ЛОТОК ДЛЯ СБОРА И УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ С ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ МОСТОВ И ЭСТАКАД

Техническое решение относится к области конструкции систем водоотвода, используемых для сбора и отвода воды с проезжей части мостовых сооружений, эстакад, и т.п. инженерных сооружений, а именно - к металлическим водоотводным лоткам, закрываемыми водопропускными решетками и обеспечивающими отвод потока воды и задержание посторонних предметов.
Из известных наиболее близким по конструкции является лоток для сбора и удаления влаги с проезжей части инженерных сооружений, содержащий металлическую конструкцию, включающую основание и присоединенные к нему два Z-образных профиля, вместе образующих U-образный лоток со ступенчато изогнутыми боковыми стенками, закрываемый чугунной решеткой, где верхняя часть боковой стенки упомянутого лотка, образованная вертикальной внешней плоскостью Z-образного профиля и основание соединены перфорированной металлической полосой, с образованием бокового канала O-образного сечения, U-образный лоток в основании имеет сливной патрубок, а O-образные боковые каналы выполнены с дренажными трубками, соединенными с упомянутым сливным патрубком, при этом, он имеет, по меньшей мере, одну промежуточную опорную стенку, установленную вдоль основания внутри Г-образного лотка с, по меньшей мере, одним аркообразным проемом со стороны нижнего края, горизонтальные верхние плоскости двух противоположных Z-образных профилей соединены между собой поперечными металлическими планками, также прикрепленными к промежуточной опорной стенке и имеющими отверстия для болтового крепления указанной чугунной решетки (патент RU 147751, 20.11.2014).
Известное устройство в случае приложения к нему вертикальной не расчетной нагрузки может не обеспечить устойчивость конструкции лотка из-за потери устойчивости разделительной стенки нижнего лотка, вследствие чего произойдет необратимая деформация, проводящая к изменению расхода отводимой лотком воды, а также - к образованию неровности, в которое может попасть колесо автомобильного транспорта с последующим нежелательным результатом.
Задачей настоящего технического решения является повышение надежности и долговечности металлического лотка для сбора и удаления влаги с проезжей части инженерных сооружений.
Технический результат заключается в повышении устойчивости разделительной стенки лотка к вертикальным и направленным под углом к ее вертикальной плоскости нагрузкам за счет уменьшения высоты самой разделительной стенки и выполнения ее основания с подкосами, воспринимающими как вертикальную нагрузку, так и направленную под углом к плоскости разделительной стенки.
Для достижения указанного технического результата в лотке для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад, содержащем основание, образующее нижний уровень лотка, разделенный на каналы продольной стенкой, и верхний уровень лотка, который уровень выполнен по форме продольно вогнутого листа, опирающегося на продольную стенку, и образует лоток верхнего уровня, а образующее нижний уровень лотка основание имеет продольно расположенные и выступающие внутрь нижнего уровня лотка компенсаторы его поперечной деформации, с которыми соединена продольная стенка. При этом основание с компенсаторами образует трапециевидную с обращенным вниз меньшим основанием форму канала. Компенсаторы деформации могут быть выполнены в обоих каналах лотка нижнего уровня, а их смежные наклонные боковые стенки образуют приподнятое над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки. А выполненный по форме продольно вогнутого листа, опирающегося на продольную стенку, лоток верхнего уровня имеет V-образную в поперечном сечении форму, с неравными по площади и величине угла наклона полками, большая из которых расположена со стороны проезжей части. При этом лоток для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад может быть выполнен с водопропускными в нижний уровень решетками по форме пластин, которыми перекрыты окна боковых стенок лотка верхнего уровня, установленными в поперечном сечении лотка по обеим сторонам от продольной стенки. Продольная стенка имеет по ее длине проемы, выполненные в виде окон или в виде разрыва стенки для прочистки капиллярных каналов, сообщающие между собой каналы лотка нижнего уровня для выравнивания интенсивности потока прошедшей через водопропускные решетки воды. Продольно вогнутый лист лотка верхнего уровня может иметь периодически повторяющиеся искусственные неровности на его поверхности, которые могут быть выполнены в виде пуклевок, что повышает жесткость лотка и его несущую способность. Кроме того, лоток может иметь защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие, в качестве которого использовано покрытие на основе полиметилметакрилата или уретановой модификации акрила, которое может быть нанесено поверх искусственных неровностей и между ними или только между искусственными неровностями. При этом для снижения износа и повышения прочности покрытия, оно может содержать инертный минеральный наполнитель в виде зерен песка, предпочтительно кварцевого, или корунда или бокситов. Кроме того, лоток может быть выполнен с, по меньшей мере, одной боковой перфорированной фильтрующей стенкой, образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления капиллярной воды с гидроизоляции, а сливной патрубок для удаления воды из лотков может быть размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками. Также, для увеличения жесткости лотка и повышения устойчивости разделительной продольной стенки, она может быть выполнена в плане криволинейной, предпочтительно синусоидальной, по меньшей мере, на части ее длины.
Причинно-следственная связь признаков независимого пункта формулы с указанным техническим результатом (существенность признаков) обусловлена тем, что в металлическом лотке для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад, имеется основание, образующее нижний уровень лотка, и верхний уровень лотка, которые связаны между собой продольной стенкой, высота которой значительно (в 1,5-2,5 раза) меньше, чем в указанном выше прототипе. Общеизвестно (учебник сопротивления материалов), что высокие и тонкостенные (небольшого сечения) конструкции склонны терять устойчивость под воздействием, как вертикальных нагрузок, так внецентренно (в том числе и под углом к вертикальной оси) прилагаемых нагрузок. Верхний уровень лотка представляет собой продольно вогнутый лист, опирающийся на рассматриваемую продольную стенку и фиксирующий ее верхнюю часть, а образующее нижний уровень лотка основание имеет продольно расположенные и выступающие внутрь нижнего уровня лотка компенсаторы его поперечной деформации, с которыми соединена продольная стенка. Таким образом, данные компенсаторы помимо основной их функции, имеют назначение подкосов, обеспечивающих жесткость основания разделительной продольной стенки. Это описывается также и выполнением основания с компенсаторами, которое образует трапециевидную с обращенным вниз меньшим основанием форму канала. Компенсаторы деформации могут быть выполнены в обоих каналах лотка нижнего уровня, повышают жесткость и устойчивость соответствующих стенок. А их смежные наклонные боковые стенки образуют приподнятое над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки, что снижает вероятность потери устойчивости такой стенки. Такое решение исключает сбор мусора. Выполнение лотка верхнего уровня V- образной в поперечном сечении формы, с неравными по площади и величине угла наклона полками, большая из которых расположена со стороны проезжей части, обеспечивает требуемую жесткость конструкции лотка и возможность уменьшения высоты продольной стенки. Наличие водопропускных в нижний уровень решеток и выполнение их по форме пластин, которыми перекрыты окна боковых стенок лотка верхнего уровня, а также установка их в поперечном сечении лотка по обеим сторонам от продольной стенки позволяет создать пояса жесткости лотка. Продольно вогнутый лист лотка верхнего уровня имеет периодически повторяющиеся искусственные неровности на его поверхности, которые выполнены в виде пуклевок, что повышает жесткость лотка и его несущую способность. Защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие, в качестве которого использовано покрытие на основе полиметилметакрилата или уретановой модификации акрила (см. табл. 1), которое может быть нанесено поверх искусственных неровностей и между ними или только между искусственными неровностями. При этом для снижения износа и повышения прочности покрытия, оно может содержать инертный минеральный наполнитель в виде зерен песка, предпочтительно кварцевого, или корунда или бокситов. Кроме того, лоток может быть выполнен с, по меньшей мере, одной боковой перфорированной фильтрующей стенкой, образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления капиллярной воды с гидроизоляции, а сливной патрубок для удаления воды из лотков может быть размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками. Также, для увеличения жесткости лотка и повышения устойчивости разделительной продольной стенки она может быть выполнена в плане криволинейной, предпочтительно синусоидальной, по меньшей мере, на части ее длины. Выполнение продольной стенки в плане криволинейной, предпочтительно синусоидальной, по меньшей мере, на части ее длины, позволяет предотвратить в нижнем лотке (на основании лотка) образование застойных зон, в которых мог бы скапливаться мусор и его осадочные части (песок, камни и т.п.), чем обеспечивается сохранение расчетной водопропускной способности лотка. Кроме того, криволинейная продольная стенка обеспечивает (за счет развитой зоны опирания) значительно большую устойчивость, чем такая же прямолинейная (плоская) стенка.
На фиг. 1 представлен лоток для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад;
На фиг. 2 то же - вариант расположения плоских водопропускных решеток над водосливным патрубком.
Раскрытие технического решения.
Лоток для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад содержит основание 1, которое образует нижний уровень лотка, ограниченный боковыми стенками 2. С боковых сторон лотка на его внешних боковых стенках 3 может быть выполнена перфорация для сбора фильтрующейся воды из дорожного покрытия. Канал для отведения воды, в данном случае, ограничен боковой стенкой 4 нижнего уровня лотка. Под нижним уровнем лотка размещен сливной патрубок 5. Приподнятая над уровнем дна нижнего уровня лотка продольная стенка 6 образует с боковыми трапециевидными стенками каналов нижнего уровня продольно расположенный компенсатор его поперечной деформации - компенсационный паз 7. На продольную стенку 6 опирается гнутый (V-образный, с неравными по площади и величине угла наклона полками) металлический лист 8, поверхность которого имеет периодические неровности 9 - выступы (или впадины), например, в виде пуклевок. Под V-образной формой понимается, в том числе, и сопряжение полок металлического листа 8 по цилиндрической поверхности. Под пуклевкой листового металла понимается результат процесса создания на его поверхности множества ребер жесткости, позволяющий значительно увеличить эксплуатационный характеристики металлических пластин. Окна листа 8 перекрыты водопропускными решетками 10 по форме пластин, закрепленных средствами соединения 11. Лоток оснащен ревизионными закрывающимися отверстиями 12, расположенными над каналами сбора воды, фильтрующейся из дорожного покрытия (технологически возможно выполнение основания в виде листа, на котором путем сварки закреплены элементы, образующие компенсационный паз 7). Таким образом, основание 1 образует нижний уровень лотка значительно большего пропускного сечения, чем верхний уровень лотка (металлический лист 8), с которым он сообщен через водопропускные решетки 10. Этим обеспечивает интенсивный отвод воды с верхнего уровня лотка и транспортирование не прошедших через водопропускные решетки посторонних предметов (листвы, веток, бумаги и т.п.). Для транспортирования этих предметов с потоком воды лоток верхнего уровня выполнен в виде продольно вогнутого листа. А нижний уровень лотка разделен продольной стенкой на независимо собирающие прошедшую через водопропускные решетки воду каналы, обеспечивая ее удаление.
Для выравнивания потоков по заполнению каналов через образованные в вогнутом листе окна, перекрытые наклоненными друг к другу водопропускными решетками и в нижней их части над продольной стенкой образующими канал для транспортирования по нему содержащихся в потоке воды посторонних предметов, в продольной стенке выполнены по ее длине проемы, сообщающие между собой каналы лотка нижнего уровня и обеспечивающие выравнивание интенсивности потока прошедшей через водопропускные решетки воды. Этим достигается максимально возможный расход отведения поступающей с покрытия воды с удалением вдоль лотка посторонних предметов, которые затрудняют движение потока воды. Это исключает возможность аквапланирования колес автомобильного транспорта и улучшает его сцепление с поверхностью лотка. Лоток верхнего уровня в форме гнутого (продольно вогнутого) листа 8, имеет защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие из полимерного материала, содержащее инертный минеральный наполнитель. Физические параметры такого покрытия, подтверждающие возможность его использования в данном качестве, приведены в табл. 1 Трапециевидная форма обеих каналов основания 1 лотка нижнего уровня обеспечивает скольжение прошедших через водопропускные решетки частиц и мелких посторонних предметов без возможности их зацепления и агрегатирования друг с другом. Этому способствуют и смежные наклонные боковые стенки каналов нижнего лотка, образующие приподнятое над дном лотка нижнего уровня основание продольной стенки. Продольно вогнутый лист 8 лотка верхнего уровня имеет периодически повторяющиеся искусственные неровности 9 на его поверхности, обеспечивающие турбулизацию потока в верхнем лотке и удаление из него в нижнюю секцию лотка мелких осадочных частиц, исключая возможность уменьшения проходного сечения лотка. Поток воды в нижнем уровне лотка имеет значительно большую энергию, достаточную для транспортирования в сливной патрубок для удаления воды указанных частиц и предметов. Для уменьшения пути транспортирования и скорейшего освобождения проходного сечения нижнего уровня лотка целесообразно размещать сливной патрубок для удаления воды в зоне под водопропускными решетками. Для исключения оседания транспортируемых потоком частиц и их удаления с поверхности верхнего уровня лотка, периодически повторяющиеся искусственные неровности на поверхности вогнутого листа лотка верхнего уровня выполняют в виде пуклевок, а защитное повышающее сцепление с автомобильными колесами покрытие из полимерного материала наносят поверх пуклевок и между ними, либо между пуклевками (во всех этих случая обеспечивается необходимая периодическая неровность поверхности и, кроме того, обеспечивается повышенное сцепление колес с рабочей поверхностью лотка). Для расширения функций лотка для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад он выполнен с, по меньшей мере одной, боковой перфорированной фильтрующей стенкой, образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления воды, а сливной патрубок для удаления воды из лотков размещен, предпочтительно, под водопропускными решетками.
Выбор материала, используемого в качестве защитного повышающего сцепление с автомобильными колесами покрытия покрытие (на основе полиметилметакрилата или на основе уретановой модификации акрила) произведен из числа известных - материал используемого полимерного покрытия описан в ГОСТ Р 53627-2009 Покрытие полимерное тонкослойное проезжей части мостов (технические условия) и ранее не применялся для покрытия металлических лотков с этим новым техническим результатом, так же, как и используемый инертный материал - наполнитель защитного покрытия (песок, предпочтительно кварцевый, дробленый кварц, бокситы или корунд). Кроме того, для расширения функций лотка для сбора и удаления воды с проезжей части мостов и эстакад (дренаж покрытия) - он может быть выполнен, по меньшей мере, с одной боковой перфорированной фильтрующей стенкой, обращаемой к покрытию и образующей с основанием лотка канал для сбора и удаления воды. Для предупреждения нежелательного растрескивания покрытия мостовых инженерных сооружений в основание лотка введено нескольких компенсационных пазов. Лоток позволяет воспринимать горизонтальные нагрузки и выполнять как в верхнем, так и в нижнем его уровнях, роль компенсатора для восприятия температурных деформаций в бетонном и/или асфальтобетонном покрытии. При этом под термином «пластина» применительно к решетке, понимается решетка имеющая форму пластины, представляющей собой, по определению, тело, ограниченное двумя параллельными поверхностями, у которого толщина значительно меньше других размеров.
В качестве инертного кварцевого наполнителя могут быть использованы раздельно или в сочетании, как в смеси, так и послойно, следующие компоненты:
2
3
- корунд черный (электрокорунд - α-оксид алюминия - AlO с твердостью по шкале Мооса - 9;
2
3
2
- бокситы (AlOxnHO) (по физическим характеристикам не значительно отличаются от корунда);
2
- кварц (SiO) дробленый, песок.