Блок для настила для посадочных платформ и способ его изготовления
FLOORING UNIT FOR LANDING PLATFORMS AND METHOD OF PRODUCTION THEREOF

Техническое решение относится к конструкциям посадочных платформ, предназначенным для стояночных пассажирских платформ или островков безопасности, в частности, к настилам посадочных железнодорожных платформ, собираемым из готовых элементов с покрытием, выполненным из композитных материалов.
Известен композитный настил, патент РФ №2403336 (МПК E01D 19/12, опубликован 10.11.2010 г.), выполненный из соединенных между собой пултрузионных профилей, каждый из которых содержит верхнюю настильную часть, опирающуюся на выполненные вдоль пултрузионного профиля вертикальные ребра, в нижней части которых расположены полосы опорных площадок. Верхняя поверхность настильной части и нижняя поверхность опорных площадок выполнены плоскими. По продольным краям пултрузионных профилей выполнены замки, для чего на стыке у одного пултрузионного профиля в настильной части и в опорной площадке имеются продольные пазы, а у другого - соответственно выступы. Соседние пултрузионные профили соединены механическим соединением по вертикальным ребрам смежных пултрузионных профилей. Для обеспечения износостойкости и безопасной эксплуатации (особенно в зимнее время) на верхнюю часть пултрузионных профилей 1 нанесено износостойкое полимерное покрытие. Профили настила крепятся на силовом каркасе болтовыми соединениями. Недостатком данной конструкции является то, что нанесенное полимерное покрытие не закреплено на поверхности настильной части и таким образом может легко оторвано от настила в результате воздействия пешеходов, передвигаемых грузов, воздействия воды и влаги в результате циклов замерзания – отмораживания. Поверхность покрытия – гладкая, что приведет, особенно в зимнее время, к тому, что поверхность станет скользкой и увеличит травмоопасность. Отсутствие тактильных элементов на поверхности создаст трудности для слабовидящих в определении границ платформы, что также увеличивает травмоопасность.
В патенте РФ №2581073 (МПК E01F 1/00, E01D 19/00, опубликован 10.04.2016) описана огнестойкая несущая конструкция для мостовых пешеходных переходов и посадочных железнодорожных платформ. Предложены два варианта конструкции, которые решают техническую задачу обеспечения противопожарной безопасности. Для решения данной задачи несущая конструкция, выполненная в виде силового каркаса с настилом снизу, облицована противопожарной защитой, выполненной в виде многослойных панелей, каждая из которых состоит из внешней оболочки, изготовленной из трудногорючего композитного материала, армированного стеклотканями типа Е. или E-CR, или S, или С, или кремнеземными, или кварцевыми, или арамидными, или базальтовыми волокнами, а в качестве термореактивной полимерной матрицы использованы эпоксидные, или фенольные, или полиэфирные, или винил-эфирные, или уретановые связующие, покрытой с наружной поверхности огнезащитным составом, и внутренней части, выполненной из негорючего огнестойкого слоя на основе неорганических минеральных материалов. Наличие двух вариантов решения связано с тем, что существуют два основных вида несущих конструкций с использованием композиционных материалов - вариант, когда композиционный профильный настил, как правило, включающий соединенные между собой настильную часть и пултрузионные профили (может быть выполнен, например, в виде сэндвич-панели), опирается на композиционные же элементы силового каркаса, которые также подвержены горению, и вариант, когда элементы силового каркаса выполнены из металла, армированного бетона и т.п., т.е. не являются горючими. Известное решение направлено на огнезащиту настила, главным образом, со стороны крепления к несущим конструкциям. При этом для обеспечения негорючести самого настила, он покрывается с наружной поверхности огнезащитным составом. Недостатком данной конструкции является то, что такими огнезащитными составами являются краски со специальными добавками, которые под воздействием внешних нагрузок пешеходов, передвигаемых грузов, воздействия воды и влаги в результате циклов замерзания – отмораживания отслаиваются и таким образом уменьшается или совсем исчезает огнестойкость конструкции. То есть такая конструкция является недолговечной. А так, как невозможно точно оценить степень изменения огнестойкости конструкции, придется осуществлять полное восстановление огнезащитного слоя на всей поверхности конструкции, что приведет к существенному увеличению стоимости эксплуатации. Поверхность покрытия – гладкая, что приведет, особенно в зимнее время, к тому что поверхность станет скользкой и увеличит травмоопасность. Отсутствие тактильных элементов на поверхности создаст трудности для слабовидящих в определении границ платформы, что также увеличивает травмоопасность.
Известна заявка на патент США US2003084523 (МПК E01C11/24; E01D19/12; E01F1/00, опубликована 08.05.2003 г., также опубликована как US2005144743 (A1), US6895622 (B2), US7000279 (B2)), описывающая панель транзитной посадочной площадки, содержащей базовую часть, образованную из армированного композитного полимера. Базовая часть имеет верхнюю площадку и нижнюю плиту. Между верхней площадкой и нижней плитой расположены ряды внутренних продольных и поперечных опорных элементов. Верхняя площадка имеет центральную секцию и противоположные концевые секции. Платформа включает дренажный канал под соединением между соседними панелями. Верхняя поверхность центральной секции имеет противоскользящую поверхность, при этом противоскользящее средство состоит из нескользящей монолитной пешеходной поверхности. Имеет предупреждающую поверхность, обнаруживаемую слабовидящими. Обнаруживаемые предупреждающие плитки крепятся к верхним поверхностям концевых секций. Недостатком данной конструкции является выполнение тактильных элементов для слабовидящих в виде отдельного покрытия, которое приклеивается к основанию. При этом для лучшего сцепления с основанием и более прочного закрепления, с торцов плитки покрытие загибается, в то время как со стороны стыковки плиток между собой и стыка центральной и концевых секций такое закрепление не предусмотрено, что может привести к отслоению и отрыву покрытия в результате воздействия пешеходов, передвигаемых грузов, воздействия воды и влаги в результате циклов замерзания – отмораживания.
Изобретение, описанное в патенте РФ №2032785 (МПК E01C9/04, опубликован 10.04.1995 г.), относится к конструкциям рельсового переезда через железнодорожный путь с настилом, состоящим из формованных блоков на основе резины и способам получения формованных блоков для него. Сущность изобретения: формованный блок образован сердцевиной и охватывающей ее замкнутой оболочкой, при этом сердцевина выполнена из частиц вулканизированных резиновых отходов, которые связаны отвержденным связующим веществом, а оболочка выполнена из вулканизированной смеси сырой резины с вулканизующими агентами, которая сцеплена с материалом сердцевины. При формовании блока стенки формы предварительно покрывают слоем сырой резины, образованный объем заполняют частицами вулканизированных отходов резины и связующим веществом, затем на образованную поверхность укладывают верхний слой смеси сырой резины с вулканизующими агентами и на эту смесь воздействуют пуансоном. В другом варианте способа в качестве связующего используют термопластифицированное вещество в вязкопластичном состоянии. Смесь нагревают до температуры выше точки размягчения связующего вещества. Эту смесь распределяют под давлением внутри формы, охлаждают до температуры ниже точки размягчения связующего вещества. Образованный таким образом блок извлекают из формы и продолжают его охлаждать. Недостатком данной конструкции является то, что при изготовлении блока используется отходы резины, которые не являются огнестойкими. Даже при использовании связующих резиновых материалов с добавками которые обеспечивают негорючесть при отсутствии прямого огня, прямой огонь приведет к возгоранию отходов резины и таким образом нельзя обеспечить негорючесть блока при наличии прямого огня. Кроме того, известное техническое решение не может быть использовано для настила пассажирских платформ, так как отсутствие тактильных элементов на поверхности создаст трудности для слабовидящих в определении границ платформы, что не соответствует требованиям безопасности к пассажирским платформам.
Изобретение, относящееся к способу изготовления настила для переезда через рельсовый путь описано в патенте РФ №2215845 (МПК E01C 9/04, E01C 9/06, опубликован 10.11.2003). Конструкции настила содержит блоки из эластомера, например, на основе резины. Основные блоки, соединительные блоки и вкладыш могут быть выполнены формованием невулканизированных отходов предварительно отвальцованной или откаландрованной смеси резины с наполнителем с получением после формования вулканизированного материала. Основные блоки, соединительные блоки и вкладыш могут быть образованы формованием невулканизированной смеси резины с наполнителем, предварительно отвальцованной или откаландрованной. Недостатком данной конструкции является то, что при изготовлении блока используется отходы резины, которые не являются огнестойкими. Даже при использовании связующих резиновых материалов с добавками которые обеспечивают негорючесть при отсутствии прямого огня, прямой огонь приведет к возгоранию отходов резины и таким образом нельзя обеспечить негорючесть блока при наличии прямого огня. Кроме того, известное техническое решение не может быть использовано для настила пассажирских платформ, так как отсутствие тактильных элементов на поверхности создаст трудности для слабовидящих в определении границ платформы, что не соответствует требованиям безопасности к пассажирским платформам.
Наиболее близким техническим решением является патент США US6449790 (МПК E01C11/24; E01D19/12; E01F1/00, опубликован 17.09.2002), описывающий панель транзитной посадочной площадки, содержащей базовую часть, образованную из армированного композитного полимера. Базовая часть имеет верхнюю площадку и нижнюю плиту, а между верхней площадкой и нижней плитой имеется ряд внутренних продольных и поперечных опорных элементов. Верхняя поверхность центральной секции имеет противоскользящую поверхность, а боковые части имеют предупреждающую поверхность, обнаруживаемую слабовидящими. В предпочтительном варианте противоскользящая поверхность состоит из нескользкого покрытия для ходьбы, нанесенного на верхнюю площадку. Противоскользящее покрытие должно быть устойчивым к воздействию ультрафиолетового излучения, изменений температуры и коррозионных элементов, таких как кислоты, щелочи, соли, фосфаты, органические химические вещества и растворители, такие как минеральные спирты, бензин и т. д. Также является достаточно твердым для защиты от истирания, сколов, или царапин.
Недостатком данной конструкции является выполнение тактильных элементов для слабовидящих в виде отдельного покрытия, которое приклеивается к основанию. При этом для лучшего сцепления с основанием и более прочного закрепления, с торцов плитки покрытие загибается, в то время как со стороны стыковки плиток между собой и стыка центральной и концевых секций такое закрепление не предусмотрено, кроме того, покрытие на центральной и концевой частях выполнено из разных материалов, с разными свойствами и разной реакцией на физические и климатические нагрузки. Такая конструкция может привести к отслоению и отрыву покрытия в местах стыка покрытий в результате воздействия пешеходов, передвигаемых грузов, воздействия воды и влаги в результате циклов замерзания – отмораживания.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности настила для посадочных пассажирских платформ, снабженного элементами для обнаружения слабовидящими, в частности, в увеличении безопасности использования, долговечности, безотказности и огнестойкости.
Надежность в технике является стандартизированным понятием и заключается в свойстве объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортировки (ГОСТ 27.002-2015). Надежность является комплексным свойством, которое может включать в себя безотказность, ремонтопригодность, восстанавливаемость, долговечность, сохраняемость, безопасность и т.д.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления блока для настила для посадочных платформ, выполненного из композитных материалов и содержащего каркас, включающий решетку и панель, и внешнее покрытие, согласно заявленному решению сначала изготавливают решётку методом формования из полимерной массы и армирующего материала, затем изготавливают каркас, для чего в форму помещают жидкую полимерную массу, из которой формуют панель, и до окончания процесса полимеризации сверху размещают решетку, затем после окончания полимеризации в панели выполняют отверстия; далее в форму, на внутренней поверхности которой выполнены углубления для формирования рельефной поверхности внешнего покрытия панели, заливают жидкую полимерную массу и опускают каркас блока панелью вниз, таким образом, чтобы полимерная масса, проникая через отверстия панели в полость ячеек решётки, оказалась выше уровня панели. При изготовлении решётки и панели в полимерную массу могут быть добавлены микрокальцит и тригидрат алюминия, а в качестве полимерной массы для внешнего покрытия блока использована резину. Углубления для формирования рельефной поверхности внешнего покрытия панели выполняют для формирования рельефных элементов противоскольжения и обнаружения слабовидящими на поверхности внешнего покрытия блока.
Блок для настила для посадочных платформ, выполненный из композитных материалов, содержащий каркас, включающий решетку и панель, и внешнее покрытие, выполненное с рельефной поверхностью, содержащей элементы противоскольжения и элементы для обнаружения слабовидящими, характеризуется тем, что решетка и панель соединены в единую конструкцию, панель расположена с одной стороны решётки и имеет отверстия, а внешнее покрытие блока выполнено из материала, расположенного в отверстиях панели и с обеих сторон панели. Решётка и панель могут быть выполнены из композитного полимерного материала, в частности, из смолы с добавлением микрокальцита и тригидрат алюминия с армированием в виде стеклонитей или стеклоткани. Внешнее покрытие может быть выполнено из резины.
В целях понимания заявляемого решения приняты следующие определения:
- композитный материал представляет собой многокомпонентный материал, состоящий, как правило, из пластичной основы, армированной наполнителями, при этом в качестве пластичной основы могут быть использованы, в частности, различные полимерные материалы;
- полимерная масса или полимерные материалы представляют собой органическое высокомолекулярное вещество, полученное в результате химической реакции между молекулами исходных низкомолекулярных веществ – мономеров, с введенными в них добавками, для придания требуемых свойств, в частности, стабилизаторами, ингибиторами, пластификаторами, смазками, антирадами и т. д.
Заявленное техническое решение поясняется с помощью фигур, поясняющих осуществление заявляемого решения на примере предпочтительного варианта.
На Фиг.1 представлена решётка блока.
На Фиг.2 представлена панель блока.
На Фиг.3 наружная поверхность блока с внешним покрытием.
На Фиг.4 представлено сечение по линии А-А фиг.3 блока с внешним покрытием.
На Фиг.5 представлена разъемная форма для изготовления панели в процессе изготовления каркаса блока.
Фиг.6 - представлена разъемная форма в процессе изготовления блока.
Фиг.7 представлен один из вариантов крепления блоков к каркасу платформы.
На фигурах 1-7 цифрами обозначены: решетка (1), содержащая ячейки (2), панель (3), в которой выполнены отверстия (4), образующие каркас блока (5) для настила посадочных платформ, блок (5) для настила посадочных платформ включает также внешнее покрытие (6), на котором выполнены рельефные элементы (7) противоскольжения и рельефные элементы (8) для обнаружения слабовидящими. Для изготовления панели (3) и каркаса блока (5) используют разъемную форму (9), включающую дно (10) и боковые стенки (11). На боковых стенках (11) выполнены внутренние полки (12). В процессе изготовления панели в форму (9) заливают полимерную массу (13). Для изготовления блока (5) используют разъемную форму (14), включающую дно (15) и боковые стенки (16). На боковых стенках (16) выполнены внутренние полки (17). На дне (15) выполнены фигурные углубления (18 и 19) для формирования рельефных элементов (7) противоскольжения и рельефных элементов (8) для обнаружения слабовидящими соответственно. В процессе изготовления внешнего покрытия (6) блока (5) в форму (14) заливают полимерную массу (20). Для монтажа готового блока (5) в нём выполняют отверстия (21), предпочтительно в одном из ребер каркаса. При монтаже блок (5) устанавливают на металлический каркас (22) платформы, для чего в заранее выполненное отверстие (21) в блоке (5) устанавливают скобу (23), которая с помощью винтового крепления (24) соединяет каркас с блоком (5).
Далее со ссылками на фиг.1-7 изложено осуществление заявленного технического решения на примере предпочтительного варианта.
Изготовление блока (5) начинают с изготовления решетки (1), вид которой представлен на фиг.1. Для изготовления решетки (1) в форму укладывают стеклонити, предварительно смоченные в полимерной массе, например, в смоле с добавлением отвердителя, образуя форму будущей решётки, затем в форму заливают смолу, смешанную с отвердителем для смол, микрокальцитом и тригидратом алюминия. Полимеризация происходит при комнатной температуре. После завершения полимеризации готовую решетку (1) вынимают из формы. Форму ячеек (2) решётки (1) выбирают предпочтительно квадратной.
Затем изготавливают панель (3), закрывающую одну из сторон решетки (1), форма которой представлена на фиг.2, и каркас блока (5), например, методом холодного отверждения из композитного материала. Процесс изготовления панели (3) и каркаса поясняется с помощью фиг.5. В матричную разъемную форму (9), выполненную в виде короба, содержащего дно (10) и боковые стенки (11), на которых выполнены внутренние полки (12), заливают полимерную массу (13), например, смолу, смешанную с отвердителем для смол, микрокальцитом и тригидратом алюминия, далее в полимерную массу (13) укладывают стеклоткань, которая пропитывается смолой, затем процесс изготовления повторяют до достижения требуемой высоты будущей панели. По периметру боковых стенок (11) разъемной формы (9) выполнены внутренние полки (12). Высоту панели (3) формируют на уровне верхнего края внутренних полок (12). До момента отверждения полимерной массы (13) на внутренние полки (12) устанавливают решетку (1). В процессе полимеризации и отверждения полимерной массы (13) происходит формирование панели (3) и её неразъёмное соединение с решёткой (1), образуя таким образом каркас блока (5). После окончания процесса полимеризации боковые стенки (11) формы (9) снимают и каркас блока (5), выполненный из решётки (1) и панели (3), соединенных в единую конструкцию, извлекают из формы (9). Далее в панели (3) выполняют отверстия (4), например, высверливая их по центру каждой ячейки (2) решётки (1).
Для изготовления внешнего покрытия (6) блока (5) используют разъемную матричную форму (14). Разъемная форма (14) включает дно (15) и боковые стенки (16). На боковых стенках (16) выполнены внутренние полки (17). Процесс изготовления внешнего покрытия (6) блока (5) поясняется с помощью фиг.6. На внутренней поверхности дна (15) формы (14) выполнены фигурные углубления (18 и 19) для дальнейшего формирования рельефных элементов (7 и 8) на внешней поверхности блока (5). По одному краю блока (5) выполнены углубления (19) для формирования рельефных элементов (8) для обнаружения слабовидящими и на остальной поверхности блока (5) углубления (18) для формирования элементов (7) противоскольжения. Расположение углублений (18 и 19) в матричной форме (14) является зеркальными отражением рельефных элементов (7) противоскольжения и элементов (8) для обнаружения слабовидящими на поверхности каждого блока (5) будущего настила. Жидкую полимерную массу (20), например, жидкую резину заливают в матричную форму (14). Для задания толщины будущего внешнего покрытия (6) блока (5) по периметру боковых стенок (16) формы (14) выполнены внутренние полки (17), на которые устанавливают каркас – решётку (1), соединенную в единую конструкцию с панелью (3), каркас устанавливают при этом панелью (3) вниз. Через отверстия (4) в панели (3) часть полимерной массы (20) затекает на внутреннюю поверхность панели (3) и в полость ячеек (2) решетки (1). Полимерная масса после отверждения, находясь с двух сторон панели (3) и в её отверстиях (4), формирует внешнее покрытие (6) блока (5) и обеспечивает прочное и неразрывное соединение внешнего покрытия (6) блока (5) с панелью (3) и решёткой (1). После отверждения полимерной массы (20) форму (14) разбирают, снимают боковые стенки (16) формы (14) и готовый блок (5) извлекают из формы (14). На фиг.3 представлена наружная поверхность готового блока (5) с внешним покрытием (6). На фиг.4 представлено сечение по линии А-А фиг.3 блока (5) с внешним покрытием (6). Элементы (8) для обнаружения слабовидящими имеют продолговатую форму и расположены по одному краю блока (5), на остальной части поверхности располагаются элементы (7) для противоскольжения, которые могут представлять собой, например, полусферы.
Размеры каждого блока настила выбирают для обеспечения следующих требований:
2
1) Высота решётки и размеры ячеек решётки определяют исходя из обеспечения максимума равномерной распределенной нагрузки, которая имеет прямую зависимость от высоты решетки и плотности количества ячеек, так, например, для обеспечения максимума равномерной распределенной нагрузки не менее 300 кг/м, необходимая высота решётки должна быть не менее 30 мм;
2) Длину и ширину каждого блока определяют из требований по месту установки и удобству монтажа. Например, при ширине железнодорожных платформ – 3 м для удобства монтажа ширину блока выбирают 1 м., таким образом, изготавливают блок размером 3х1м.
Монтаж настила для посадочных платформ из блоков (5) поясняется с помощью фиг.7. Предварительно в блоке (5) выполняют отверстия (21), предпочтительно в одном из ребер каркаса. Блок (5) устанавливают на металлический каркас (22) платформы, затем в отверстие (21) в блоке (5) устанавливают скобу (23), которую закрепляют к каркасу (22) платформы, например, с помощью винтового крепления (24), надежно соединяя таким образом каркас (22) с блоком (5).
Предложенная конструкция блока (5) является долговечной и безотказной, благодаря тому, что внешнее покрытие (6) блока (5) прочно соединено в единую конструкцию с каркасом блока и исключено его отслаивание в результате воздействия пешеходов, передвигаемых грузов, воздействия воды и влаги в результате циклов замерзания – отмораживания. Кроме того, элементы (7) противоскольжения и элементы (8) для обнаружения слабовидящими выполнены непосредственно в самом внешнем покрытии (6) блока, что исключает возможность их отрыва или деформации, а наличие этих элементов повышает безопасность использования, являющуюся обязательным требованием к посадочным платформам. Повышение огнестойкости заявленного блока обеспечивается путем введения в состав полимерной массы веществ, повышающих огнестойкость всех элементов конструкции блока.