Способ обособленного длительного хранения, погрузки, транспортировки, выгрузки и установки металлической гофрированной водопропускной трубы
METHOD OF SEPARATE LONG-TERM STORAGE, LOADING, TRANSPORTATION, UNLOADING AND INSTALLATION OF METAL CORRUGATED CULVERT

Изобретение относится к области железнодорожной техники, а именно к способу, позволяющему обеспечить обособленное длительное, то есть на продолжительный промежуток времени, не требующее обслуживания и, в то же время, обеспечивающее сохранность элементов металлической гофрированной водопропускной трубы хранение элементов этой трубы вблизи железнодорожных объектов, конструктивным элементом которых является металлическая гофрированная водопропускная труба или установкой металлической гофрированной водопропускной трубы может быть хотя бы временно восстановлена работоспособность действующих железнодорожных объектов в случае ее нарушения, повысить оперативность восстановительных работ в случае ликвидации последствий аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, влекущих за собой разрушение железнодорожных объектов существенным сокращением сроков и трудоемкости извлечения и доставки элементов металлической гофрированной водопропускной трубы из мест ее хранения к местам установки, а также сокращением сроков установки металлической гофрированной водопропускной трубы путем обеспечения устойчивости к деформации установленной трубы от применения более мощных и производительных грунтоуплотняющих машин.
Известен практикуемый в настоящее время способ организации хранения элементов, необходимых для строительства железных дорог, в том числе и элементов водопропускных труб [Организация и планирование строительства железных дорог 1 Н.А. Шадрин, Л.М. Перельман, А.И. Репрев, И.С. Смагин, С.С. Ульрих 11 Изд. 2-е. Изд-во «Транспорт», 1968, С. 69], заключающийся в том, что предприятия строительной индустрии изготавливают необходимое для текущего строительства количество элементов водопропускных труб, которые впоследствии содержаться на охраняемых складах и используются по мере выполнения плана строительства. Недостатком этого способа является то, что эти склады, как правило, находятся на большом удалении от эксплуатирующихся железнодорожных объектов, и в случае оперативной организации восстановительных работ при ликвидации последствий аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, влекущих за собой разрушение железнодорожных объектов, невозможно будет добиться быстрой доставки восстановительным организациям элементов водопропускной трубы.
Известен способ длительного хранения восстановительных материалов и конструкций на складах, принадлежащих восстановительным организациям [Металлическая эстакада РЭМ-500. Техническое описание и инструкция по монтажу, перевозке, хранению и эксплуатации. Воениздат, 1976. С. 177], при котором элементы восстановительных материалов и конструкций консервируются и содержатся на хранении под навесами или на открытом воздухе на базах, которые, как правило, располагаются в месте размещения структурных подразделений восстановительной организации. При возникновении необходимости в использовании восстановительных материалов и конструкций восстановительная организация грузит эти элементы на транспортные средства и вместе с основными силами этой организации транспортируются к месту использования этих восстановительных материалов. Недостатком указанного способа является низкая оперативность по извлечению с мест хранения и доставке восстановительных материалов и конструкций к местам их применения.
Технической задачей изобретения является обеспечение обособленного длительного хранения элементов металлической гофрированной водопропускной трубы вблизи железнодорожных объектов, повышение оперативности восстановительных работ в случае ликвидации последствий аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, влекущих за собой разрушение железнодорожных объектов существенным сокращением сроков и трудоемкости извлечения и доставки элементов металлической гофрированной водопропускной трубы из мест ее хранения к местам установки, а также сокращением сроков установки металлической гофрированной водопропускной трубы путем обеспечения устойчивости к деформации установленной трубы от применения более мощных и производительных грунтоуплотняющих машин.
Техническая задача решается за счет того, что способ обособленного длительного хранения, погрузки, транспортировки, выгрузки и установки металлической гофрированной водопропускной трубы, заключается в том, что при хранении все элементы металлической гофрированной водопропускной трубы размещают в котловане, который представляет собой сооружение в земле, ниже уровня земли в форме прямоугольного параллелепипеда, при этом основание котлована выполнено из дренирующего грунта, котлован имеет размеры, позволяющие разместить необходимое количество элементов металлической гофрированной водопропускной трубы, а все элементы металлической гофрированной водопропускной трубы, представляющие собой сегменты трубы, распределены по нескольким пакетам, при этом в каждом пакете эти сегменты трубы неподвижно крепятся на рамах, по несколько сегментов трубы к каждой раме, количество сегментов трубы соответствует необходимому количеству для сооружения одной секции металлической гофрированной водопропускной трубы, а каждая рама представляет собой металлическую сборную конструкцию в форме решетки, и состоит из продольных и поперечных металлических профилей квадратного сечения, причем продольные и поперечные профили собраны в раму таким образом, что между двумя одинаковыми поперечными профилями при помощи болтового соединения размещаются несколько одинаковых продольных металлических профилей, вместе с этим для болтового соединения продольные и поперечные профили по всей длине имеют сквозные отверстия профиля, а каждая рама по углам имеет четыре грузовые петли, причем между сложенными сегментами трубы и каждой рамой устанавливаются несколько ферм, каждая из которых представляет собой металлическую конструкцию, имеющую два пояса, верхний и нижний, вместе с тем нижний пояс представляет собой прямой профиль квадратного сечения, а верхний пояс имеет арочное очертание радиусом, равным радиусу арочного очертания сегментов трубы, при этом длина дуги верхнего пояса, равно как и длина дуги арочного очертания сегмента трубы равна одной трети длины окружности, радиус которой равен радиусу арочного очертания верхнего пояса, вместе с этим концы верхнего пояса фермы неподвижно соединяются с концами нижнего пояса фермы, а между верхним и нижним поясом фермы имеется решетка треугольного типа, причем в местах соединения концов верхнего и нижнего поясов неподвижно к местам этого соединения прикреплены по одной опоре, каждая из которых представляет собой металлический прямоугольный лист с четырьмя отверстиями по углам, а верхний и нижний пояса имеют сквозные отверстия фермы, которые необходимы для крепления фермы к раме и сегментов трубы через отверстия сегмента трубы к фермам при размещении их в пакете, при этом основание котлована позволяет разметить в один ярус комплект пакетов, необходимых для полной установки металлической гофрированной водопропускной трубы, а пакеты размещаются на основании на подкладках, вместе с тем стены котлована выполнены из кирпича и имеют одинаковую высоту, большую высоты пакета, размещенного на подкладках, а каждая стена вверху заканчивается горизонтальной площадкой, размещенной на одном уровне с уровнем земли, на которые устанавливаются железобетонные плиты, полностью сверху закрывающие котлован, а сверху железобетонных плит устанавливается кровельный гидроизоляционный материал, при этом транспортирование сегментов трубы к месту установки металлической гофрированной водопропускной трубы производится в пакетах, а после выгрузки пакетов производится их разборка, а на место установки металлической гофрированной водопропускной трубы по оси устанавливаемой трубы на подготовленное основание укладываются в одну линию сегменты трубы и на выложенные сегменты трубы устанавливаются каркасы, каждый из которых представляет собой объемную конструкцию, в которой продольные профили соединяют две кольцеобразные детали, каждая из которых собирается из трех ферм путем совмещения и болтового соединения опор каждой из ферм, при этом каждая из ферм одной из двух опор соединяется с одной фермой, а другой опорой - с другой, а кольцеобразные детали устанавливаются вертикально по краям каждого уложенного сегмента трубы таким образом, что одно из мест соединения ферм друг с другом каждой кольцеобразной детали размещается на сегменте трубы, вместе с тем на каждом сегменте трубы пара кольцеобразных деталей между собой соединяется продольными профилями при помощи болтового соединения так, что к нижнему поясу каждой из ферм одной кольцеобразной детали при помощи болтового соединения через отверстия ферм одним концом присоединяются два продольных профиля, которые другими концами присоединены аналогичным образом к нижнему поясу одной из ферм другой кольцеобразной детали, при этом соединяются параллельные нижние пояса ферм, расположенных в разных кольцеобразных деталях одного каркаса, а на каркас накладываются два других сегмента трубы, причем все три сегмента скрепляются между собой болтовым соединением через отверстия сегментов трубы, образуя единую деталь - секцию металлической гофрированной водопропускной трубы, а в каждом пакете размещается количество ферм и продольных профилей, достаточное для сборки одного каркаса.
На фиг. 1 изображена рама, на которой показано: поз. 1 - продольный профиль; поз. 2 - поперечный профиль; поз. 3 - грузовая петля; поз. 4 -отверстие профиля.
На фиг. 2 изображена ферма, на которой показано: поз. 5 - опора; поз. 6 - верхний пояс; поз. 7 - нижний пояс; поз. 8 - решетка; поз. 9 - отверстие фермы.
На фиг. 3 изображен пакет, на которой показано: поз. 10 - сегмент трубы; поз. 11- ферма; поз. 12 - рама; поз. 13 - отверстие сегмента трубы.
На фиг. 4 изображен порядок размещения пакетов в котловане, на которой показано: поз. 14 - стена; поз. 15 - площадка; поз. 16 - пакет; поз. 17 - основание; поз. 18 - подкладка.
На фиг. 5 изображен порядок размещения железобетонных плит на котловане, на которой показано: поз. 19 - железобетонная плита; поз. 20 -кровельный гидроизоляционный материал (показан фрагмент).
На фиг. 6 изображен порядок сборки водопропускной трубы при помощи каркаса, на которой показано: поз. 21 - каркас; поз. 22 -кольцеобразная деталь.
Сущность способа заключается в следующем. В целях обеспечения обособленного длительного хранения, не требующего обслуживания и, в то же время, обеспечивающего сохранность элементов металлической гофрированной водопропускной трубы для последующего их оперативного извлечения, погрузки, транспортировки, выгрузки и установки в случае ликвидации последствий аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, влекущих за собой разрушение железнодорожного объекта (железнодорожная станция, перегон и т.д.), конструктивным элементом которого является металлическая гофрированная водопропускная труба или установкой металлической гофрированной водопропускной трубы может быть хотя бы временно восстановлена работоспособность действующего железнодорожного объекта в случае ее нарушения, вблизи этих действующих железнодорожных объектов обустраивается котлован размерами, позволяющими разместить необходимое количество элементов металлической гофрированной водопропускной трубы.
Все элементы металлической гофрированной водопропускной трубы -сегменты трубы 10 распределены по нескольким пакетам 16, как показано на фиг. 4, которые помещены в котлован. При этом, в каждом пакете эти сегменты трубы 10 неподвижно крепятся на рамах 12, по несколько сегментов трубы 10 к каждой раме 12. Количество сегментов трубы 10 в каждом пакете 16 одинаково, и соответствует необходимому количеству для сооружения одной секции металлической гофрированной водопропускной трубы. Каждая рама 12 представляет собой металлическую сборную конструкцию в форме решетки, и состоит из продольных 1 и поперечных 2 металлических профилей квадратного сечения. Продольные 1 и поперечные 2 профили собраны в раму 12 таким образом, что между двумя одинаковыми поперечными профилями 2 неподвижно при помощи болтового соединения размещаются несколько одинаковых продольных металлических профилей 7, как показано на фиг. 1. Для болтового соединения как между собой, так и в последующем для соединения с другими элементами продольные 1 и поперечные 2 профили по всей длине имеют сквозные отверстия профиля 4. Каждая рама 12 по углам имеет четыре грузовые петли 3, как показано на фиг. 1.
Между сложенными сегментами трубы 10 и каждой рамой 12 в целях воспрещения деформации сегментов трубы, имеющих арочное очертание, устанавливаются несколько ферм 77, как показано на фиг. 3. Каждая ферма 77 представляет собой металлическую конструкцию, имеющую два пояса, верхний 6 и нижний 7 (фиг. 2). Нижний пояс 7 представляет собой прямой профиль квадратного сечения. Верхний пояс 6 имеет арочное очертание радиусом, равным радиусу арочного очертания сегментов трубы 10. При этом длина дуги верхнего пояса 6, равно как и длина дуги арочного очертания сегмента трубы 10, равна одной трети длины окружности, радиус которой равен радиусу арочного очертания верхнего пояса 6. Концы верхнего пояса 6 неподвижно соединяются с концами нижнего пояса 7. Между верхним и нижним поясом каждой фермы 11 имеется решетка 8 треугольного типа, как показано на фиг. 2, придающая жесткость ферме 11. В местах соединения концов верхнего 6 и нижнего 7 поясов неподвижно к местам этого соединения прикреплены по одной опоре 5, каждая из которых представляет собой металлический прямоугольный лист с четырьмя отверстиями по углам (фиг. 2). Кроме того, очертания опор 5 не выходят за очертания окружности, сектором которого является дуга верхнего пояса 6. Верхний 6 и нижний 7 пояса имеют сквозные отверстия фермы 9, которые необходимы для крепления фермы 11 к раме 12, и сегментов трубы 10 через отверстия сегмента трубы 13 к фермам 11 при размещении их в пакете 16, как показано на фиг. 3. В каждом пакете 16 размещается такое количество ферм 11 и продольных профилей 1, которое в последствии будет достаточным для сборки одного каркаса 21, как показано на фиг. 6.
Котлован (фиг. 4) представляет собой сооружение в земле, ниже уровня земли, в форме прямоугольного параллелепипеда. При этом основание 17 выполнено из дренирующего грунта и позволяет разметить в один ярус комплект пакетов 16, необходимых для полной установки металлической гофрированной водопропускной трубы. Дренирующий грунт необходим для отведения вод. Пакеты 16 размещаются на основании 17 на подкладках 18. Стены 14 котлована выполнены из кирпича и имеют одинаковую высоту, большую высоты пакета 16, размещенного на подкладках 18. Каждая стена 14 вверху заканчивается горизонтальной площадкой 15, размещенной на одном уровне с уровнем земли, на которые для сохранности элементов металлической гофрированной водопропускной трубы устанавливаются железобетонные плиты 19, как показано на фиг. 5, полностью сверху закрывающие котлован. Для воспрепятствования проникновения атмосферных осадков в котлован сверху железобетонных плит 19 устанавливается кровельный гидроизоляционный материал 20 (фиг. 4).
В случае возникновения необходимости оперативного извлечения элементов металлической гофрированной водопропускной трубы, доставки и применения этих элементов для ликвидации последствий аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, повлекших разрушение железнодорожного объекта, конструктивным элементом которого является металлическая гофрированная водопропускная труба или установкой металлической гофрированной водопропускной трубы может быть хотя бы временно восстановлена работоспособность действующего железнодорожного объекта в случае ее нарушения, сначала организуется работа по демонтажу кровельного гидроизоляционного материала 20. После этого грузоподъемными машинами производится демонтаж железобетонных плит 19. Демонтаж железобетонных плит 19 обеспечивает доступ к пакетам 16. Далее, при помощи грузоподъемной техники за грузовые петли 3 производится подъем пакетов 16 из котлована и погрузка их на транспортные средства. Транспортирование сегментов трубы к месту установки металлической гофрированной водопропускной трубы производится в пакетах 16, вместе с рамами 12 и фермами 11. После доставки пакетов 16 к месту установки металлической гофрированной водопропускной трубы производится выгрузка этих пакетов грузоподъемными машинами за грузовые петли 3. После выгрузки пакетов производится их разборка. Далее, на место установки металлической гофрированной водопропускной трубы по оси устанавливаемой трубы на подготовленное основание укладываются в одну линию сегменты трубы 10. На выложенные сегменты трубы 10 устанавливаются каркасы 21, как показано на фиг. 6, каждый из которых собирается из ферм 11и продольных профилей 1, извлеченных из рамы 12. При этом каждый каркас 21 представляет собой объемную конструкцию, в которой продольные профили 1 соединяют две кольцеобразные детали 22, каждая из которых собирается из трех ферм 11 путем совмещения и болтового соединения опор 5 каждой из ферм 11. При этом каждая из ферм 11 одной из двух опор 5 соединяется с одной фермой, а другой опорой - с другой (фиг. 6). Кольцеобразные детали устанавливаются вертикально по краям каждого уложенного сегмента трубы 10 таким образом, что одно из мест соединения ферм 11 друг с другом каждой кольцеобразной детали 22 размещается на сегменте трубы 10, как показано на фиг. 6. На каждом сегменте трубы 10 пара кольцеобразных деталей 22 между собой соединяется продольными профилями 1 при помощи болтового соединения так, что к нижнему поясу 7 каждой из ферм 11 одной кольцеобразной детали при помощи болтового соединения через отверстия ферм 9 и отверстия профилей 4 одним концом присоединяются два продольных профиля 1, которые другими концами присоединены аналогичным образом к нижнему поясу 7 одной из ферм 11 другой кольцеобразной детали. При этом соединяются параллельные нижние пояса 7 ферм 11, расположенных в разных кольцеобразных деталях одного каркаса 21. Далее, на каркас 21 накладываются два других сегмента трубы 10. Все три сегмента скрепляются между собой болтовым соединением через отверстия сегментов трубы 13, образуя единую деталь -секцию металлической гофрированной водопропускной трубы. При этом, благодаря тому, что диаметр кольцеобразных деталей 22 равен диаметру собираемой металлической гофрированной водопропускной трубы, а очертания опор 5 каждой фермы 11не выходят за очертания окружности, сектором которого является дуга верхнего пояса 6, каркас 21 очертаниями не препятствует сборке на нем секции металлической гофрированной водопропускной трубы. Далее каркас 21 необходим для обеспечения жесткости собранной металлической гофрированной водопропускной трубы при послойной засыпке ее грунтом и уплотнении этого грунта как около металлической гофрированной водопропускной трубы, так и над ней. После окончательной засыпки и полного уплотнения грунта над установленной металлической гофрированной водопропускной трубой каркас 21 разбирается, а элементы каркаса - фермы 11 и продольные профили 1 выносятся за пределы металлической гофрированной водопропускной трубы. При этом разборка начинается с каркасов 21, установленных в крайних секциях металлической гофрированной водопропускной трубы.
После установки металлической гофрированной водопропускной трубы рамы 12 и фермы 11 транспортируются к месту, откуда они были извлечены, и при помощи этих элементов новые сегменты трубы 10 снова закладываются на обособленное длительное хранение в порядке, обратном извлечению предыдущих сегментов трубы.
Железобетонные плиты 19 не позволят третьим лицам без применения грузоподъемной техники, специальных машин и инструментов, имеющихся только у соответствующих строительно-восстановительных организаций извлечь элементы металлической гофрированной водопропускной трубы. Любые попытки незаконно вскрыть котлован будут сопровождаться скоплением различного вида техники в районе организации обособленного хранения, громкостью производимых операций, а также ввиду близкого расположения от железнодорожных объектов, будут явно визуально заметны. Этим достигается обособленность длительного хранения элементов металлической гофрированной водопропускной трубы.
Длительность хранения элементов металлической гофрированной водопропускной трубы достигается изоляцией пакетов 16 от атмосферных осадков при помощи железобетонных плит 19 и кровельного гидроизоляционного материала 20, а также размещением этих пакетов на основании 17 из дренирующего грунта, который будет отводить грунтовые воды.
Оперативность восстановительных работ достигается существенным сокращением времени на погрузку и выгрузку элементов металлической гофрированной водопропускной трубы за счет формирования пакетов 16 с сегментами трубы 10, доставку сегментов трубы пакетами к объектам восстановительных работ за счет размещения пакетов при помощи предлагаемого способа около действующих железнодорожных объектов, а также за счет использования более мощной и производительной грунтоуплотняющей техники ввиду применения каркаса 21, обеспечивающего жесткость установленной металлической гофрированной водопропускной трубы.
Применение способа позволит обеспечить обособленное длительное хранение элементов металлической гофрированной водопропускной трубы вблизи железнодорожных объектов, конструктивным элементом которых является металлическая гофрированная водопропускная труба или установкой металлической гофрированной водопропускной трубы может быть хотя бы временно восстановлена работоспособность действующих железнодорожных объектов в случае ее нарушения, повысить оперативность восстановительных работ в случае ликвидации последствий аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, влекущих за собой разрушение железнодорожных объектов существенным сокращением сроков и трудоемкости извлечения и доставки элементов металлической гофрированной водопропускной трубы из мест ее хранения к местам установки, а также сокращением сроков установки металлической гофрированной водопропускной трубы путем обеспечения устойчивости к деформации установленной трубы от применения более мощных и производительных грунтоуплотняющих машин.