RU2610955C2

RU2610955C2 - Culvert

Info

Publication number: RU2610955C2
Application number: RU2015129626A
Authority: RU
Inventors: Алексей Анатольевич Архангельский; Анатолий Сергеевич Пермикин
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-02-17
Also published as: RU2015129626A

Abstract

FIELD: roads.

SUBSTANCE: invention relates to outfitting of roads, namely to water drainage from highways base or from railway ballast layer with the help of culverts. Culvert pipe is made of fiber-concrete fragments of two types, provided with embedded elements. Pipe center fragments have shape of isosceles trapezium with small and large bases and sides inclination angle of 30–45 degrees. Pipe outermost areas fragments have shape of rectangular trapezoid with side inclination angle, opposite to straight angle, also of 30–45 degrees. Each fragment is made concave with radius, equal to assembled pipe radius, fragment thickness is 50–300 mm, and each fragment all sides are equipped with embedded devices in form of metal plates with bolt holes. During culvert assembly fragments are arranged along pipe circumference so, that large base is docked with trapezoid larger base, and smaller is with trapezoid smaller base. Along length pipe fragments are connected to lateral sides and all fragments are fixed to each other by means of embedded devices with bolts.

EFFECT: technical result is simplification of culvert assembly.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к обустройству дорог, а именно отводу воды от основания шоссейных дорог или от балластного слоя железных дорог с помощью водопропускных устройств.The invention relates to the arrangement of roads, namely the drainage of water from the base of highways or from the ballast layer of railways using culverts.

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.Known road reinforced concrete culverts (OA YANKOVSKY. Culverts under the embankments. M .: Transport, 1982. - S. 19-34) containing a foundation, a pipe consisting of blocks separated by transverse seams.

Недостатком данного водопропускного устройства является недостаточная эксплуатационная надежность из-за значительных просадок при слабых грунтах и большая материалоемкость, сложность монтажа.The disadvantage of this culvert is the lack of operational reliability due to significant subsidence in soft soils and high material consumption, installation complexity.

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.The closest in technical essence to the proposed device (Pat. RF 2034947, IPC 6 E01F 5/00, E21D 9/00 VP Eremeev, VV Obyedkov, VM Kuznetsov. Culvert. - Publish. 10.05 .1995), is a culvert containing a prefabricated pipe located in the embankment, formed by elements of a cylindrical shell of constant thickness that are joined together and having parallel, beveled edges along the planes of the joint with fasteners fixed to the body of the elements along the edges and connecting elements installed at the joints wedges with a wedge-shaped shape, the bottom of the pipe being a foundation formed by a tray with monolithic reinforced concrete cladding laid on a base of reinforced soil and rectangular blocks fastened to it along the longitudinal edges, to each of which, by means of the mentioned connecting elements, corresponding shell elements are welded, while the latter are made of reinforced concrete reinforced with a double reinforcing mesh, the fasteners are in the form of plates mated to the rods of the mesh, and the connecting elements are made in the form of triangular-shaped plate keys attached to the indicated plates by welding and have vertex angles of 20≤α≤140 depending on the number of sheath elements located in the cross section of the pipe covered by the reinforced soil frame. Moreover, when the number of segments in the cross section of the pipe is more than two, fasteners with soil anchors are fastened to the connecting elements, passed through the framework surrounding the pipe and brought into the embankment body.

Недостатком названного водопропускного сооружения является многодетальность, материалоемкость, сложность монтажа из-за многодетальности.The disadvantage of this culvert is the many-detail, material consumption, the complexity of the installation due to the large-scale.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение монтажа водопропускного устройства, снижение материалоемкости, трудозатрат на возведение.The aim of the invention is to simplify the installation of culverts, reducing material consumption, labor costs for the construction.

Указанная цель достигается тем, что труба водопропускного устройства выполнена из фибробетонных фрагментов двух видов, снабженных закладными элементами.This goal is achieved by the fact that the pipe of the culvert is made of two types of fiber-reinforced concrete fragments equipped with embedded elements.

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.The essence of the invention lies in the fact that the pipe consists of fragments made of fiber-reinforced concrete, fragments of the middle of the pipe have the shape of an isosceles trapezoid with a small and large base and a side angle of 30-45 degrees, and fragments of the extreme sections of the pipe have the shape of a rectangular trapezoid with a side angle opposite the right angle, also 30-45 degrees, each fragment is made concave with a radius equal to the radius of the pipe in the assembly, the thickness of the fragment is 50-300 mm, and all sides of each fragment are equipped with embedded lips in the form of metal plates with holes for bolts, and when assembling the culvert, the fragments are arranged around the circumference of the pipe so that the large base is joined to the large base of the trapezoid, and the small to the small base of the trapezoid, and along the length of the pipe, the fragments are joined to the sides and all fragments are fastened together by means of embedded devices with bolts.

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.In FIG. 1 is a diagram of a fragment of the middle of a pipe of a culvert; FIG. 2 is a diagram of a fragment of extreme pipe sections, in FIG. 3 shows a fragment of the middle of the pipe, in FIG. 4 is a fragment of the extreme sections of the pipe, in FIG. 5 shows a section through a pipe along its length; FIG. 6 shows the head part of the pipe.

Монтаж водопропускного устройства осуществляют следующим образом.Installation of the culvert is as follows.

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.The foundation pit is torn off and the device of the base 7 with a thickness of 150-300 mm made of compacted sand is laid, on which a fragment of the middle part of the pipe (Fig. 3) is laid with the convex side on the base 7. Then, the pipe 8 is started in diameter to form a pipe ring as follows: identical bases (1 or 2) of fragments with each other, fasten them with 5 bolts using embedded devices 6. Having mounted the pipe ring on the base, they begin to mount the pipe along the length in such a way that large 2 and small bases 1 fragment alternated with each other. In this case, the lateral surfaces of 3 adjacent fragments are joined together and fastened with the help of embedded devices 5 with bolts 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.At the end of the installation of the middle part of the pipe begin to install the extreme sections of the pipe. Fragments (Fig. 4) of the extreme sections of the pipe have a design feature - one of the sides 4 of the trapezoid is made at an angle of 90 degrees to obtain an even cut of the pipe for installation of the pipe head 9. After installing all the elements, the pipe is waterproofed, the embankment and sinuses of the culvert are filled in to the design mark.

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).The fiber-reinforced concrete from which fragments of the culvert are made differs from traditional concrete by several times higher tensile and shear strength, impact strength, crack resistance, frost resistance, abrasion, and water resistance (I.V. Volkov. Fiber-concrete - state and prospects of application in building structures // Building materials, equipment, technology of the XXI century. - 2004. - No. 5. - S. 24-25).

При эксплуатации водопропускного устройства на него действуют постоянные и временные нагрузки, а именно давление грунта, нагрузка от подвижного состава.During the operation of the culvert, constant and temporary loads act on it, namely the soil pressure, the load from the rolling stock.

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.The proposed design allows you to distribute the compressive forces from constant and temporary loads over its entire length evenly, since each pipe element will work with adjacent elements, to avoid uneven subsidence, which in turn allows you to abandon the foundations.

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.Thus, the proposed culvert consists of three structural parts - two types of fragments and a mounting bolt, which allows to simplify its installation, not to use complex equipment. The manufacture of fragments from fiber-reinforced concrete reduces the consumption of concrete, and the design of the pipe from fragments allows you to abandon the foundations, which reduces the cost of the culvert.

Claims

A culvert including an inlet head, a pipe, characterized in that the pipe consists of fragments made of fiber-reinforced concrete, fragments of the middle of the pipe have the shape of an isosceles trapezoid with a small and large base and a side angle of 30-45 degrees, and fragments of the extreme sections of the pipe have the shape a rectangular trapezoid with an angle of inclination of the side opposite the right angle, also 30-45 degrees, each fragment is made concave with a radius equal to the radius of the pipe in the assembly, the thickness of the fragment is 50-300 mm, and all sides to Each fragment is equipped with embedded devices in the form of metal plates with holes for bolts; moreover, when assembling the culvert, the fragments are arranged around the pipe circumference so that the large base is joined to the large trapezium base, and the small to the small trapezoid base, and the fragments are joined along the length of the pipe the sides and all fragments are fastened together by means of embedded devices with bolts.