Водоотводный лоток

Предлагаемая полезная модель относится к водоотводным сооружениям для отвода поверхностных и грунтовых вод и может найти применение для дренажа земляного полотна железнодорожного пути, а также других сооружений, в том числе автомобильных дорог.
Эксплуатация промышленных и гражданских сооружений, автомобильных и железнодорожных магистралей сопряжена с воздействием атмосферных осадков и грунтовых вод. Для исключения насыщения грунта водой, ведущего к снижению его несущей способности и размыву, служат системы дренажа, одной из составных частей которых являются водоотводные лотки. Поверхностные и частично глубинные грунтовые воды проникают через дренажные отверстия в лотки, установленные в траншеи ниже поверхности грунта, и самотеком стекают по лоткам в водоемы. Таким образом, обеспечивается быстрый водоотвод от несущих нагрузку грунтов и сохраняется их нормальная работоспособность.
Традиционно в системах дренажа на железных дорогах используются водоотводные и водосточные железобетонные лотки, обладающие прочностью, долговечностью и устойчивостью к деформации, но имеющие большой вес, что увеличивает стоимость и усложняет их транспортировку и монтаж.
Известен водоотводный лоток из композиционного материала, содержащий корпус в поперечном сечении полуовальной формы с основанием и боковыми стенками, с ребрами жесткости снаружи по образующей, с дренажными отверстиями в боковых стенках, при этом в качестве композиционного материала используется конструкционный термопласт в виде минералонаполненного полипропилена или минералонаполненного полиамида (патент РФ на полезную модель №40059, МПК E01F 5/00, публикация 2004 г.).
Известен водоотводный лоток, выполненный из сборной тонкостенной полимерной оболочки, состоящей из днища и боковых стенок, и металлических распорных элементов, размещенных внутри оболочки, причем днище и боковые стенки имеют выпуклую форму и снабжены ребрами жесткости, которые формуются в процессе изготовления оболочки методом вакуумного термоформования, и образуют совместно с металлическими распорными элементами, замыкающими тонкостенную полимерную оболочку, замкнутую силовую систему (патент РФ на полезную модель №58314, МПК E03B 3/40, публикация 2006 г.).
Известен водоотводный лоток из композиционных материалов, характеризующийся желобообразным корпусом со стыковочным уширением на одном из его торцов, состоящим из вогнутого дна и боковых плоских стенок с выполненными в них дренажными отверстиями, поперечных ребер жесткости, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, продольных ребер жесткости, выполненных снаружи по верхнему краю стенок на всем протяжении лотка, и якорных пластин, при этом стенки и поперечные ребра жесткости изготовлены из разно модульного термопластичного материала, причем поперечные ребра изготовлены из термопласта на основе армирующего наполнителя и полимерного связующего, в качестве армирующего наполнителя используют стеклянные и углеродные волокна, а в качестве полимерного связующего используют полиолефины или полиамиды (патент РФ на полезную модель №82714, МПК E01F 5/00, публикация 2009 г.).
Известны также конструкции водоотводных лотков, выполненных из стеклопластика, например лоток водоотводный (патент РФ на изобретение №2285766, МПК E01C 11/22; E01F 5/00, публикация 2006 г.), характеризующийся тем, что он 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.
Известен также лоток водоотводный, выполненный из стеклопластика и состоящий 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 (патент РФ на изобретение №2344220, МПК E01C 11/22; E01F 5/00, публикация 2009 г.).
Стеклопластиковые лотки при сопоставимом с полипропиленовыми лотками весом не имеют жестких ограничений по длине, обладают большей механической прочностью, но меньшими ударной прочностью и износоустойчивостью, а технология контактного формования практически не поддается автоматизации и требует значительных временных затрат.
Известен также водоотводный лоток, образованный из полимерного материала и содержащий корпус U-образной формы с плоским или изогнутым основанием и боковыми стенками, с ребрами жесткости снаружи по образующей и с дренажными отверстиями в боковых стенках, при этом в качестве полимерного материала используется полидициклопентадиен (патент РФ на полезную модель №147960, МПК E01F 5/00, публикация 2014 г.).
Задачей создания предлагаемой полезной модели является расширение арсенала технических средств, используемых в водоотводных сооружениях для отвода поверхностных и грунтовых вод.
Технический результат заключается в реализации указанного назначения и создание конструкции многосекционного водоотводного лотка, все детали которого имеют компактную конструкцию, небольшую массу и объем, и удобного для транспортировки в разобранном виде.
Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.
Водоотводный лоток содержит сборно-разборный корпус, выполненный из скрепленных друг с другом по торцам составных секций, каждая из которых включает две боковые стенки из полимерного материала, днище и крышку, при этом каждая секция содержит армирующий каркас, включающий вертикально расположенные с наружной стороны каждой боковой стенки стержни, установленные по всей поверхности стенки при ее изготовлении по технологии реакционно-инжекционного литья в пресс-формы, причем эти вертикальные стержни посредством Г-образных кронштейнов жестко соединены с распорками, установленными в верхней и нижней частях внутри каждой секции лотка, с образованием замкнутого по контуру кольцеобразного в поперечном сечении жесткого силового каркаса, при этом в качестве полимерного материала для изготовления боковых стенок используется полидициклопентадиен.
Днище и крышка каждой секции могут быть выполнены из листового пластика и имеют П-образное поперечное сечение.
Вертикально расположенные с наружной стороны каждой боковой стенки стержни, выполнены из композитного материала и имеют полый профиль прямоугольной или цилиндрической формы.
Распорки, установленные в верхней и нижней частях каждой секции лотка, выполнены из композитного материала и имеют полый профиль прямоугольной или цилиндрической формы.
Для образования многосекционной конструкции на торцах каждой секции лотка образованы стыковочные узлы.
Соединение соседних секций лотка может быть выполнено посредством П-образных скоб, вставленных в смежные профили силового каркаса стенок.
Соединение соседних секций лотка может быть выполнено посредством стержней из композитного материала, вставленных в специальные отверстия Г-образных кронштейнов соседних секций.
Стержни для лучшей фиксации могут приклеиваться или термически деформироваться по торцам, образуя замок.
В нижней части лотка с наружной стороны установлены композитные цилиндрические стержни, препятствующие всплытию лотка от грунтовых вод.
Днище и крышка каждой секции могут быть выполнены из бетона.
Конструкция предложенного водоотводного лотка поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен водоотводный лоток в собранном виде; на фиг. 2 - составные элементы секции лотка; на фиг. 3 - элементы секции лотка, образующие силовой каркас; на фиг. 4-6 - Г-образный кронштейн и варианты его крепления с верхними и нижними распорками; на фиг. 7-8 - варианты крепления смежных секций лотка; на фиг. 9-13 - варианты установки элементов секции лотка.
Водоотводный лоток 1 содержит сборно-разборный корпус, выполненный из соединенных друг с другом по торцам составных секций 2, 3, каждая из которых включает две боковые стенки 4, 5 из полимерного материала и крышку 6, в которых могут быть выполнены дренажные отверстия (условно не показаны), днище 7. Каждая боковая стенка содержит армирующий каркас, включающий вертикально расположенные с наружной стороны стенки стержни 8.
Вертикальные стержни 8 посредством Г-образных кронштейнов 9 жестко соединены с распорками 10, 11, установленными в верхней и нижней частях каждой секции лотка с образованием замкнутого по контуру корпуса кольцеобразного в поперечном сечении жесткого силового каркаса 12.
Стержни, образующие армирующий каркас каждой боковой стенки, а также распорки, установленные в верхней и нижней частях каждой секции лотка, выполнены из композитного материала и имеют полый профиль прямоугольной или цилиндрической формы.
В качестве полимерного материала для изготовления боковых стенок используется полидициклопентадиен.
Днище и крышка выполнены из листового пластика и имеют П-образное сечение (фиг. 9 и 10).
Днище 7 устанавливается на нижние распорки после сборки секции лотка и фиксируется от выпирания наверх специальными выступами, выполненными в боковой стенке (фиг. 9).
Крышка 6 (фиг. 10) устанавливается на верхние распорки и фиксируется при помощи специально выполненных на крышке приливов-защелок.
Стержни для лучшей фиксации могут приклеиваться или термически деформироваться по торцам, образуя замок.
Соединение соседних секций лотка может быть выполнено посредством стержней 13, вставленных в специальные отверстия Г-образных кронштейнов соседних секций. Соединение соседних секций лотка также может быть выполнено посредством П-образных скоб 14, вставленных в смежные профили силового каркаса стенок.
От всплытия от грунтовых вод лоток предохраняют стержни 15 цилиндрической формы из композитного материала (фиг. 13), которые вставляются в специальные отверстия нижних угловых кронштейнов 9 и после боковой подсыпки грунта создают зацеп, препятствующий всплытию лотка.
Вариант днища и крышки полезной модели представлен на фиг. 11 и 12. В этом варианте днище и крышка выполнены из бетона.
Бетонные днища изготавливают небольшой длины (около 0.5 м) и массы и также устанавливают на нижние перемычки вручную (фиг. 11). Бетонные крышки (фиг. 12) устанавливают на верхние перемычки и верхний торец боковых стенок. От смещения они фиксируются боковыми приливами, которые упираются в стенки и поперечными приливами, которые упираются в верхние распорки.
Возможно применение и комбинированного варианта, при котором днище и крышка выполнены из разных вышеуказанных материалов.
Лоток может состоять из двух или более секций, соединенных между собой внахлест по торцевым приливам и могут скрепляться при необходимости клеевым или механическим соединением.
При эксплуатации промышленных и гражданских сооружений, автомобильных и железнодорожных магистралей поверхностные и частично глубинные грунтовые воды через дренажные отверстия проникают в водоотводные лотки, установленные в траншее ниже поверхности грунта, и самотеком стекают по лоткам в водоемы. Таким образом, обеспечивается быстрый водоотвод от несущих нагрузку грунтов и сохраняется их нормальная работоспособность.
Высокая прочность и стойкость к старению полимерного материала полидициклопентадиен, используемого для изготовления стенок лотков, обеспечивает устойчивость изделия к механическим воздействиям и долговечность конструкции по сравнению с аналогами из стеклопластика.
3
А малый вес (плотность материала близка к 1 кг/дм) используемого материала позволяет облегчить монтаж и удешевить транспортировку изделия по сравнению с бетонными или стеклопластиковыми аналогами.
При использовании таких лотков обеспечивается возможность создания водоотводных лотков с оптимальным сочетанием массогабаритных и прочностных характеристик элементов конструкции.
Секционная конструкция лотков, возможность монтажа и демонтажа конструкции около места установки обеспечивает хорошую транспортабельность изделия, позволяет производить установку в удаленных местах с ограниченным доступом для грузового автотранспорта и вертолетов, а также обеспечивает реализацию требований ремонтопригодности за счет возможности замены отдельных секций или их компонентов.
Компактная конструкция лотков без выступающих больших ребер позволяет уменьшить потребную ширину и глубину траншеи для установки лотков до 60%.