МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ЭКРАН ДЛЯ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к области строительства водопропускных сооружений из металлических гофрированных труб и может быть использована, например, при строительстве и восстановлении разрушенных малых и средних мостов и водопропускных систем.
Известна конструкция металлического противофильтрационного экрана для водопропускных труб предотвращающая подмыв основания и скопление воды под ней, включающая двутавровые балки и металлические листы установлены на трубе (см. напр. Полезная модель РФ №101142, Металлический противофильтрационный экран для металлических гофрированных труб, приоритет 04.10.2010 г.).
Недостатком известной конструкции является ее невысокая надежность в части исключения предотвращения подмыва основания металлической гофрированной трубы и скопления воды под ней, а также недостаточная сопротивляемость металлической гофрированной трубы к нагрузкам и деформациям передаваемых от грунта и сил морозного пучения, от возможных карчеходов и ледоходов, длительные сроки строительства и высокие затраты по эксплуатационному содержанию водопропускных сооружений в виде металлической гофрированной трубы.
В основу полезной модели поставлена задача создания конструкции металлического противофильтрационного экрана для водопропускных труб, предотвращающей подмыв основания металлической гофрированной трубы и скопления воды под ней, повышения сопротивляемости металлической гофрированной трубы к нагрузкам и деформациям передаваемых от грунта и сил морозного пучения, от карчеходов и ледоходов, обеспечивающей надежность, долговечность металлического противофильтрационного экрана и металлической гофрированной трубы, снижение сроков строительства и затрат по эксплуатационному содержанию водопропускных сооружения в виде металлической гофрированной трубы.
Поставленная задача решается тем, что в металлическом противофильтрационном экране для водопропускных труб, выполненный в виде двух двутавровых балок и металлических листов с монтажными отверстиями закрепленных на входной и выходной частях металлической гофрированной трубы, металлические листы и двутавровые балки установлены под внутренним углом к вертикальной плоскости равным проектному углу откоса насыпи земляного полотна, но не более угла распределения внешнего давления грунта относительно вертикальной плоскости, причем металлический противофильтрационный экран для металлических гофрированных труб может быть снабжен дополнительными балками и листами установленными параллельно соседнему листу с балкой и между основными балками и листами с шагом равным не менее двух внутренних диаметров металлической гофрированной трубы.
Поскольку металлические листы и двутавровые балки установлены под внутренним углом к вертикальной плоскости равным проектному углу откоса насыпи земляного полотна, но не более угла распределения внешнего давления грунта относительно вертикальной плоскости, металлический противофильтрационный экран для металлических гофрированных труб может быть снабжен дополнительными балками и листами установленными параллельно соседнему листу с балкой и между основными балками и листами с шагом равным не менее двух внутренних диаметров металлической гофрированной трубы, обеспечивается предотвращение подмыва основания металлической гофрированной трубы и скопления воды под ней, повышается сопротивляемость трубы к нагрузкам и деформациям передаваемых от грунта и сил морозного пучения, от карчеходов и ледоходов, надежность, долговечность металлического противофильтрационного экрана и металлической гофрированной трубы, снижение сроков строительства и затрат по эксплуатационному содержанию водопропускных сооружений в виде металлической гофрированной трубы.
На графическом материале изображен металлический противофильтрационный экран для металлической гофрированной трубы: фиг.1 - вид сбоку противофильтрационного экрана с дополнительными балками и листами закрепленных на металлической гофрированной трубе, фиг.2 - вид сверху противофильтрационного экрана с металлической гофрированной трубой, фиг.3 - вид металлического листа.
Металлический противофильтрационный экран для металлической гофрированной трубы 1 состоит из двух основных 2 и дополнительных 3 металлических листов, основных 4 и дополнительных 5 двутавровых балок, монтажных проушин 6 и отверстия 7 для пропуска и крепления металлической гофрированной трубы 1.
Металлический противофильтрационный экран для металлической гофрированной трубы устанавливается и работает следующим образом.
МГТ
МГТ
мл
нm
МГТ
пm
nm
прз
допзаг
прз
допзаг
мл
Перед началом установки металлической гофрированной трубы зная ее параметры - длину L и диаметр d, производится инженерно-геологические изыскания для проектирования общей высоты металлических листов h противофильтрационного экрана, для этого суммируются высота h металлического листа 2 над металлической гофрированной трубой 1, диаметр металлической гофрированной трубы d 1 и высота h металлического листа 2 под металлической гофрированной трубой 1. При определении h суммируются расчетная глубина сезонного промерзания грунта h и дополнительнительное заглубление с учетом местных гидрологических условий h. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта h определяется согласно СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты», а дополнительное заглубление h с учетом местных гидрологических условий зависит от фактического расположения металлической гофрированной трубы 1 на местности согласно проекта, и учитывает, имеются ли рядом болота, открытые и подземные ручьи и т.д. После получения проектного решения изготавливают металлические листы 2 высотой h с учетом их угла установки. Перед установкой основных металлических листов 2, производят забивку в заданном месте русла водотока основных двутавровых балок 4 на расстоянии друг от друга равным ширине металлических листов 2 под углом относительно вертикальной плоскости равным углу откоса насыпи земляного полотна но не более угла распределения внешнего давления грунта β. Угол распределения внешнего давления грунта определяют как:
β=45°-φ/2,
где β - угол распределения внешнего давления в грунте равный углу установки двутавровых балок и металлических листов, в грунте, где устанавливается противофильтрационный экран,
φ - угол внутреннего трения грунта, в котором устанавливается противофильтрационный экран.
Затем, за проушины 6 металлические листы 2 монтируют и заглубляют в грунт между двутавровых балок 4, которые являются направляющими для металлических листов 2 и одновременно создают единую жесткую конструкцию противофильтрационного экрана. Металлические листы 2 устанавливают так, чтобы ось отверстия 7 в металлических листах совпадала с проектной осью металлической гофрированной трубы 1, которая будет установлена в экране. Параметры элементов конструкции металлического противофильтрационного экрана для металлической гофрированной трубы выбраны экспериментальным путем и обеспечивают работоспособность водопропускного сооружения.
МГТ
При строительстве и восстановлении водопропускных сооружений с увеличенной длиной металлической гофрированной трубы 1, они снабжаются металлическим противофильтрационным экраном с дополнительными балками 5 и листами 3. Дополнительные листы 3 и балки 5 устанавливаются между основными двутавровыми балками 4 и металлическими листами 2 с шагом не менее двух внутренних диаметров металлической гофрированной трубы d 1 параллельно ближайшим к ним основным листам 2 и балкам 4.
Диапазон применения данного металлического противофильтрационного экрана для металлической гофрированной трубы широк и может быть применяться в различных регионах, за исключением регионов с наличием вечномерзлых грунтов.