RU2285766C1

RU2285766C1 - Drain gutter

Info

Publication number: RU2285766C1
Application number: RU2005103151/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Самуилович Ашпиз (RU); Евгений Самуилович Ашпиз; кова Любовь Алексеевна Вишн (RU); Любовь Алексеевна Вишнякова; Юрий Георгиевич Кленин (RU); Юрий Георгиевич Кленин; Анатолий Сергеевич Козлов (RU); Анатолий Сергеевич Козлов; Сергей Николаевич Озеров (RU); Сергей Николаевич Озеров; Андрей В чеславович Панков (RU); Андрей Вячеславович Панков; Андрей Евгеньевич Ушаков (RU); Андрей Евгеньевич Ушаков; Анатолий Алексеевич Храбров (RU); Анатолий Алексеевич Храбров
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-10-20
Also published as: RU2005103151A

Abstract

FIELD: upper railroad structures, particularly drain structures to remove surface and ground water and to drain other structures, namely motor roads.

SUBSTANCE: drain gutter is made of fiberglass plastic and includes concave bottom, two flat walls inclined outwards and provided with drain orifices, transversal stiffening ribs located on the gutter outside and extending along wall and bottom generatrix for the full gutter length except gutter ends. The gutter also has longitudinal stiffening ribs and horizontal anchoring plates located outside the gutter between transversal stiffening ribs. Bottom has bulge having thickness of up to 3 mm. Gutter width is not less than 400 mm. Gutter bottom and walls are provided with widened area located at gutter end.

EFFECT: provision of stable gutter operation in all working temperature range, increased strength and rigidity, possibility of simple equipment usage for gutter production and increased manufacturability and universality of gutter joints.

3 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а конкретно к водоотводным сооружениям для отвода поверхностных и грунтовых вод. Предлагаемая конструкция может также найти применение для дренажа других сооружений, в том числе автомобильных дорог.The present invention relates to the design of the upper structure of the railway track, and specifically to drainage structures for the removal of surface and groundwater. The proposed design may also find application for the drainage of other structures, including roads.

Известен принятый за прототип водоотводный лоток из композиционного материала - патент РФ на полезную модель №40059, Е 01 F 5/00, который содержит корпус в поперечном сечении полуовальной формы с основанием и боковыми стенками, с ребрами жесткости снаружи по образующей, в боковых стенках с дренажными отверстиями, при этом в качестве композиционного материала используется конструкционный термопласт, причем в качестве композиционного термопласта используется минералонаполненный полипропилен или минералонаполненный полиамид, при этом толщина ребер жесткости определяется толщиной корпуса, количество ребер жесткости определяется требованиями к боковой жесткости водоотводного лотка. Между собой водоотводные лотки соединяются разъемным соединением крайних ребер жесткости. Общими с предлагаемым техническим решением являются следующие существенные признаки - водоотводный лоток выполнен из композиционного материала, корпус состоит из стенок с выполненными в них дренажными отверстиями, вогнутого основания, а также выполненных снаружи по образующей стенок и основания ребер жесткости.Known adopted for the prototype drainage tray made of composite material - RF patent for utility model No. 40059, E 01 F 5/00, which contains a housing in a cross section of a semi-oval shape with a base and side walls, with stiffeners on the outside along the generatrix, in the side walls with drainage holes, in this case, structural thermoplastic is used as composite material, moreover, mineral-filled polypropylene or mineral-filled polyamide is used as a composite thermoplastic, while the thicknesses and stiffeners is determined by the thickness of the casing, the number of stiffeners is determined by the requirements for lateral stiffness of the drainage tray. Between them, drainage trays are connected by a detachable connection of the extreme stiffeners. Common with the proposed technical solution are the following significant features - the drainage tray is made of composite material, the housing consists of walls with drainage holes made in them, a concave base, and also stiffening ribs made from the outside of the walls and the base.

Композиционный термопласт действительно является относительно экологичным материалом, однако при близких к граничным температурам значениях рабочего диапазона +50, -50 его физико-механические свойства снижаются весьма значительно, так, например, в районе нижней границы рабочего диапазона (-50) полиамид становится хрупким. При плюсовой температуре термопласты имеют свойство высокой ползучести и необратимости формы от постоянно действующей нагрузки после засыпки грунтом. Минеральные наполнители сглаживают эти недостатки термопластов, но приводят к снижению исходных физико-механических свойств, полиамид в качестве исходного сырья для водоотводных лотков малопригоден из-за высокого уровня влагопоглощения. Кроме того, для производства лотков (учитывая их размеры) требуется сложное технологическое оборудование с высоким классом точности рабочих поверхностей и возможностью нагрева до 250-280°, а затем быстрого охлаждения. Необходимо также отметить, что технология изготовления конструкционного термопласта не позволяет в случае необходимости изготавливать ребра толщины, большей, чем толщина обшивки (как это и указано в п.4 формулы), - образуются "непроливы". Существующее известное оборудование для изготовления термопластичных изделий не позволяет изготавливать секции водоотводных лотков с размерностью по высоте (глубине) лотка более 0.5 метра. Предложенная в прототипе схема стыковки лотков обладает следующими недостатками - места стыковки труднодоступны и нетехнологичны, а также в случае необходимости установки неполного лотка необходимо изготавливать специальные "стыковочные" лотки, которые при наличии стыковочных крайних ребер жесткости должны иметь различную длину. Существенным недостатком данной конструкции лотка является возможность его выдавливания из влагонасыщенного грунта гидростатическими силами, а также опасность несанкционированного демонтажа.Composite thermoplastic is indeed a relatively environmentally friendly material, however, at temperatures close to the boundary temperatures of the operating range +50, -50, its physical and mechanical properties decrease very significantly, for example, in the region of the lower boundary of the operating range (-50), the polyamide becomes brittle. At a positive temperature, thermoplastics have the property of high creep and irreversibility of form from a constantly acting load after backfilling with soil. Mineral fillers smooth out these shortcomings of thermoplastics, but lead to a decrease in the initial physical and mechanical properties, polyamide as a feedstock for drainage trays is of little use due to the high level of moisture absorption. In addition, the production of trays (considering their size) requires sophisticated technological equipment with a high accuracy class of work surfaces and the possibility of heating to 250-280 °, and then rapid cooling. It should also be noted that the manufacturing technology of structural thermoplastic does not allow, if necessary, to produce ribs with a thickness greater than the thickness of the casing (as indicated in paragraph 4 of the formula) - "spills" are formed. Existing known equipment for the manufacture of thermoplastic products does not allow the manufacture of sections of drainage trays with a dimension in height (depth) of the tray more than 0.5 meters. The tray docking scheme proposed in the prototype has the following drawbacks: docking points are difficult to access and low-tech, and if it is necessary to install an incomplete tray, special “docking” trays must be made, which should have different lengths when there are docking extreme stiffeners. A significant drawback of this design of the tray is the possibility of squeezing it out of the saturated soil by hydrostatic forces, as well as the danger of unauthorized dismantling.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача создания водоотводных лотков, работающих устойчиво во всем диапазоне рабочих температур, повышения жесткости и прочности конструкции, обеспечения возможности использования достаточно несложного технологического оборудования при производстве лотков, а также создания технологичных и универсальных стыковочные узлов.The present invention solves the technical problem of creating drainage trays that work stably in the entire range of operating temperatures, increase rigidity and structural strength, enable the use of fairly simple technological equipment in the manufacture of trays, as well as create technological and universal docking units.

Для достижения названного технического результата лоток водоотводной выполнен из стеклопластика и состоит из вогнутого дна, поперечных ребер жесткости, выполненных снаружи по образующей стенок и дна на всем протяжении лотка кроме торцов, продольных ребер жесткости, выполненных снаружи по верхнему краю стенок и поперечных ребер жесткости, а также якорных пластин, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости, при этом дно и стенки лотка на одном из торцов имеют уширение. Дополнительно для обеспечения возможности изменения формы трассы дренажного канала в плане лоток может быть выполнен с поворотом, который целесообразно выполнять с углом 30° или 45°. Для обеспечения возможности эксплуатации лотков (очистки донных отложений) дно выполнено с утолщением (толщина стенок 1,5-2 мм, а основания до 3 мм), обеспечивающим восприятие нагрузки от веса человека, а ширина выполнена исходя из условия обеспечения прохода человека (не менее 400 мм).To achieve the technical result, the drainage tray is made of fiberglass and consists of a concave bottom, transverse stiffeners, made outside along the generatrix of the walls and bottom along the entire length of the tray except for ends, longitudinal stiffeners, made outside the upper edge of the walls and transverse stiffeners, and also anchor plates located outside the tray horizontally between the transverse stiffeners, while the bottom and walls of the tray at one of the ends have a broadening. Additionally, to ensure the possibility of changing the shape of the route of the drainage channel in terms of the tray can be performed with rotation, which is advisable to perform with an angle of 30 ° or 45 °. To ensure the possibility of operating the trays (cleaning bottom sediments), the bottom is made with thickening (wall thickness 1.5-2 mm, and the base up to 3 mm), providing the perception of the load from the weight of the person, and the width is made based on the conditions for ensuring the passage of the person (not less 400 mm).

Отличительными признаками предложенного лотка водоотводного являются выполнение лотка из стеклопластика, а его стенок плоскими с наклоном наружу, продольных ребер жесткости, выполненных снаружи по верхнему краю стенок и поперечных ребер, а также якорных пластин, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости, отсутствие ребер жесткости по торцам лотка, при этом дно и стенки лотка на одном из торцов имеют уширение. Дополнительно в плане лоток может быть выполнен с поворотом, дно выполнено с утолщением, обеспечивающим восприятие нагрузки от веса человека, а ширина выполнена исходя из условия обеспечения прохода человека.Distinctive features of the proposed drainage tray are the implementation of the fiberglass tray, and its walls are flat with an inclined outward direction, longitudinal stiffeners, made outside the upper edge of the walls and transverse ribs, as well as anchor plates located horizontally between the transverse stiffeners outside the tray, the absence of stiffeners along the ends of the tray, while the bottom and walls of the tray at one of the ends have a broadening. Additionally, in terms of the tray can be made with rotation, the bottom is made with a thickening, providing the perception of the load from the weight of the person, and the width is made based on the conditions for ensuring the passage of the person.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий технический результат - получен лоток, работающий устойчиво во всем диапазоне рабочих температур, прочность данного лотка при аналогичной толщине и соответственно весе превосходит прочность прототипа (за счет наличия армирующей стеклоткани и возможности выполнения ребер оптимальной толщины), прочность увеличивается также и за счет наличия дополнительных ребер жесткости по верху стенок лотка и поперечных ребер жесткости, плоская форма стенок значительно упрощает формовку лотка, соединение, выполненное в виде расширенного участка одного из торцов лотка, позволяет монтировать дренаж максимально быстро и без применения каких-либо дополнительных приспособлений и материалов, а при необходимости добора длины, меньшей, чем длина лотка, достаточно просто отпилить от лотка фрагмент необходимого размера. Наличие якорных пластин предотвращает "всплытие" лотка, а также обеспечивает антивандальную защиту. Выполнение лотка с поворотом позволяет выполнять любые отклонения от прямолинейного направления. Наличие плоских стенок лотка позволяет на одном и том же технологическом оборудовании изготавливать секции лотков различной по высоте (глубине) размерности. Кроме того, конструкция лотка обеспечивает его удобную эксплуатацию персоналом.Due to the presence of these distinctive features, together with the known ones, the following technical result is achieved - a tray is obtained that works stably over the entire range of operating temperatures, the strength of this tray with a similar thickness and corresponding weight exceeds the strength of the prototype (due to the presence of reinforcing fiberglass and the possibility of making ribs of optimal thickness) , the strength also increases due to the presence of additional stiffeners along the top of the walls of the tray and transverse stiffeners, flat plate the frame of the walls greatly simplifies the molding of the tray, the connection made in the form of an extended section of one of the ends of the tray allows you to mount the drain as quickly as possible and without the use of any additional devices and materials, and if necessary, select a length shorter than the length of the tray, it is enough to simply saw off a fragment of the required size from the tray. The presence of anchor plates prevents the tray from “popping up” and also provides vandal protection. The implementation of the tray with rotation allows you to perform any deviations from the rectilinear direction. The presence of flat walls of the tray allows using the same technological equipment to produce sections of trays of different height (depth) dimensions. In addition, the design of the tray ensures its convenient operation by personnel.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предложенный лоток водоотводной, не была обнаружена. Таким образом предлагаемое устройство соответствует критерию охраноспособности "новое".As a result of a search by sources of patent and scientific and technical information, a set of features characterizing the proposed drainage tray was not found. Thus, the proposed device meets the eligibility criteria "new".

На основании сравнительного анализа предложенного лотка водоотводного с известным уровнем техники по источникам научно-технической и патентной литературы можно утверждать, что между совокупностью признаков, в том числе и отличительных, и выполняемыми ими функциями и достигаемыми целями существует неочевидная причинно-следственная связь. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что техническое решение не следует явным образом из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".Based on a comparative analysis of the proposed drainage tray with the prior art according to the sources of scientific, technical and patent literature, it can be argued that between the totality of signs, including distinctive ones, and the functions performed by them and the goals achieved, there is an unobvious causal relationship. Based on the foregoing, we can conclude that the technical solution does not follow explicitly from the prior art and, therefore, meets the eligibility criterion of "inventive step".

Предложенное техническое решение может найти применение при производстве водоотводящих сооружений различного назначения, в том числе дренажных сооружений железнодорожных путей и автодорог.The proposed technical solution can find application in the production of drainage structures for various purposes, including drainage structures of railways and roads.

Конструкция предложенного водоотводного лотка поясняется фиг.1 и 2.The design of the proposed drainage tray is illustrated in figures 1 and 2.

Изображенный лоток водоотводной состоит из вогнутого дна 1, радиусная форма которого (форма дна может быть выполнена как по радиусу, который может быть больше или равен половине ширины лотка по низу, так и по сопряжению нескольких радиусов или кривой, описанной уравнением второго порядка) способствует эффекту самоочистки лотков за счет градиента скоростей потока, плоских наклоненных наружу стенок 2 с выполненными в них дренажными отверстиями 3, поперечных ребер жесткости 4, выполненных снаружи по образующей стенок 2 и дна 1 на всем протяжении лотка кроме торцов, продольных ребер жесткости 5, выполненных снаружи по верхнему краю стенок 2 и поперечных ребер жесткости 4, а также якорных пластин 6, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости 4, при этом дно 1 и стенки 2 лотка на одном из торцов имеют уширение 7. Якорные пластины 6 устанавливаются с обоих сторон лотка на нескольких или всех участках между ребрами 4.The illustrated drainage tray consists of a concave bottom 1, the radial shape of which (the shape of the bottom can be made both in radius, which can be greater than or equal to half the width of the tray at the bottom, and by pairing several radii or a curve described by a second-order equation) contributes to the effect self-cleaning of the trays due to the gradient of flow rates, flat outwardly inclined walls 2 with drainage holes 3 made in them, transverse stiffeners 4 made outside along the generatrix of the walls 2 and the bottom 1 is extended and the tray except the ends, the longitudinal stiffeners 5, made outside the upper edge of the walls 2 and the transverse stiffeners 4, as well as the anchor plates 6, located outside the tray horizontally between the transverse stiffeners 4, while the bottom 1 and the wall 2 of the tray the ends have a broadening 7. Anchor plates 6 are installed on both sides of the tray in several or all sections between the ribs 4.

Вышеописанные лотки изготавливаются преимущественно следующим образом. Первоначально прессовым методом или методом контактного формования изготавливаются якорные пластины 6, а также поперечные ребра жесткости 4 толщиной от 5 до 12 мм в зависимости от размерности лотка и соответственно нагрузки. При этом внутренний контур поперечных ребер 4 строго согласован с формой образующей лотка. Обшивка, состоящая из стенок 2, дна 1 и продольного ребра жесткости 5, формуется на оснастке, одновременно устанавливаются и приформовываются ребра 4 и якорные пластины 6. После полимеризации термореактивной водостойкой смолы лотки снимаются с формы и могут термообрабатываться для ускорения процесса отверждения смолы. Данный метод изготовления при условии соблюдения требований техники безопасности не отражается на здоровье персонала. Однако в настоящее время для изготовления композиционных стеклопластиков существует и применяется более экологичный метод инжекционного формования (RTM - Resin Transfer Molding), в котором связующее инжектируется в закрытую форму, уже содержащую армирующий материал.The above trays are made mainly as follows. Initially, the anchor plates 6, as well as the transverse stiffeners 4 with a thickness of 5 to 12 mm, depending on the size of the tray and, accordingly, the load, are manufactured by press or contact molding. The inner contour of the transverse ribs 4 is strictly consistent with the shape of the generatrix of the tray. The casing, consisting of walls 2, bottom 1 and longitudinal stiffener 5, is molded on a snap, ribs 4 and anchor plates 6 are installed and molded at the same time. After polymerization of the thermosetting waterproof resin, the trays are removed from the mold and can be heat treated to accelerate the curing of the resin. This manufacturing method, subject to safety requirements, does not affect the health of personnel. However, at present, a more environmentally friendly injection molding method (RTM - Resin Transfer Molding) exists and is used for the manufacture of composite fiberglass, in which the binder is injected into a closed mold that already contains reinforcing material.

На месте водоотводные лотки устанавливаются следующим образом. Роется траншея, соответствующая по габаритам устанавливаемым лоткам и проектной документации. Затем начинается установка лотков со смыканием в замки. В случае необходимости укладки секции лотка, длина которого меньше целого лотка, производится его обрезка до необходимого размера, например, ножовкой так, чтобы линия реза находилась в стороне от поперечного ребра 3. Далее производится сборка как обычно. В случае необходимости, используются лотки с поворотом. После установки лотков производится засыпка, а затем и закрытие лотков сверху плитами - крышками (как правило бетонными, но возможно изготовление и поставка композиционных стеклопластиковых крышек). Для обеспечения отвода грунтовых вод на участках большой протяженности (более 100 м), при уклоне не менее 0,002, применяются лотки различной размерности по глубине (высоте).In place, the drainage trays are installed as follows. A trench digging, corresponding in size to the installed trays and project documentation. Then begins the installation of trays with locking in the locks. If it is necessary to lay a section of the tray, the length of which is less than the whole tray, it is trimmed to the required size, for example, with a hacksaw so that the cut line is away from the transverse rib 3. Next, the assembly is performed as usual. If necessary, trays with rotation are used. After installing the trays, filling is carried out, and then the trays are closed from above with plates - covers (usually concrete, but it is possible to manufacture and supply composite fiberglass covers). To ensure the removal of groundwater in areas of long length (more than 100 m), with a slope of at least 0.002, trays of various dimensions in depth (height) are used.

Claims

1. Drainage tray, characterized in that it is made of fiberglass and consists of a concave bottom, flat walls inclined outwardly with drainage holes made therein, transverse stiffeners made outside along the generatrix of the walls and bottom along the entire length of the tray except for ends, longitudinal ribs stiffnesses made externally along the upper edge of the walls and transverse stiffeners, as well as anchor plates located horizontally between the transverse stiffeners outside the tray, the bottom being thickened to 3 mm, the width of the tray is made at least 400 mm, and the bottom of the tray at one end have a broadening.

2. The tray according to claim 1, characterized in that in terms of it is made with rotation.

3. The tray according to claim 1, characterized in that the wall thickness is 1.5-2 mm