КОМПЛЕКС ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭСТАКАДНОЙ ДОРОГИ

Полезная модель относится к области строительства автомобильных и железнодорожных эстакадных дорог, в частности, к мобильному комплексу строительного оборудования, обеспечивающему изготовление и монтаж элементов эстакадной дороги на месте.
Строительство железных и автомобильных дорог весьма трудоемко, требует больших затрат и сопряжено с нежелательным воздействием на рельеф местности и инфраструктурные объекты, при этом происходит отчуждение и выведение из оборота значительных площадей и перемещение больших объемов грунта, а строительство скоростных магистралей связано и с необходимостью возведения заградительных сооружений. Кроме того, в процессе строительства, как правило, параллельно прокладываемому пути возводятся и временные подъездные пути для доставки строительных конструкций, техники и материалов, земли под которые по окончании строительства подлежат рекультивации, что также увеличивает затраты на строительство.
Снизить эти затраты можно за счет строительства эстакадных дорог [1].
Несмотря на применяемые при строительстве наземных дорог машины, механизмы и оборудование [2], [3], строительство эстакадных дорог менее трудоемко и материалоемко, более технологично. При строительстве эстакадных дорог используются унифицированные элементы конструкций с ограниченным рядом типовых элементов, ограниченное число технологических процессов и применяемых материалов, при этом существенно снижается площадь отчуждаемых земель и легче решаются вопросы пересечения с ранее проложенными дорогами, трубопроводами и т.п.
Тем не менее возведение опор для эстакадной дороги требует прокладки временных подъездных путей, а доставка и установка межопорных (путевых) балок, выполняемых, как правило, из металла и железобетона, связана с большими трудозатратами и использованием сложного и громоздкого транспортного и грузоподъемного оборудования.
Частично этого можно избежать используя при возведении эстакадной дороги конструкции (межопорные балки) из композиционных материалов, имеющих меньшую массу в сочетании с высокой прочностью, жесткостью и долговечностью [4].
Наиболее близким к заявляемому в качестве полезной модели техническому решению является известный комплекс для сооружения скоростной эстакадной автомобильной дороги, содержащий автономную мобильную платформу для возведения опор с устанавливаемым на ней для сооружения и монтажа опор эстакады и перемещающиеся по уложенным в процессе строительства на возведенные опоры балкам транспортные средства с грузоподъемным оборудованием [5].
Расположенное на автономной мобильной платформе оборудование позволяет устанавливать опоры и межопорные балки, доставляемые по уже построенной эстакаде специальными транспортными средствами, осуществляя сооружение эстакады с отчуждением земли только под опоры, при этом все оборудование, инструмент и оснастка размещаются автономно перемещающейся вдоль намеченной трассы платформе.
Однако известный строительный комплекс расчитан на строительство эстакадной дороги над уже существующей наземной дорогой, по бокам которой и перемещается платформа с оборудованием на колесном или гусеничном ходу и не предназначен для перемещения по пересеченной местности. Кроме того доставка элементов конструкции эстакады и, главным образом, межопорных балок, являющихся крупногабаритными (длиной десятки метров) и массивными изделиями, представляет собой сложную и трудоемкую операцию, также как и монтаж их на месте.
Задача, на осуществление которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании мобильного автономного комплекса для строительства эстакадной дороги с минимальной площадью отчуждаемых земель и с минимальным воздействием на рельеф местности и инфраструктурные объекты вдоль трассы, а технический результат, который может быть достигнут при реализации полезной модели, заключается в снижении сроков и затрат на строительство эстакадной дороги.
Для этого предлагается создать единый комплекс для строительства эстакадной дороги, включающий три блока оборудования, объединенных единым технологическим циклом и единой системой управления, а именно: автономную мобильную платформу для возведения опор, передвижную установку для производства и монтажа межопорных балок и специализированные транспортные средства, перемещающиеся по возведенной эстакаде, а конкретно - для достижения указанного технического результата, в комплексе для строительства эстакадной дороги, содержащем автономную мобильную платформу для возведения опор с установленным на ней оборудованием для сооружения и монтажа опор и перемещающиеся по уже уложенным на опоры балкам транспортные средства с грузоподъемным оборудованием, предлагается
автономную мобильную платформу для возведения опор выполнить с шагающим механизмом ее перемещения и системой прецизионного позиционирования типа «ГЛОНАС», «GPS» или «Галилео», автоматизированной системой управления движением и позиционированием, средствами электроснабжения, а на уложенных на возведенные опоры балках расположить передвижную установку для производства и монтажа межопорных балок из композиционных  материалов, включающую самоходное шасси с собственной системой электроснабжения и поворотную платформу с выдвижными опорами, с системой ориентации и горизонтирования платформы, механизмом укладки балок на опоры эстакады и оборудованием для формования длинномерных балок из композиционных материалов, например, методом пултрузии [6], [7].
Автономная мобильная платформа для возведения опор может быть выполнена из расположенных по ее бокам двух ходовых балок, на которых установлены с возможностью перемещения вдоль них, по крайней мере, две площадки и шесть опор с механизмами их перемещения, обеспечивающими три степени свободы, при этом на площадках расположены механизмы привода ходовых балок, средства электроснабжения, например, дизель-генераторы, оборудование для экскавации и бурения грунта, приготовления строительных растворов для возведения опор, сварочное и насосное оборудование, а также посты управления, системы позиционирования площадок и инструментов, емкости для расходных материалов и топлива, которые могут располагаться, например, в опорах платформы, выполненных полыми.
Транспортные средства могут быть выполнены в виде унифицированных колесных или гусеничных платформ, предназначенных для челночного перемещения вдоль строящейся эстакады в безразворотном режиме, оснащенных приводом их перемещения, двумя постами управления, установкой энергоснабжения и погрузочно-разгрузочными механизмами.
Возможное конструктивное исполнение полезной модели представлено на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 представлена схема размещения комплекса для строительства эстакадной дороги.
На фиг.2 показана автономная мобильная платформа для возведения опор.
На фиг.3 показано транспортное средство для перемещения по возводимой эстакаде.
Комплекс для строительства эстакадной дороги содержит автономную мобильную платформу 1 для возведения опор, перемещающуюся по уложенным на опоры балкам установку 2 для производства и монтажа межопорных балок и перемещающиеся по уже уложенной эстакаде транспортные средства 3.
Мобильная платформа 1 для возведения опор выполнена в виде расположенных по ее бокам двух ходовых балок 4, на которых установлены с возможностью перемещения вдоль них площадки 5 и 6, и шесть выдвижных опор 7 с механизмами их перемещения 8, обеспечивающими опорам 7 три степени свободы.
На каждой площадке 5, 6 расположены механизмы 9 привода ходовых балок 4, установки электроснабжения 10, посты управления 11 и системы пространственного позиционирования (на чертежах не показаны).
На площадке 5 располагается оборудование 12 для экскавации и бурения грунта, а на площадке 6 размещено оборудование 13 для приготовления строительных растворов, грузоподъемные механизмы 14, насосные и сварочные агрегаты 15. Опоры 7 могут быть выполнены полыми для размещения внутри них топлива и других жидкостей.
Передвижная установка 2 для производства межопорных балок расположена на уже сооруженной части эстакады и содержит самоходное шасси 16 с собственной системой электроснабжения 17 и поворотную платформу 18 с выдвижными опорами 19, на которой размещено технологическое оборудование 20 для формования межопорных балок, например, методом пултрузии. Установка 2 также снабжена системами позиционирования 21, управления движением и горизонтирования (на чертежах не показаны).
Каждое из перемещающихся по уже сооруженной эстакаде транспортных средств 3 выполнено в виде унифицированной колесной или гусеничной платформы 22, предназначенной для челночного перемещения вдоль эстакады в безразворотном режиме и оснащенной приводом перемещения 23 с двумя постами управления 24, установкой энергоснабжения 25 и погрузочно-разгрузочными механизмами 26. В качестве установки энергоснабжения 25 может быть использован дизель-генератор или двигатель внутреннего сгорания. Платформа 22 и механизмы 26 также могут быть оборудованы системой позиционирования 27.
В процессе строительства эстакадной дороги оснащенная системой позиционирования и автоматического управления (на основе систем GPS, «ГЛОНАС» или "Галилео") автономная мобильная платформа 1 перемещается вдоль намеченной трассы в шагающем режиме [8]. В местах установки опор эстакады установленным на площадках 5 и 6 оборудованием осуществляется рытье или бурение грунта и возведение опоры. После готовности опоры на нее опускается отформованная передвижной установкой 2 межопорная балка, при этом положение платформы 18 контролируется системой позиционирования 21.
После установки межопорной балки и ее фиксации установка 2 перемещается до конца нового пролета, а автономная платформа 1 - до места установки следующей опоры эстакады. Все необходимые в процессе строительства материалы, элементы и оснастка подвозятся по уже уложенным балкам транспортными средствами 3. С их помощью может осуществляться также перевозка строителей и вывоз отходов и излишков вынутого грунта.
Использование мобильной платформы 1 с шагающим движителем и необходимым оборудованием для возведения опор эстакады на ней, а также размещение на возводимой эстакаде установки 2 для производства межопорных балок из композиционных материалов и транспортных средств 3 позволяет снизить стоимость строительства за счет снижения затрат на отчуждение земель под прокладываемый путь, сокращения затрат на рекультивацию почв, работ по перемещению пересекаемых строящейся дорогой объектов инфраструктуры (дорог, трубопроводов, линий электропередач и т.п.) и отказаться от тяжелого подъемно-транспортного оборудования.
Источники информации:
[1]. US, №6564721, Е01В 25/00, 2003 г.
[2]. US, №992538, 1911 г.
[3]. US, №5865563, E01C 19/22, 1999 г.
[4]. RU, №69817, B61B 5/00, 2007 г.
[5]. RU, №2181396, E01C 1/00, 2001 г. (прототип)
[6]. «Волоконная технология переработки композиционных материалов» под ред. Г.С.Головкина, М., изд. МАИ, 1993 г., стр.206-212.
[7]. RU, №53971, В29С 55/30, 2006 г.
[8]. А.Ф.Крайнев, «Словарь-справочник по механизмам», М., Машиностроение, 1987 г., стр.260, «ортогонально-шагающий движитель».