ЛОТОК ВОДООТВОДНОЙ

Предлагаемая полезная модель относится к конструкции земляного полотна железнодорожного пути, а конкретно к водоотводным сооружениям для отвода поверхностных и грунтовых вод. Предлагаемая конструкция может также найти применение для дренажа и других сооружений, в том числе автомобильных дорог.
Известен принятый за прототип водоотводной лоток - патент РФ на полезную модель №50548 E01F 5/00, который 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 и стенки лотка на одном из торцов имеют уширение. Все данные существенные признаки прототипа есть и в предлагаемом техническом решении.
Конструкция водоотводных лотков (патент РФ на полезную модель №50548 E01F 5/00) зарекомендовала себя наилучшим образом, однако, как показали расчеты, данный профиль поперечного сечения, в котором стенки по технологическим соображениям наклонены наружу на угол около 7 градусов не обладает оптимальным соотношением длина обечайки - площадь поперечного сечения, кроме того, в условиях подвижного состояния грунтов (плывуны, влажный торф и т.п.) для обеспечения прочности лотка на воздействие боковых нагрузок (угол внутреннего трения большинства типов грунтов составляет от 10° до 24°) необходимо завышать толщину стенок и ребер. При этом используемая при прокладке траншей под лотки техника
выполнены решетчатыми.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, достигается следующий технический результат -
оптимизировано поперечное сечение лотка - при заданной длине обечайки лоток имеет максимальную полезную площадь поперечного сечения, выполнение боковых стенок с наклоном 24-45 градусов позволяет уменьшить материалоемкость лотка (уменьшить толщину стенок и ребер и соответственно стоимость) или увеличить прочность от боковых нагрузок при постоянной толщине. Увеличенный угол наклон стенок, величина которого близка или превышает величину угла внутреннего трения (10°...24°) большинства типов грунтов, приводит к значительному снижению постоянной нагрузки на стенки лотка и отсутствию деформаций лотка от ползучести материала при долговременной эксплуатации.
Кроме того, снижается объем земляных работ при установке лотков, а также предотвращается их быстрое заиливание.
Предложенное техническое решение может найти применение при производстве водоотводящих сооружений различного назначения, в том числе дренажных сооружений железнодорожных путей и автодорог.
Конструкция предложенного водоотводного лотка поясняется фигурами 1 и 2.
На фигуре 1 изображены графики зависимостей угла наклона стенки и площади поперечного сечения от глубины лотка.
На фигуре 2 изображен общий вид и поперечное сечение лотка с углом наклона стенок 35 градусов.
Как видно из представленных на фиг.1 графиках зависимостей угла наклона стенки и площади поперечного сечения от глубины лотка, лоток обладает максимальной площадью поперечного сечения при угле наклона стенок около 35 градусов (мало изменяется в диапазоне от 24 (верхний предел угла внутреннего трения) до 45 градусов). Как показали расчеты, при аналогичной длине обечайки и угле наклона стенок как в прототипе - 7 градусов, проигрыш в площади сечения составляет около 30%.
Изображенный на фиг.2 лоток водоотводной, состоит из вогнутого дна 1, радиусная форма которого способствует эффекту самоочистки лотков
за счет градиента скоростей потока, плоских наклоненных наружу под углом 35 градусов стенок 2 с выполненными в них дренажными отверстиями 3, поперечных ребер жесткости 4, выполненных снаружи по образующей стенок 2 и дна 1 на всем протяжении лотка кроме торцов, продольных ребер жесткости 5, выполненных снаружи по верхнему краю стенок 2 и поперечных ребер жесткости 4, а также якорных пластин 6, расположенных снаружи лотка горизонтально между поперечными ребрами жесткости 4, при этом дно 1 и стенки 2 лотка на одном из торцов имеют уширение 7. Якорные пластины 6 устанавливаются с обеих сторон лотка на нескольких или всех участках между ребрами 4. При этом для предотвращения заиливания лотка дренажные отверстия 3 выполнены решетчатыми - в данном случае (что наиболее технологично) на них снаружи на связующем закреплены сетки 8 из полимерных материалов.
Вышеописанные лотки изготавливаются преимущественно следующим образом. Первоначально прессовым методом или методом контактного формования изготавливаются якорные пластины 6, а также поперечные ребра жесткости 4 толщиной от 5 до 12 мм в зависимости от размерности лотка и соответственно нагрузки. При этом внутренний контур поперечных ребер 4 строго согласован с формой образующей лотка. Обшивка, состоящая из стенок 2, дна 1 и продольного ребра жесткости 5 формуется на оснастке, одновременно устанавливаются и приформовываются ребра 4 и якорные пластины 6. После полимеризации термореактивного водостойкого связующего лотки снимаются с формы и могут термообрабатываться для ускорения процесса отверждения связующего. Также после полимеризации лотков на дренажные отверстия 3 на связующем могут устанавливаться сетки 8 из полимерных материалов.
На месте водоотводные лотки устанавливаются следующим образом. Роется траншея трапециевидной формы, соответствующая по габаритам устанавливаемым лоткам и проектной документации. Затем начинается установка лотков в траншею с укладкой каждой последующей секции лотка
в уширение 7 предыдущего. В случае необходимости укладки секции лотка, длина которого меньше целого лотка, производится его обрезка до необходимого размера, например, ножовкой так, чтобы линия реза находилась в стороне от поперечного ребра 3. Далее производится сборка как обычно. 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). 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).