RU2669597C1 - Drain tray made of composite materials - Google Patents
Drain tray made of composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669597C1 RU2669597C1 RU2017117883A RU2017117883A RU2669597C1 RU 2669597 C1 RU2669597 C1 RU 2669597C1 RU 2017117883 A RU2017117883 A RU 2017117883A RU 2017117883 A RU2017117883 A RU 2017117883A RU 2669597 C1 RU2669597 C1 RU 2669597C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- transverse
- tray according
- housing
- fixing
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 3
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 101100334009 Caenorhabditis elegans rib-2 gene Proteins 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004557 technical material Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
- E01F5/00—Draining the sub-base, i.e. subgrade or ground-work, e.g. embankment of roads or of the ballastway of railways or draining-off road surface or ballastway drainage by trenches, culverts, or conduits or other specially adapted means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C11/00—Details of pavings
- E01C11/22—Gutters; Kerbs ; Surface drainage of streets, roads or like traffic areas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области строительства, в частности к водоотводным сооружениям для отвода поверхностных и грунтовых вод, и может быть использовано в строительстве железнодорожных путей, автомобильных дорог, наземных и подземных дорожных покрытий и т.п., а также в качестве кабельных лотков для слаботочной и высоковольтной энергетической системы и подвесных лотков для отводы дождевых вод с автомобильных и железнодорожных мостов и эстакад.The invention relates to the field of construction, in particular to drainage structures for the removal of surface and groundwater, and can be used in the construction of railways, roads, ground and underground road surfaces, etc., as well as cable trays for low-current and high-voltage power system and hanging trays for drainage of rainwater from automobile and railway bridges and overpasses.
Известен водоотводный лоток, содержащий желобообразный корпус с дренажными отверстиями в его боковых стенках и с поперечными ребрами жесткости, размещенными снаружи корпуса по его образующей (RU 40059).Known drainage tray containing a gutter-shaped housing with drainage holes in its side walls and with transverse stiffeners placed outside the housing along its generatrix (RU 40059).
Известный лоток выполнен из конструкционного термопласта как композиционного материала, в частности, из минералонаполненных полипропилена или полиамида, в виде цельноформованной конструкции. Недостатками его являются неустойчивость прочности и жесткости стенок корпуса, которые резко снижаются при перепадах температур из-за быстрого охрупчивания термопласта, деформация изделий при повышении температуры окружающей среды более 30°С и прямой солнечной радиации, невозможность противостоять внешнему давлению грунта, стремящемуся выдавить лоток наружу из-за отсутствия якорных приспособлений, а также отсутствие стыковочных элементов.The known tray is made of structural thermoplastic as a composite material, in particular, mineral-filled polypropylene or polyamide, in the form of an integral molded structure. Its disadvantages are instability of strength and stiffness of the walls of the case, which sharply decrease with temperature changes due to the rapid embrittlement of the thermoplastic, deformation of products with increasing ambient temperature of more than 30 ° C and direct solar radiation, the inability to withstand external soil pressure, tending to squeeze the tray out from -for the lack of anchor devices, as well as the absence of connecting elements.
Известны водоотводные лотки, содержащие каждый желобообразный корпус со стыковочным уширением по одному его торцу и с дренажными отверстиями в его боковых стенках, продольные ребра жесткости, расположенные снаружи по верхнему краю стенок корпуса, поперечные ребра жесткости, расположенные снаружи по образующей корпуса, и якорные пластины, расположенные между поперечными ребрами (RU 50548, RU 2285766).Known drainage trays containing each gutter-shaped housing with a docking broadening along one of its ends and with drainage holes in its side walls, longitudinal stiffeners located externally along the upper edge of the housing walls, transverse stiffeners located externally along the generatrix of the housing, and anchor plates, located between the transverse ribs (RU 50548, RU 2285766).
Известен наиболее близкий по технической сущности к заявленному водоотводный лоток, характеризующийся тем, что он выполнен из стеклопластика и состоит из вогнутого дна, плоских наклоненных наружу стенок с выполненными в них дренажными отверстиями, 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 выполнено с утолщением до 3 мм, ширина лотка выполнена не менее 400 мм, дно и стенки лотка на одном из торцов имеют уширение. В плане лоток выполнен с поворотом, толщина стенок составляет 1,5-2 мм (RU 2285766, прототип).Known closest in technical essence to the claimed drainage tray, characterized in that it is made of fiberglass and consists of a concave bottom, flat outwardly inclined walls with drainage holes made therein, transverse stiffeners made outside along the generatrix of the walls and bottom throughout of the tray except the ends, longitudinal stiffeners, made outside the upper edge of the walls and transverse stiffeners, as well as anchor plates located outside the tray horizontally between erechnymi ribs, the bottom formed with a thickening 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. In terms of the tray is made with rotation, the wall thickness is 1.5-2 mm (RU 2285766, prototype).
Недостатки известных лотков обусловлены тем, что они обладают жесткостью и прочностью стеклопластиковых изделий, достаточных для умеренных условий эксплуатации, но недостаточных для более жестких условий с повышенным давлением грунта на стенки корпуса ввиду отсутствия возможности использовать другие армирующие материалы, кроме стекловолокнистых, а так же использование только плоских ребер жесткости (в виде пластин), толщиной 5-10 мм. Структура стенок корпусов известных лотков, их ребер и якорных пластин произвольна, а взаимосвязь указанных ребер и якорных пластин с корпусом недостаточно надежна. В местах соединения ребер и якорных пластин со стенками корпуса, т.е. в областях резких изменений формы (узкие полости между отдельными частями), неизбежно формируются концентраторы напряжений - зоны возникновения повышенных местных напряжений. В связи с этим имеет место значительное количество поломок лотков при транспортировании, складировании, погрузке, перегрузке и установке на месте эксплуатации особенно персоналом невысокой квалификации.The disadvantages of the known trays are due to the fact that they have rigidity and strength of fiberglass products, sufficient for moderate operating conditions, but insufficient for more severe conditions with increased ground pressure on the walls of the housing due to the inability to use other reinforcing materials other than fiberglass, as well as the use of only flat stiffeners (in the form of plates), 5-10 mm thick. The structure of the walls of the bodies of known trays, their ribs and anchor plates is arbitrary, and the relationship of these ribs and anchor plates with the body is not reliable enough. At the junction of the ribs and anchor plates with the walls of the housing, i.e. in areas of sharp changes in shape (narrow cavities between the individual parts), stress concentrators are inevitably formed - zones of increased local stresses. In this regard, there is a significant number of tray breakdowns during transportation, storage, loading, transshipment and installation at the place of use, especially by unskilled personnel.
Технической проблемой, на разрешение которой направлено заявленное изобретение, является разработка эффективного водоотводного лотка с учетом геофизических условий его эксплуатации и расширение арсенала водоотводных лотков.The technical problem to which the claimed invention is directed is the development of an effective drainage tray taking into account the geophysical conditions of its operation and the expansion of the arsenal of drainage trays.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности и улучшении механических прочностных характеристик водоотводного лотка за счет исключения концентраторов напряжений и придания улучшенных механических свойств всем частям изделия, что направлено на устранение поломок, а также расширении функциональных возможностей и области его применения для более жестких условий с повышенным давлением грунта на стенки корпуса.The technical result that can be obtained by using the invention is to increase operational reliability and improve the mechanical strength characteristics of the drainage tray by eliminating stress concentrators and imparting improved mechanical properties to all parts of the product, which is aimed at eliminating breakdowns, as well as expanding the functionality and its scope applications for more severe conditions with increased soil pressure on the walls of the housing.
Сущность изобретения состоит в том, что водоотводный лоток из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего содержит желобообразный корпус со стыковочным расширением по одному его торцу и с дренажными отверстиями в его боковых стенках, а также закрепленные снаружи на боковых стенках поперечные ребра жесткости и расположенные между ними продольные якорные пластины, отличающийся тем, что стенки корпуса, поперечные ребра и якорные пластины, выполнены слоистыми из, по меньшей мере, одного несущего, и расположенного параллельно ему фиксирующего слоя, при этом указанные слои выполнены каждый из искусственных волокон в среде из отвержденного полимерного связующего, а каждое поперечное ребро жесткости выполнено в виде закладного элемента, закрепленного одной стороной к внутреннему слою боковой стенки корпуса и охваченного по смежным этой боковой стенке сторонам другими несущими и фиксирующими слоями, выполненными разомкнутыми по периферии закладного элементаThe essence of the invention lies in the fact that the drainage tray made of a composite material based on artificial reinforcing fiber and a polymer binder contains a gutter-shaped housing with a docking extension along one of its ends and with drainage holes in its side walls, as well as transverse stiffeners fixed on the side walls and longitudinal anchor plates located between them, characterized in that the housing walls, transverse ribs and anchor plates are laminated from at least one a carrier layer and a fixing layer parallel to it, wherein said layers are made of each artificial fiber in the medium from a cured polymer binder, and each transverse stiffening rib is made in the form of a embedded element fixed on one side to the inner layer of the side wall of the housing and covered by adjacent side wall to the sides with other bearing and fixing layers made open around the periphery of the embedded element
В частных случаях реализации несущие слои выполнены из стеклоткани, фиксирующие слои - из нетканого стекломата, а закладной элемент каждого поперечного ребра жесткости выполнен из полимерного материала, или фиксирующие слои выполнены из стеклоткани, несущие слои - из нетканого стекломата, а закладной элемент каждого поперечного ребра жесткости выполнен из полимерного материала.In special cases of implementation, the supporting layers are made of fiberglass, the fixing layers are made of non-woven glass mat, and the embedded element of each transverse stiffener is made of polymer material, or the fixing layers are made of fiberglass, the supporting layers are made of non-woven glass mat, and the embedded element of each transverse stiffener made of polymer material.
В частных случаях реализации закладной элемент каждого поперечного ребра выполнен в форме стойки с поперечным сечением плавной выпуклой криволинейной формы или закладной элемент каждого поперечного ребра выполнен в форме пластины.In special cases, the implementation of the embedded element of each transverse rib is made in the form of a rack with a cross section of a smooth convex curvilinear shape or the embedded element of each transverse rib is made in the form of a plate.
Предпочтительно, на одном из торцов корпуса с внутренней стороны выполнена стыковочная впадина.Preferably, at one of the ends of the housing from the inside there is a docking cavity.
Предпочтительно, закладной элемент закреплен к стенке корпуса дополнительным фиксирующим слоем, размещенными относительно охватывающих его снаружи слоев с перекрытием последних на ширину от 80 мм до 150 мм с каждой стороны.Preferably, the embedded element is fixed to the wall of the housing with an additional fixing layer placed relative to the outer layers surrounding it, with the latter overlapping from 80 mm to 150 mm wide on each side.
Предпочтительно, закладной элемент выполнен из полимерного материала и обклеен охватывающими его снаружи фиксирующими и несущими слоями.Preferably, the embedded element is made of polymeric material and is glued with fixing and supporting layers covering it from the outside.
Предпочтительно, фиксирующие и несущие слои содержат искусственные волокна из группы: стеклянное, базальтовое или полимерное волокно или их комбинация, а полимерное связующее выполнено на основе полимерных смол из группы: полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой смолы или их комбинации.Preferably, the fixing and supporting layers contain artificial fibers from the group: glass, basalt or polymer fibers, or a combination thereof, and the polymer binder is based on polymer resins from the group: polyester, vinyl ester, phenolic, polyurethane resin, or a combination thereof.
Предпочтительно, корпус выполнен с наружным и/или внутренним защитным покрытием, из группы: лакокрасочным, прозрачным гелькоутом.Preferably, the housing is made with an external and / or internal protective coating, from the group: paint, transparent gelcoat.
Предпочтительно, полимерное связующее содержит пигментные, упрочняющие и антипиренные добавки, а также защитные добавки для повышения устойчивости к УФ - излучению и климатическим воздействиям окружающей среды.Preferably, the polymer binder contains pigment, hardening and flame retardant additives, as well as protective additives to increase resistance to UV radiation and environmental climatic influences.
Изобретение поясняется конкретным, но не ограничивающим его, примером выполнения и прилагаемыми чертежами. На фиг. 1 изображен лоток с объемными ребрами жесткости в форме стоек (общий вид), на фиг. 2 - лоток с плоскими ребрами жесткости в форме пластин толщиной 5-10 мм (общий вид), на фиг. 3 - примеры форм поперечного сечения корпуса, на фиг. 4 - примеры сечений ребер жесткости и якорных пластин, на фиг. 5 и 6 - схема укладки слоев стекломатериала.The invention is illustrated by a specific, but not limiting, example of implementation and the accompanying drawings. In FIG. 1 shows a tray with volume stiffeners in the form of racks (general view), in FIG. 2 - a tray with flat stiffeners in the form of plates with a thickness of 5-10 mm (general view), in FIG. 3 shows examples of cross-sectional shapes of the housing; FIG. 4 - examples of sections of stiffeners and anchor plates, in FIG. 5 and 6 - scheme of laying layers of glass material.
На чертежах обозначены: желобообразный корпус 1, поперечные объемные ребра 2 жесткости, якорные пластины 3, боковые стенки 4 корпуса 1, дренажные отверстия 5 стенок 4, стыковочное расширение 6, торец 7 корпуса 1 со стыковочным расширением 6, впадина 8, противоположный торец 9 корпуса 1, закладной элемент 10 объемного ребра жесткости 2 из полимерного материала, геометрическая образующая 11 корпуса 1, несущие слои 12, фиксирующие слои 13.The drawings indicate: gutter-
Водоотводный лоток из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего (фиг. 2, 3, 4а, 6), содержит желобообразный корпус 1 со стыковочным расширением 6 по одному его торцу и с дренажными отверстиями 5 в его боковых стенках 4, а также закрепленные снаружи на боковых стенках 4 поперечные ребра жесткости 2 и расположенные между ними продольные якорные пластины 3. Стенки 4 корпуса 1, поперечные ребра 2 и якорные пластины 3 выполнены слоистыми из, по меньшей мере, одного несущего, образующего собственно тело каждого из них, слоя 12, и расположенного параллельно ему фиксирующего слоя 13 для закрепления на корпусе 1 ребер жесткости 2 и якорных пластин 3. При этом указанные слои 12, 13 выполнены каждый в виде структуры из переплетенных искусственных волокон в среде из отвержденного полимерного связующего. Каждое поперечное ребро жесткости 2 выполнено в виде закладного элемента 10, закрепленного одной стороной к внутреннему слою 12 боковой стенки 4 корпуса 1 и охваченного по смежным этой боковой стенке 4 сторонам другими несущими и фиксирующими слоями 12, 13 поперечных ребер 2 или якорных пластин 3, выполненными разомкнутыми по участку периферии закладного элемента 10, и размещенными с перекрытием фиксирующих слоев 13 корпуса 1, которое образовано краями нижнего (по чертежу) слоя 13 с внутренним слоем 12 стенки 4 корпуса 1.A drainage tray made of a composite material based on artificial reinforcing fiber and a polymeric binder (Figs. 2, 3, 4a, 6) contains a gutter-
Несущие слои 12 могут быть выполнены из стеклоткани из переплетенных стекловолокон или стеклонитей, фиксирующие слои 13 - из нетканого стекломата, а закладной элемент 10 каждого поперечного ребра 2 жесткости выполнен из полимерного материала.The supporting
В иных случаях реализации фиксирующие слои 13 выполнены из стеклоткани из переплетенных стекловолокон или стеклонитей, несущие слои 12 - из нетканаго стекломата, а закладной элемент 10 каждого поперечного ребра 2 жесткости выполнен из полимерного материала.In other cases, the implementation of the
Стеклоткань - это технический материал, который получается из стекловолоконных нитей, обработанных так называемым замаслевателем - эмульсией, содержащей парафин.Fiberglass is a technical material that is obtained from fiberglass yarn treated with a so-called sizing agent - an emulsion containing paraffin.
Стекломат состоит из резанных прядей стекло волокна скрепленных эмульсией, растворенной в стироле.Glass mat consists of cut strands of glass fiber bonded with an emulsion dissolved in styrene.
Закладной элемент каждого поперечного ребра может быть выполнен в форме объемной стойки с (цилиндрическим - с круглой, эллиптической или иной формой направляющей) поперечным сечением плавной выпуклой криволинейной формы. Выпуклой называется такая фигура, которой принадлежат все точки отрезка, соединяющего любые ее две точки. Выпуклыми фигурами являются, например, круг, эллипс. Через каждую точку на границе выпуклой фигуры можно провести прямую (она называется опорной прямой) так, что вся фигура будет лежать по одну сторону от этой прямой.The embedded element of each transverse rib can be made in the form of a volumetric strut with (cylindrical with a round, elliptical or other form of the guide) cross-section of a smooth convex curved shape. Convex is a figure that belongs to all points of the segment connecting any two of its points. Convex figures are, for example, a circle, an ellipse. Through each point on the boundary of a convex figure, you can draw a straight line (it is called a support line) so that the whole figure will lie on one side of this line.
В иных случаях реализации закладной элемент 10 каждого поперечного ребра 2 выполнен в форме пластины прямоугольного поперечного сечения.In other cases, the implementation of the embedded
На одном из торцов (7) корпуса 1 с внутренней стороны выполнена стыковочная впадина 8.At one of the ends (7) of the
Закладной элемент 10 закреплен к стенке 4 корпуса 1 дополнительным фиксирующим слоем 13, размещенными относительно охватывающих его снаружи слоев 12, 13 с общим перекрытием последних на ширину от 80 мм до 150 мм с каждой стороны.The embedded
Закладной элемент 10 может быть выполнен из приемлемого полимерного материала и для фиксации полностью обклеен охватывающими его снаружи фиксирующими и несущими слоями 12, 13.The embedded
При этом фиксирующие и несущие слои 12, 13 содержат, предпочтительно, искусственные волокна из группы: стеклянное, базальтовое или полимерное волокно или их комбинация, а полимерное связующее выполнено на основе полимерных смол из группы: полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой смолы или их комбинации.Moreover, the fixing and supporting
Корпус 1 выполнен с наружным и/или внутренним защитным покрытием, из группы: лакокрасочным, прозрачным гелькоутом. Как правило, гелькоут представляет собой полиэфирную смолу с добавлением красителя. Возможно использование гелькоута, предназначенного для напыления. Наносятся несколько тонких слоев, не дожидаясь высыхания предыдущего. Специализированные гелькоуты могут также придавать поверхности изделий стойкость к механическим воздействиям и к агрессивным средам.The
Отвержденное полимерное связующее содержит пигментные, упрочняющие и антипиренные добавки, а также защитные добавки для повышения устойчивости к УФ - излучению и климатическим воздействиям окружающей среды.The cured polymer binder contains pigment, hardening and flame retardant additives, as well as protective additives to increase resistance to UV radiation and environmental climatic influences.
Ребра 2 и пластины 3 рассчитываются (в любом варианте реализации изобретения) на наиболее невыгодную комбинацию нагрузок, в качестве расчетного рассматривается случай заполнения корпуса 1 испытательной водой.The
Исходными данными для расчета конкретного сечения водоотводных лотков, обеспечивающих необходимую пропускную способность являются расчетные расходы дождевых вод Qрасч. В соответствии со СНиП 2.04.03-85, расчетные расходы дождевых вод Qрасч, л/с определяют по формуле:The source data for calculating the specific cross-section of the drainage trays that provide the necessary throughput are the estimated costs of rainwater Qcalc. In accordance with SNiP 2.04.03-85, the estimated rainwater flow rates Qcalc, l / s are determined by the formula:
Qрасч=qрасч×F;Q calc = q calc × F;
где: qрасч - величина стока, л/с на 1 га:where: q calculation - runoff value, l / s per 1 ha:
F - площадь водосбора, га;F - catchment area, ha;
z, n, А - эмпирические параметры; при расчетах стока может быть принято с путевой стороны z=0,125, а со склонов z=0,064;z, n, A are empirical parameters; when calculating the runoff, it can be taken from the track side z = 0.125, and from the slopes z = 0.064;
q20 - интенсивность дождя, л/с на 1 га продолжительностью 20 мин при Po=1 год, - среднее количество дождей за год, n, γ - показатели степени, принимаются в зависимости от климатического района по черт. 1 и табл. 4 СНиП 2.04.03-85;q 20 - rain intensity, l / s per 1 ha for 20 minutes at P o = 1 year, - the average number of rains per year, n, γ - degree indicators, taken according to the climatic region. 1 and table 4 SNiP 2.04.03-85;
P - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, год, согласно норм СТН Ц-01-95 для кюветов и лотков в выемках линий скоростных, особогрузонапряженных, I и II категорий следует принять P=100 лет, линий III категории - P=33 года и линий IV категории - P=20 лет;P - period of one-time excess of the calculated rain intensity, year, according to STN TS-01-95, for ditches and trays in the recesses of high-speed, especially heavy-load lines, categories I and II, P = 100 years, category III lines - P = 33 years and Category IV lines - P = 20 years;
tr - расчетная продолжительность протекания дождевых вод, мин, определяется как tr=ts+tc;t r - estimated duration of rainwater flow, min, is defined as t r = t s + t c ;
ts - время добегания дождевых вод по поверхности склона выемки с путевой стороны до лотка, ts≈3-5 мин;t s — time of running rainwater along the surface of the slope of the recess from the track side to the tray, t s ≈ 3-5 minutes;
tc - время добегания дождевых вод по лотку до расчетного сечения, мин:t c - time of rainwater run through the tray to the design section, min:
Lc - длина расчетных участков лотка, м;L c - the length of the calculated sections of the tray, m;
Vc - скорость движения дождевых вод в конце расчетных участков лотка, м/с; определяется по формулеV c - the velocity of rainwater at the end of the calculated sections of the tray, m / s; determined by the formula
I - продольный уклон лотка;I - the longitudinal slope of the tray;
R - гидравлический радиус, м; определяется по формулеR is the hydraulic radius, m; determined by the formula
где ω - площадь живого сечения потока воды в лотке в расчетном сечении (при расчетной глубине водного потока ho), м;where ω is the living cross-sectional area of the water flow in the tray in the design cross-section (at the estimated water flow depth h o ), m;
χ - длина смоченного периметра водного потока в расчетном сечении (при расчетной глубине водного потока ho), м;χ is the length of the wetted perimeter of the water stream in the calculated section (at the estimated depth of the water stream h o ), m;
ns - коэффициент гидравлической шероховатости стенок и дна лотка; для композитного лотка коэффициент гидравлической шероховатости при обычном состоянии поверхности ns=0,012.n s is the coefficient of hydraulic roughness of the walls and bottom of the tray; for a composite tray, the hydraulic roughness coefficient under normal surface conditions is n s = 0.012.
Выбор глубины лотка осуществляется методом последовательных приближений, задаваясь величиной расчетной глубины водного потока ho и добиваясь разности в расчетном расходе в низовом сечении с пропускаемым расходом при заданном значении ho в пределах 5%.The choice of the depth of the tray is carried out by the method of successive approximations, setting the value of the estimated depth of the water flow h o and achieving the difference in the estimated flow rate in the lower section with the transmitted flow rate at a given value of h o within 5%.
Глубина применяемого лотка определяется профильными условиями участка пути. В верховом сечении глубина лотка принимается минимального значения.The depth of the used tray is determined by the profile conditions of the track section. In the upper section, the depth of the tray is taken to the minimum value.
Минимальная глубина лотка определяется условием пропуска расчетного расхода воды с уровнем ниже верха лотка на 0,2 м и расположения дна лотка на отметке ниже отметки бровки земляного полотна на 0,5 м.The minimum depth of the tray is determined by the condition that the estimated water flow with a level lower than the top of the tray by 0.2 m is skipped and the bottom of the tray is located at a mark below the mark of the subgrade edge by 0.5 m.
Силовой расчет давления на стенку 4 корпуса 1 основан на следующих исходных данных.The force calculation of the pressure on the
1. Объемный вес грунта γ=1,8 т/м3;1. The volumetric weight of the soil γ = 1.8 t / m 3 ;
2. Угол внутреннего трения f=35°-5°=30°;2. The angle of internal friction f = 35 ° -5 ° = 30 °;
3. Коэффициент трения K=tg2(45°-f/2)=0,333;3. The coefficient of friction K = tg 2 (45 ° -f / 2) = 0.333;
4. Равномерно-распределенная нагрузка на засыпке q=1,0 т/м2;4. Uniformly distributed load on the filling q = 1,0 t / m 2 ;
5. Толщина приведенного слоя засыпки ho=q/γ=0,56 м;5. The thickness of the reduced backfill layer ho = q / γ = 0.56 m;
6. Коэффициент перегрузки np=1,2; nq=1,3.6. The coefficient of overload n p = 1,2; n q = 1.3.
Водоотводный лоток изготавливается в следующей последовательности.The drainage tray is made in the following sequence.
1. На подготовленную матрицу (форму) корпуса 1 наносится слой подготовленной к работе полиэфирной (или др.) смолы и укладываются несущие слои 12, 13 стеклоткани и/или стекломата, раскроенные по необходимым размерам. Слои 12, 13 пропитываются полиэфирной смолой. Таким образом, формуется стенка 4 желобообразного корпуса 1 лотка.1. A layer of prepared polyester (or other) resin is applied to the prepared matrix (form) of the
2. В соответствии с чертежами, на желобообразный корпус 1 устанавливаются закладные элементы 10 ребер жесткости 2 (объемные или плоские) и якорные пластины 2. Закладные элементы 10 ребер жесткости 2 и якорные пластины 3 до приформования удерживаются на стенке 4 корпуса 1 за счет естественных сил трения (размеры - под жесткую посадку).2. In accordance with the drawings, embedded
3. К корпусу 1 приформовываются закладные элементы 10 ребер жесткости 2 и якорные пластины 3 путем укладки на них и на корпус 1 фиксирующих и несущих слоев 12, 13 стекломата и/или стеклоткани с пропиткой их подготовленной к работе полиэфирной смолой.3.
4. Лоток со всех сторон обрезается «болгаркой» от облоя в размер. Согласно чертежам сверлятся дренажные отверстия 5.4. The tray is cut off from all sides by a “grinder” from a burr to size. According to the drawings,
5. Наносится защитное лакокрасочное покрытие или покрытие прозрачным гелькоутом.5. Protective paintwork or transparent gelcoat is applied.
Водоотводный лоток эксплуатируется следующим образом.The drainage tray is operated as follows.
На месте эксплуатации, например, при строительстве железнодорожных путей, автомобильных дорог, наземных и подземных дорожных покрытий, водоотводные лотки устанавливаются следующим образом. Роется траншея, соответствующая по габаритам устанавливаемым лоткам и проектной документации.On-site operation, for example, in the construction of railways, roads, ground and underground road surfaces, drainage trays are installed as follows. A trench digging, corresponding in size to the installed trays and project documentation.
Перед монтажом лотков нивелированием проверяют проектное положение отметок дна траншеи, а рулеткой ее ширину. Ширина траншеи, подготовленной для установки лотков, должна обеспечивать свободную их укладку с обеспечением по всей длине зазоров не менее 50 мм от габаритной ширины лотка. При необходимости траншея дорабатывается.Before mounting the leveling trays, check the design position of the trench bottom marks, and its width with a tape measure. The width of the trench prepared for installation of the trays should ensure their free laying with the provision along the entire length of the gaps of at least 50 mm from the overall width of the tray. If necessary, the trench is being finalized.
На дно траншеи отсыпается щебеночная подготовка. Стыки лотков очищаются от грязи. Укладка лотков в траншею производится от нижней высотной отметки вверх, внахлест, на величину стыка (80 мм).Crushed stone preparation is poured at the bottom of the trench. The joints of the trays are cleaned of dirt. Laying trays in the trench is made from the lower elevation upward, with an overlap, by the size of the joint (80 mm).
Сбрасывать лотки в траншею не допускается. В случае несовпадения секций лотка по высотному положению, последующая секция вынимается из траншеи и производится планировка щебеночной подготовки.Dumping trays into the trench is not allowed. If the sections of the tray do not match in height, the next section is removed from the trench and gravel preparation is planned.
При укладке лотков в траншею не допускаются удары по лоткам молотком или другими предметами, а также механические воздействия, которые могут привести к повреждению лотка.When laying trays in a trench, blows on the trays with a hammer or other objects, as well as mechanical impacts that can lead to damage to the tray, are not allowed.
Категорически запрещается забивать лотки в грунт с целью получения необходимых высотных отметок.It is strictly forbidden to drive trays into the ground in order to obtain the necessary elevations.
При необходимости получения требуемой длины водостока, не кратной длине лотков, допускается:If it is necessary to obtain the required length of the drain, not a multiple of the length of the trays, it is allowed:
- укорачивать лотки путем обрезки лотков ножовкой («болгаркой»);- shorten the trays by cutting the trays with a hacksaw ("grinder");
- выполнять вырезы в боковых стенках не более 
Затем производится установка лотков со смыканием в замки по торцам 7, 9 (Фиг. 1, 2).Then the trays are installed with locking into the locks at the
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).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).
Зоны между стенками лотков и траншеей засыпаются по проекту со стороны пути гравием или щебнем фракцией 25..40 мм, с полевой стороны дренирующим грунтом. При этом не допускается усиленное тромбование материала засыпки, приводящее к сужению верхней части лотка более расчетной величины.The zones between the walls of the trays and the trench are filled according to the design on the track side with gravel or crushed stone with a fraction of 25..40 mm, on the field side with drainage soil. In this case, enhanced thrombosis of the backfill material is not allowed, leading to a narrowing of the upper part of the tray of a more calculated value.
Контролируемая ширина лотка после засыпки должна составлять не менее для лотков: Н=0.5-415 мм, Н=0.75-455 мм, Н=1.0 и 1.25-580 мм.The controlled width of the tray after filling should be at least for the trays: N = 0.5-415 mm, N = 0.75-455 mm, N = 1.0 and 1.25-580 mm.
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). Корпус 1 лотка выполнен из слоев 12, 13. Слои 12, воспринимающие основную нагрузку названы несущими слоями. Эти слои 12, 13 выполнены из композиционного материала на основе одного указанного выше вида высокопрочного волокна или из сочетания высокопрочных волокон, которое в каждом отдельном случае применения зависит от геофизических условий местности.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. The
Сопротивляемость ребер жесткости 2 и якорных пластин 3 давлению грунта усилена закладными элементами 10 ребер 2 и пластин 3 по их наружному контуру. Ребра 2 жесткости могут быть выполнены объемными (фиг. 1, 5), как не извлекаемая опалубка из полимерного материала, обклеенная слоями 12, 13 стекломата и/или стеклоткани, так и плоскими (фиг. 2, 6), в виде пластин из слоев 12, 13 стекломата и/или стеклоткани. Слои 12, 13 не имеют поднутрений в местах соединения ребер 2 и якорных пластин 3 со стенками 4 корпуса 1, слои 12, 13 однозначно обеспечивают сглаженность переходов формы - сопряжений, отсутствуют области резких изменений формы и, следовательно, не формируются концентраторы напряжений - зоны возникновения повышенных местных напряжений. Все это направлено на исключение поломок лотков при транспортировании, складировании погрузке, перегрузке и установке на месте эксплуатации персоналом, особенно невысокой квалификации.The resistance of the
Таким образом, при транспортировании, погрузке и разгрузке, хранении в штабеле, а также в течение всего срока эксплуатации изделия по его назначению, т.е. под воздействием эксплуатационной нагрузки от грунта и воды, и разнообразных случайных нагрузок, несущие и фиксирующие слои 12, 13 и эффективно неразъемно закрепленные ими к стенкам 4 закладные элементы 10 обеспечивают функциональную надежность ребер жесткости 2 и якорных пластин 3 на корпусе 1, исключающее отламывание или иное повреждение лотка в целом по любому из вариантов реализации, и его частей.Thus, during transportation, loading and unloading, storage in a stack, as well as throughout the life of the product for its intended purpose, i.e. under the influence of the operational load from soil and water, and various random loads, the bearing and fixing
Эксплуатационная надежность дополнительно усилена конструктивным замком для стыковки корпусов 1 лотков между собой, состоящим из впадины 8, выполненной на стыковочном расширении 6 торца 7 одного лотка, и торца 9, не имеющем расширения, другого стыкуемого лотка.Operational reliability is additionally enhanced by a structural lock for docking the
Водоотводный лоток обладает уникальными свойствами:The drainage tray has unique properties:
- влагостойкость;- moisture resistance;
- устойчивость к воздействию огня, коррозии и химических факторов;- resistance to fire, corrosion and chemical factors;
- способность выдерживать большие перепады температур: от -60 до +45°C;- ability to withstand large temperature differences: from -60 to + 45 ° C;
- долговечность в использовании;- durability in use;
- является экологически чистым, обладающим высокой стойкостью к разложению.- It is environmentally friendly, highly resistant to decomposition.
Надежность и долговечность конструкции дополнительно увеличивается за счет использования наружных покрытий и специальных добавок в связующем.The reliability and durability of the structure is further enhanced by the use of external coatings and special additives in the binder.
Вышеперечисленное подтверждает более высокую эксплуатационную надежность заявленного водоотводного лотка и широкие возможности его использования.The above confirms the higher operational reliability of the claimed drainage tray and the wide possibilities of its use.
Экспериментальная проверка установленных в траншею состыкованных лотков (по обоим вариантам реализации изобретения) на принудительный прогиб их стенок давлением грунта подтвердила более высокую, по сравнению с известными, надежность и долговечность, последняя оценивается силовым расчетом и по результатам ускоренных испытаний достигает до 50 лет.An experimental check of the docked trays installed in the trench (for both variants of the invention) for forced deflection of their walls by soil pressure has confirmed higher reliability and durability compared to the known ones, the latter is estimated by force calculation and reaches up to 50 years according to the results of accelerated tests.
Преимущества использования заключается в повышении эксплуатационной надежности и улучшении механических прочностных характеристик водоотводного лотка для устранения поломок, а также расширении функциональных возможностей и области его применения для более жестких условий с повышенным давлением грунта на стенки корпуса.The advantages of using it are increasing operational reliability and improving the mechanical strength characteristics of the drainage tray to eliminate breakdowns, as well as expanding the functionality and scope of its application for more severe conditions with increased ground pressure on the housing walls.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117883A RU2669597C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Drain tray made of composite materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117883A RU2669597C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Drain tray made of composite materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669597C1 true RU2669597C1 (en) | 2018-10-12 |
Family
ID=63862300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117883A RU2669597C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Drain tray made of composite materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669597C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU47384U1 (en) * | 2005-02-14 | 2005-08-27 | Суханов Александр Викторович | HANGED TRAY FOR COLLECTING AND DISCHARGE OF LIQUID (OPTIONS) |
| RU65060U1 (en) * | 2007-01-10 | 2007-07-27 | Нинель Николаевна Боярова | WATER DRAINAGE FROM COMPOSITE MATERIALS (OPTIONS) |
| US20090103982A1 (en) * | 2006-06-13 | 2009-04-23 | Hodgekins Barry J | Trench drain with sloping rails |
| RU146823U1 (en) * | 2014-06-27 | 2014-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" | WATER TRAY SYSTEM |
| RU147960U1 (en) * | 2014-08-01 | 2014-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Восточная полимерная компания" | WATER DRAINER |
-
2017
- 2017-05-23 RU RU2017117883A patent/RU2669597C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU47384U1 (en) * | 2005-02-14 | 2005-08-27 | Суханов Александр Викторович | HANGED TRAY FOR COLLECTING AND DISCHARGE OF LIQUID (OPTIONS) |
| US20090103982A1 (en) * | 2006-06-13 | 2009-04-23 | Hodgekins Barry J | Trench drain with sloping rails |
| RU65060U1 (en) * | 2007-01-10 | 2007-07-27 | Нинель Николаевна Боярова | WATER DRAINAGE FROM COMPOSITE MATERIALS (OPTIONS) |
| RU146823U1 (en) * | 2014-06-27 | 2014-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" | WATER TRAY SYSTEM |
| RU147960U1 (en) * | 2014-08-01 | 2014-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Восточная полимерная компания" | WATER DRAINER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3854292A (en) | Irrigation ditch liner and method for making same | |
| KR101355399B1 (en) | Flexible jointing structure of road installation and constructing method thereof | |
| KR101036277B1 (en) | Expansion joint waterproof material of structure including road and bridge, and constructing method of expansion joint part using this | |
| CN206396627U (en) | Hidden seam type expansion joint structure | |
| US7080956B2 (en) | Open bottom box culvert | |
| RU2669597C1 (en) | Drain tray made of composite materials | |
| KR0177804B1 (en) | Mat for collection liquid | |
| CA2810538A1 (en) | Methods and apparatus for facilitating relative slideable movement between structures | |
| RU2381324C2 (en) | Road reconstruction and strengthening method | |
| RU146823U1 (en) | WATER TRAY SYSTEM | |
| RU147960U1 (en) | WATER DRAINER | |
| KR102086786B1 (en) | Reinforcing methods of water storage tank inner surface using metal panels and polyurea | |
| WO2011160239A1 (en) | Protective pipe cover and support apparatus | |
| JP2007198071A (en) | Reinforcement structure of opening part of concrete slab and its reinforcing method | |
| CN113123809B (en) | Reinforcing structure and reinforcing method | |
| RU65060U1 (en) | WATER DRAINAGE FROM COMPOSITE MATERIALS (OPTIONS) | |
| KR101476692B1 (en) | Flexible non-jointing structure of road and bridge installation using waterproofing membrane and constructing method thereof | |
| CN104674825B (en) | A kind of method preventing the roadbed side slope top layer soil body from washing away loss | |
| NL2011788C2 (en) | Method and apparatus for stabilising a dike. | |
| RU50548U1 (en) | WATER DRAIN TRAY | |
| RU2567257C1 (en) | System of gutters | |
| JP6072498B2 (en) | Avalanche prevention slope structure | |
| KR101759316B1 (en) | Inside strengthening method for water tank | |
| CN205688337U (en) | Main, access bridge section joint stitching device | |
| CN104963695A (en) | Protection open cut tunnel and tunnel structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190514 Effective date: 20190514 |