойства на очень длительный период эксплуатации и предотвращает промораживание грунтов под подошвой трубы.As hygroscopic material, for example, closed cell foam should be used. The specified material 5, laid in a tray 4, retains thermal properties for a very long period of operation and prevents freezing of soils under the sole of the pipe.

Водопропускную трубу возводят следующим образом. На участке расположение будущей трубы отводится водоток. В основании насыпи 1 на расчетную глубину устраивают траншею. Выравнивают ее дно, на которое устанавливают железобетонные прямоугольные звенья, объединяемые стыковочными швами в единое целое. В полости звеньев укладывают грунтовое заполнение 4 с переменной в поперечном сечении высотой, увеличивающейся к стенам 3 трубы. Далее монтируют защитный экран, состоящий из слоя гигроскопического материала 5, который затем покрывают укрепительным слоем из железобетона 6. Затем звенья закрывают поверху железобетонными плитами 7 и производят отсыпку насыпи.The culvert is constructed as follows. On the site, the location of the future pipe is diverted to a watercourse. At the base of embankment 1, a trench is arranged at the calculated depth. Its bottom is leveled, on which reinforced concrete rectangular links are installed, joined by connecting seams into a single whole. In the cavity of the links, soil filling 4 is laid with a variable cross-sectional height increasing towards the walls 3 of the pipe. Next, a protective shield is mounted, consisting of a layer of absorbent material 5, which is then covered with a reinforcing layer of reinforced concrete 6. Then, the links are closed on top with reinforced concrete slabs 7 and the embankment is dumped.

Для сохранения расчетной водопропускной способности трубы грунтовое заполнение 4 в звеньях отсыпают до уровня расположения поверхности основания насыпи 1 и монтируют на нем защитный экран, обеспечивающий свободное движение меженных вод по водопроводной трубе.To maintain the estimated water throughput of the pipe, the soil filling 4 in the links is poured to the level of the base surface of the embankment 1 and a protective screen is mounted on it, which ensures free movement of low-water in the water pipe.

Заглубление звеньев ниже дна водотока должно быть не меньше величины, при которой исключается сезонное промерзание грунтов основания 1 под их подошвой.The deepening of the links below the bottom of the watercourse should be no less than the value at which seasonal freezing of the soils of base 1 under their sole is excluded.

Такая конструкция трубы позволяет существенно снизить общую величину касательных сил пучения, действующих по боковой поверхности звеньев за счет уменьшения промерзающего объема грунта внутри трубы. Предлагаемая конструкция, заглубленная в несущие слои, не имеет специального фундамента и работает с заглубленной частью, как единое целое. При этом улучшаются условия ее работы при неравномерном действии касательных сил пучения по длине водопроводной трубы. Такой лоток позволяет обеспечить повышенную скорость движения сосредоточенного потока меженных вод. В таких условиях значительно снижается действие опережающего перемерзания водотока в трубе и, следовательно, повышается ее устойчивость и эксплуатационная надежность при наледеобразованиях.This design of the pipe can significantly reduce the total shear tangential forces acting on the lateral surface of the links by reducing the freezing volume of the soil inside the pipe. The proposed design, buried in the bearing layers, does not have a special foundation and works with the buried part as a whole. At the same time, its working conditions are improved with the uneven action of the tangential shear forces along the length of the water pipe. Such a tray allows for an increased speed of movement of a concentrated stream of low-water waters. In such conditions, the effect of anticipatory freezing of the watercourse in the pipe is significantly reduced and, therefore, its stability and operational reliability during ice formation increase.

Благодаря неглубокому залеганию секций (в пределах 1,0 метра), устанавливаемых в горизонтальную траншею, по сравнению с типовыми и другими известными конструкциями водопропускных труб, где требуется ступенчатая разработка траншей и на большую глубину, упрощается производство работ по устройству водопропускных труб в насыпях на пучинистых основаниях, что экономически более выгодно и целесообразно.Due to the shallow occurrence of sections (within 1.0 meter) installed in a horizontal trench, in comparison with standard and other known culvert constructions where stepped trenches and to a greater depth are required, the construction of culverts in embankments on heaving is simplified grounds that are economically more profitable and appropriate.

Применение предлагаемой конструкции водопропускной трубы по сравнение с прототипом повышает эксплуатационную надежность при строительстве в пучинистых грунтовых условиях и наледеобразованиях, а также расширяет область строительства из-за возможности ее использования в обводненных грунтах.The use of the proposed design of the culvert in comparison with the prototype increases operational reliability during construction in heaving soil conditions and ice formation, and also expands the construction area due to the possibility of its use in flooded soils.

Claims

A culvert in an embankment containing a vault, side walls and a tray with heat-insulating material with a variable cross-sectional height increasing to the walls of the pipe, characterized in that the tray with heat-insulating material is covered with a two-layer protective screen, the lower layer being made of low hygroscopicity material, for example, foam, and the top is made of reinforced concrete.