RU123017U1 - WATER GRAIN STRUCTURE FOR MUNCHES OF CAR AND RAILWAYS - Google Patents
WATER GRAIN STRUCTURE FOR MUNCHES OF CAR AND RAILWAYS Download PDFInfo
- Publication number
- RU123017U1 RU123017U1 RU2012135416/03U RU2012135416U RU123017U1 RU 123017 U1 RU123017 U1 RU 123017U1 RU 2012135416/03 U RU2012135416/03 U RU 2012135416/03U RU 2012135416 U RU2012135416 U RU 2012135416U RU 123017 U1 RU123017 U1 RU 123017U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- embankment
- soil
- water supply
- supply path
- Prior art date
Links
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Sewage (AREA)
Abstract
1. Водопропускное сооружение для насыпей автомобильных и железных дорог, содержащее водопроводящий тракт в виде сопряженных между собой звеньев труб, укладываемый на гравийно-песчаное основание по длине водопроводящего тракта с формированием над ним грунтовой оболочки - насыпи, высота которой от нижнего основания водопроводящего тракта до дорожного полотна составляет 1,5-12 м, отличающееся тем, что для формирования водопроводящего тракта используют стеклопластиковые трубы с внутренним диаметром D=1,0-2 (м) при соотношении внутреннего диаметра к наружному диаметру трубы D/D=0,96-0,97 и кольцевой жесткости в диапазоне 5000-15000 МПа, грунт основания для укладки которых и для формировании оболочки-насыпи имеет плотность 1,6-1,9 г/см, модуль деформации грунта насыпи 7-40 МПа и при модуле деформации грунта железнодорожной насыпи не менее 14 МПа.2. Водопропускное сооружение для насыпей автомобильных и железных дорог по п.1, отличающееся тем, что при сопряжении звеньев труб используют стеклопластиковые трубы с раструбным оголовком на одном конце трубы и фиксирующим буртиком на другом конце трубы, при этом труба имеет внутренний диаметр Dна участке, эффективная длина которого меньше на длину раструбного оголовка.1. A waterway for embankments of roads and railways, containing a waterway in the form of interconnected pipe links, laid on a gravel-sand base along the length of the waterway with the formation of a soil shell above it - an embankment, the height of which from the lower base of the waterway to the road canvas is 1.5-12 m, characterized in that for the formation of a water-conducting path, fiberglass pipes with an inner diameter of D = 1.0-2 (m) are used with a ratio of the inner diameter to the outer diameter of the pipe D / D = 0.96-0 , 97 and ring stiffness in the range of 5000-15000 MPa, the base soil for which and for the formation of the shell-embankment has a density of 1.6-1.9 g / cm, the modulus of deformation of the soil of the embankment is 7-40 MPa and with the modulus of deformation of the soil of the railway embankments not less than 14 MPa. 2. The culvert for embankments of roads and railways according to claim 1, characterized in that when connecting the pipe links, fiberglass pipes are used with a bell head at one end of the pipe and a fixing collar at the other end of the pipe, while the pipe has an inner diameter D in the section, the effective length which is less by the length of the bell head.
Description
Полезная модель относится к области строительства автомобильных и железных дорог, а именно, к конструкциям водопропускных сооружений в насыпях автомобильных и железных дороги может быть использовано в других подобных случаях, в частности, при проектировании и строительстве водопропускных сооружений на мелиоративных системах.The utility model relates to the field of construction of roads and railways, namely, to structures of culverts in embankments of roads and railways can be used in other similar cases, in particular, in the design and construction of culverts on reclamation systems.
Водопропускные сооружения с использованием труб являются важнейшими конструктивными элементами автомобильных и железных дорог, от их работы зависит общее состояние дороги и обеспечение безопасности движения по ней транспорта и охраны окружающей среды.Culverts using pipes are the most important structural elements of roads and railways, the general condition of the road and ensuring the safety of traffic and environmental protection depend on their work.
Водопропускные сооружения используют для пропуска постоянных и периодически действующих водотоков, что исключает негативное влияние поверхностного стока воды на проезжую часть автомобильной или железнодорожных дорог.Culverts are used to pass permanent and periodically operating watercourses, which eliminates the negative impact of surface water runoff on the carriageway of roads or railways.
В качестве водопропускных сооружений в строительной практике чаще применяются железобетонные трубы.Reinforced concrete pipes are more often used as culverts in construction practice.
Из железобетонных коротких (длиной 2 м каждое) звеньев собирают водопроводящий тракт, укладываемый на гравийно-песчаное основание по длине водопроводящего тракта, над водопроводящем трактом формируют грунтовую оболочку - насыпь, при этом входную и выходную части водопроводящего тракта укрепляют сборными железобетонными плитами. (Типовой проект. Трубы водопропускные круглые железобетонные сборные для железных и автомобильных дорог. Серия 3.501.1-144. Выпуск 0-2: Материалы для проектирования. - Л.: Ленгипротрансмост, инв. №1313/3, 1988 г.).From the reinforced concrete short (2 m long each) links, a water supply path is assembled, laid on a gravel-sand base along the length of the water supply path, a soil shell is formed above the water supply path - an embankment, while the input and output parts of the water supply path are reinforced with precast concrete slabs. (Typical design. Round reinforced concrete prefabricated culverts for railways and highways. Series 3.501.1-144. Issue 0-2: Materials for design. - L .: Lengiprotransmost, inv. No. 1313/3, 1988).
Строительство таких сооружений, особенно в районах с высокой сейсмичностью и в вечномерзлых и пучинистых грунтах, связано с большой материалоемкостью и недостаточной эксплуатационной надежностью, со значительными объемами работ.The construction of such structures, especially in areas with high seismicity and in permafrost and heaving soils, is associated with high material consumption and insufficient operational reliability, with significant amounts of work.
Известно водопропускное сооружение для насыпей автомобильных и железных дорог с водопроводящем трактом в виде сопряженных между собой звеньев труб, укладываемых на грунтовое основание по длине водопроводящего тракта с формированием над ним грунтовой оболочки - насыпи, высота которой от нижнего основания водопропускного тракта до дорожного полотна, предпочтительно, составляет 1.5-12(м.) (см. Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб: ВСН 176-78. Минтрансстрой СССР. - М., 1979;. Методические рекомендации по применению металлических водопропускных гофрированных труб. / ОАО ЦНИИС.- М., 2001.).It is known culvert structure for embankments of roads and railways with a water supply path in the form of interconnected pipe links stacked on a soil base along the length of the water supply path with the formation of an earth cover above it - an embankment whose height from the lower base of the water passage to the roadway, preferably is 1.5-12 (m.) (see. Instructions for the design and construction of metal corrugated culverts: VSN 176-78. USSR Ministry of Transport. - M., 1979 ;. Methodical recommendations the organization for the use of metal culvert corrugated pipes. / Central Scientific Research Institute of Automotive Engineering.- M., 2001.).
Данное техническое решение выбрано в качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели.This technical solution is selected as the closest analogue of the claimed utility model.
Водопроводящий тракт известного сооружения выполнен из металлических гофрированных листов и сопряжен посредством выполненных из несвязных грунтов основанием и насыпью. Однако соединение металлических гофрированных листов между собой осуществляется обычно посредством болтов с образованием продольных и поперечных стыков. Выполнение таких стыков водонепроницаемыми трудноосуществимо и ненадежно. В период между прекращением поверхностного стока и полным промерзанием русла периодически действующего водотока (далее: холодный период года), низкотемпературная грунтовая вода, проникшая в водопропускную трубу с верховой стороны через ее входной оголовок и с боков через ее водопроницаемые стенки, может образовать в водопропускной трубе наледь (далее: наледная вода), что в существенной мере снижает надежность работы водопропускного сооружения и усложняет его эксплуатацию.The water supply path of the well-known structure is made of corrugated metal sheets and is interfaced by a base and a mound made of incoherent soil. However, the connection of metal corrugated sheets with each other is usually carried out by means of bolts with the formation of longitudinal and transverse joints. Making such joints watertight is difficult and unreliable. In the period between the termination of surface runoff and the freezing of the channel of a periodically operating watercourse (hereinafter: the cold season), low-temperature groundwater entering the culvert from the upper side through its inlet head and from its sides through its permeable walls can form ice in the culvert (further: icy water), which significantly reduces the reliability of the culvert and complicates its operation.
Таким образом, применение в водопропускных сооружениях водопроводящих трактов, материалом для изготовления труб которых является железобетон или металл, приводит к повышению материало- и трудозатрат на строительство водопропускных сооружений, к снижению эксплуатационной надежности.Thus, the use of water paths in culverts, the material for the manufacture of pipes of which is reinforced concrete or metal, leads to an increase in material and labor costs for the construction of culverts, to a decrease in operational reliability.
Однако в настоящее время признанным решением проблемы повышения эксплуатационной надежности, снижения материало- и трудозатрат при строительстве различных трубопроводных систем является использование композитных конструкционных материалов и, предпочтительно, на основе стеклопластиков.However, at present, a recognized solution to the problem of increasing operational reliability, reducing material and labor costs in the construction of various pipeline systems is the use of composite structural materials and, preferably, based on fiberglass.
Трубы из стеклопластика применяются для канализационных стоков, трубопроводов с агрессивными жидкостями, в том числе, под давлением. Для производства труб из стеклопластика применяют, стеклянные волокна, связующие материалы на базе различных смол и клеевых композиций. При изготовлении стеклопластиковых труб, предпочтительно, используют метод непрерывной намотки стекловолокна со связующим компонентом (таким, как полиэфирная или эпоксидная смола) на оправку. Технические характеристики используемых компонентов при изготовлении стеклопластиковых труб, технология их производства обеспечивает возможность их конструкционного проектирования в широком диапазоне номенкулатурного ряда с различными физико-механическими характеристиками.Fiberglass pipes are used for sewage, pipelines with aggressive fluids, including under pressure. For the production of fiberglass pipes, glass fibers, binders based on various resins and adhesive compositions are used. In the manufacture of fiberglass pipes, preferably, the method of continuous winding of fiberglass with a binder component (such as polyester or epoxy resin) on the mandrel is preferably used. The technical characteristics of the components used in the manufacture of fiberglass pipes, the technology of their production provides the possibility of their structural design in a wide range of nomenclature with various physical and mechanical characteristics.
Задача настоящей полезной модели состояла в создании водопропускного сооружения для насыпей автомобильных и железных дорог с водопроводящим трактом на основе стеклопластиковых труб с подбором их физико-механических параметров, соответствующих требованиям надежности водопропускного сооружения при его эксплуатации и обеспечения безопасности движения по насыпям дорог транспортных средств при одновременном снижении материало- и трудозатрат на строительство водопропускных сооружений.The objective of this utility model was to create a culvert for embankments of roads and railways with a water supply path based on fiberglass pipes with a selection of their physicomechanical parameters that meet the reliability requirements of the culvert during its operation and ensure traffic safety along the embankments of vehicles while reducing material and labor costs for the construction of culverts.
Для решения поставленной технической задачи предложено водопропускное сооружение для насыпей автомобильных и железных дорог с водопроводящим трактом в виде сопряженных между собой звеньев труб, укладываемый на грунтовое основание по длине водопроводящего тракта с формированием над ним грунтовой оболочки - насыпи, высота которой от нижнего основания водопроводящего тракта до дорожного полотна составляет 1.5-12(м), согласно полезной модели, для формирования водопроводящего тракта используют стеклопластиковые трубы с внутренним диаметром Dвн=1,0-2 (м), при соотношении внутреннего диаметра к наружному диаметру трубы Dвн/Dнар=0.96-0.97 и кольцевой жесткости в диапазоне 5000-15000 МПа, грунт основания для укладки которых и для формировании оболочки-насыпи имеет плотность 1,6-1,9 г/см3, модуль деформации грунта насыпи 7-40 МПа и при модули деформации грунта железнодорожной насыпи не менее 14 МПа.To solve the technical problem, a culvert was proposed for embankments of roads and railways with a water supply path in the form of interconnected pipe links stacked on a soil base along the length of the water supply path with the formation of an earth cover above it - an embankment whose height is from the lower base of the water supply path to the roadway is 1.5-12 (m), according to a utility model, fiberglass pipes with an inner diameter are used to form the water supply path m D ext = 1,0-2 (m), at a ratio of inner diameter to the outer diameter of the tube D ext / D = 0.96-0.97 bunks and ring stiffness in the range of 5,000-15,000 MPa foundation soil which stacking and for forming obolochki- the embankment has a density of 1.6-1.9 g / cm 3 , the soil deformation modulus of the embankment is 7-40 MPa, and the soil deformation modulus of the railway embankment is at least 14 MPa.
Согласно полезной модели, при сопряжении звеньев труб, используют стеклопластиковые трубы с раструбным оголовком на одном конце трубы и фиксирующим буртиком на другом конце трубы, при этом труба имеет внутренний диаметр Dвн на участке, эффективная длина которого меньше на длину раструбного оголовка.According to a utility model, when pairing pipe links, fiberglass pipes are used with a socket head at one end of the pipe and a fixing collar at the other end of the pipe, while the pipe has an inner diameter D nv in a section whose effective length is less than the length of the socket head.
При реализации заявляемой полезной модели используются технологичные в изготовлении стеклопластиковые трубы, с подбором их физико-механических параметров, соответствующих требованиям надежности водопропускного сооружения при его эксплуатации и обеспечения безопасности движения по дорожному покрытию насыпей транспортных средств.When implementing the claimed utility model, fiberglass pipes technologically advanced in production are used, with the selection of their physicomechanical parameters that meet the reliability requirements of the culvert during its operation and ensure traffic safety along the road surface of the embankments of vehicles.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации показали, что предлагаемая в заявляемой полезной модели совокупность конструктивных признаков и их взаимосвязь не известны из уровня техники и. соответствуют критериям полезной модели "новизна" и "промышленная применимость".Studies on patent and scientific and technical sources of information showed that the combination of design features proposed in the claimed utility model and their relationship are not known from the prior art and. meet the criteria of the utility model “novelty” and “industrial applicability”.
Предлагаемая полезная модель может быть широко использована в практике строительства автодорожных и железнодорожных сооружений.The proposed utility model can be widely used in the practice of building road and rail facilities.
Заявляемая полезная модель поясняется:The inventive utility model is illustrated:
Рис.1 показана схема водопропускного сооружения для насыпей автомобильных и железных дорог;Fig. 1 shows a diagram of a culvert for embankments of roads and railways;
Таблица 1 - примеры оценки относительной деформации стеклопластиковых труб водопроводящего тракта под автодорожными и железнодорожными насыпямиTable 1 - examples of assessing the relative deformation of fiberglass pipes of the water supply path under road and railway embankments
Водопропускное сооружение для насыпей автомобильных и железных дорог имеет водопроводящий тракт в виде сопряженных между собой звеньев стеклопластиковых труб 1, которые укладывают на гравийно-песчаное основание 2 по длине водопроводящего тракта. Над водопроводящим трактом формируют грунтовую оболочку - насыпь 3, высота которой от нижнего основания водопропускного тракта до дорожного полотна, составляет 1.5-12(м.). Предпочтительно, для повышения надежности насыпи с двух сторон водопропускного тракта формируют горизонтальные упоры 4 из объемной георешетки или цементо-грунта.The culvert for embankments of roads and railways has a water supply path in the form of interconnected links of fiberglass pipes 1, which are laid on a gravel and sand base 2 along the length of the water supply path. A soil shell is formed above the water supply path - embankment 3, the height of which from the lower base of the culvert to the roadway is 1.5-12 (m.). Preferably, to increase the reliability of the embankment, horizontal stops 4 are formed on both sides of the culvert from a bulk geogrid or cement-soil.
При строительстве водопропускного сооружения для повышения его эксплуатационной надежности, эффективной водопропускной способности, при сопряжении звеньев труб используют стеклопластиковые трубы с раструбным оголовком на одном конце трубы и фиксирующим буртиком на другом конце трубы, как, например, предусмотрено в технических решениях по патентам RU №2255264, публ. 20.03.05, №2291892, публ. 10.12.04.When constructing a culvert, in order to increase its operational reliability, effective culvert, and when connecting pipe links, fiberglass pipes are used with a socket head at one end of the pipe and a fixing collar at the other end of the pipe, as, for example, is provided for in technical solutions for patents RU No. 2255264, publ. 03/20/05, No. 2291892, publ. 12/10/04.
При формировании водопропускного сооружения под насыпью торец концевого звена трубы на входе может быть параллелен откосу насыпи, вертикально ориентирован или имеет форму эллипса, как, например, предусмотрено в техническом решении по патенту RU №47015 ПМ, публ. 10.08.05.When forming a culvert structure under the embankment, the end face of the pipe end link at the inlet can be parallel to the slope of the embankment, vertically oriented, or in the form of an ellipse, as, for example, is provided in the technical solution for RU RU 47475 ПМ, publ. 08/10/05.
Для предотвращения подмыва и скопления воды в грунтовом основании по концам водопроводящего тракта под трубой предусматривают устройство противофильтрационных экранов, преимущественно, на основе цементно-грунтовых или глинощебеночных смесей, либо на основе железобетона, бетона или гофрированного металла. Устройство противофильтрационных экранов по концам водопроводящих трактов традиционно и рекомендовано при строительстве водопропускных сооружений, например, при использовании труб из металлических гофрированных листов.To prevent washing and accumulation of water in the soil base at the ends of the water supply path under the pipe, a device for anti-filter screens is provided, mainly based on cement-soil or clay-mixture mixtures, or on the basis of reinforced concrete, concrete or corrugated metal. The installation of anti-filter screens at the ends of the waterways is traditional and recommended for the construction of culverts, for example, when using pipes made of corrugated metal sheets.
При реализации полезной модели водопроводящий тракт формируют с использованием стеклопластиковых труб с внутренним диаметром Dвн=1,0-2 (м) и при соотношении внутреннего диаметра к наружному диаметру трубы Dвн/Dнар=0.96-0.97.When implemented Utility Model feeding canal tract formed using fiberglass pipes with an inner diameter D ext = 1,0-2 (m) and a ratio of inner diameter to the outer diameter of the tube D ext / D = 0.96-0.97 bunks.
Данные параметры стеклопластиковой трубы оптимальны для обеспечения водопропускной способности безнапорного водопроводящего тракта под насыпями различных транспортных магистралей и прочности трубы к постоянно действующим силовым нагрузкам со стороны массива насыпи и дорожного полотна. Уменьшение или увеличение внутреннего диаметра трубы нецелесообразно, как по водопропускной способности водопроводящего тракта, так и по его эксплуатационной надежности для железных и автомобильных дорог общего пользования в климатических зонах с пониженной температурой наружного воздуха. Уменьшение или увеличение заданного соотношения Dвн/Dнар приведет либо к повышению материалозатрат на изготовление трубы, либо к снижению прочности стенок трубы к действующим силовым нагрузкам.These parameters of the fiberglass pipe are optimal to ensure the culvert capacity of the pressureless water supply path under the embankments of various transport highways and the strength of the pipe to permanent power loads from the side of the embankment and roadbed. Reducing or increasing the inner diameter of the pipe is impractical, both in terms of water throughput of the water supply path and in its operational reliability for public railways and highways in climatic zones with low outdoor temperatures. Reducing or increasing the specified ratio D vn / D nar will either lead to an increase in material costs for the manufacture of the pipe, or to a decrease in the strength of the pipe walls to the existing power loads.
Для формирования водопроводящего тракта используют стеклопластиковые трубы с классом кольцевой жесткости SN5000-15000 МПа. Характеристика стеклопластиковой трубы по кольцевой жесткости определяет физико-механические параметры труб из композитных материалов, а именно, модуль упругости материала трубы (кН/м2), момент инерции «I» профиля стенки трубы на единицу длины (м4/м), средний диаметр трубы. Кольцевая жесткость труб - показатель максимально допустимой вертикально-ориентированной сжимающей нагрузки на единицу площади поверхности трубы, что характеризует надежность труб из композитных материалов к неблагоприятному воздействию внешних нагрузок. Заданное по полезной модели значение кольцевой жесткости стеклопластиковых труб 5000-15000 МПа наиболее оптимально по условиям технологически допустимой деформации их от внешних вертикально-ориентированных силовых нагрузок, действующих на водопроводящий тракт со стороны давления грунта насыпи и силовых нагрузок со стороны дорожного полотна насыпи. Класс кольцевой жесткости SN<5000 МПа свидетельствует о снижении модуля упругости материала стеклопластиковой трубы, об уменьшении надежности стеклопластиковых труб к внешним силовым воздействиям. Класс кольцевой жесткости SN>15000 МПа свидетельствует об изменении физико-механических параметров трубы, например, в части увеличения толщины стенки трубы при заданном внутреннем ее диаметре, что увеличивает материалозатраты.Fiberglass pipes with a ring stiffness class of SN5000-15000 MPa are used to form the water supply path. The characteristic of a fiberglass pipe by ring stiffness determines the physicomechanical parameters of pipes made of composite materials, namely, the elastic modulus of the pipe material (kN / m 2 ), moment of inertia “I” of the pipe wall profile per unit length (m 4 / m), average diameter pipes. Ring stiffness of pipes is an indicator of the maximum allowable vertically oriented compressive load per unit surface area of the pipe, which characterizes the reliability of pipes made of composite materials to the adverse effects of external loads. The value of the ring stiffness of fiberglass pipes 5000-15000 MPa specified by the utility model is most optimal according to the conditions of technologically permissible deformation of them from external vertically oriented power loads acting on the water supply path from the side of the embankment ground pressure and power loads from the side of the embankment road. The ring stiffness class SN <5000 MPa indicates a decrease in the elastic modulus of the fiberglass pipe material, a decrease in the reliability of fiberglass pipes to external forces. The ring stiffness class SN> 15000 MPa indicates a change in the physicomechanical parameters of the pipe, for example, in terms of increasing the pipe wall thickness for a given inner diameter, which increases material costs.
Физико-механические параметры грунта основания для укладки водопроводящего тракта и грунта при формировании оболочки-насыпи, модуль деформации грунта насыпи существенно влияют на несущую способность труб. По настоящей полезной модели заданы наиболее оптимальные физико-механические показатели несвязных грунтов для проектируемого водопропускного сооружения, использование стеклопластиковых труб в которых под транспортными насыпями высотой 1,5-12 (м) не приводит к предельно допустимой величине овализации поперечного сечения трубы, которая в соответствии с Инструкцией по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб СН 550-82 (например, из поливинилхлорида (ПВХ)) не превышает 3,5%).Physico-mechanical parameters of the soil of the base for laying the water supply path and soil during the formation of the shell-embankment, the module of deformation of the soil of the embankment significantly affect the bearing capacity of the pipes. According to this utility model, the most optimal physical and mechanical parameters of incoherent soils for the designed culvert are specified, the use of fiberglass pipes in which under transport embankments with a height of 1.5-12 (m) does not lead to the maximum permissible ovalization of the pipe cross section, which, in accordance with The instruction for the design of technological pipelines from plastic pipes SN 550-82 (for example, from polyvinyl chloride (PVC)) does not exceed 3.5%).
В качестве грунтов для строительства водопропускного сооружения использованы наиболее распространенные типы несвязных грунтов: пески гравелистые, мелкие, супеси на их основе, суглинки (полутвердые и тугопластичные), супеси на их основе, физико-механические характеристики которых по объемной массе (т/м3), модулю деформации засыпки (МПа) при различной степени уплотнения (нормальная, повышенная, плотная) приведены в СНи П 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».As soils for the construction of a culvert, the most common types of incoherent soils were used: gravel, fine sands, sandy loam based on them, loam (semi-solid and refractory), sandy loam based on them, the physical and mechanical characteristics of which by volumetric mass (t / m 3 ) , the backfill deformation modulus (MPa) at various degrees of compaction (normal, elevated, dense) are given in SNi P 2.02.01-83 “Foundations of buildings and structures”.
Для водопропускного сооружения по настоящей полезной модели грунт основания для укладки водопроводящего тракта на основе звеньев стеклопластиковых труб и грунт для формирования оболочки - насыпи над водопроводящем трактом имеют плотность 1,6-1,9 г/см3, модуль деформации грунтов насыпи 7-40 МПа, при модули деформации грунта железнодорожной насыпи не менее 14 МПа. Заданные по настоящей полезной модели технические показатели грунтов для водопропускного сооружения при использовании в них водопроводящего тракта из звеньев стеклопластиковых труб с выше указанными их параметрами оптимальны по условиям надежности водопропускного сооружения при его эксплуатации и обеспечения безопасности движения по насыпям дорог транспортных средств. Уменьшение или увеличение заданных по настоящей полезной модели технических показателей используемых грунтов приведет либо к ухудшению эксплуатационной надежности водопроводящего тракта сформированного из звеньев стеклопластиковых труб, либо к повышению затрат на формирование основания для укладки водопроводящего тракта и грунтовой оболочки - насыпи над ним.For a culvert construction according to this utility model, the base soil for laying the water supply path based on the links of fiberglass pipes and the soil for forming the casing - embankments above the water supply path have a density of 1.6-1.9 g / cm 3 , the soil deformation modulus of the embankment is 7-40 MPa , when the soil deformation modulus of the railway embankment is not less than 14 MPa. Technical parameters of soils specified for this culvert when using a water supply path made of fiberglass pipes with the parameters indicated above are optimal according to the reliability conditions of the culvert during its operation and to ensure traffic safety on embankments of road vehicles. A decrease or increase in the technical parameters of the soils used in accordance with this utility model will lead either to a deterioration in the operational reliability of the water supply path formed from the links of fiberglass pipes, or to an increase in the cost of forming the base for laying the water supply path and the soil cover - an embankment above it.
Оптимальность и целесообразность заданных по полезной модели физико-механических параметров стеклопластиковых труб и используемых грунтов для формирования основания и оболочки - насыпи подтверждается исследованиями по определению напряженно-деформированного состояния водопроводящих трактов под автодорожными и железнодорожными насыпями.The optimality and appropriateness of the physicomechanical parameters of fiberglass pipes and the soils used to form the base and shell - embankment specified by the utility model are confirmed by studies to determine the stress-strain state of water supply paths under road and railroad embankments.
Напряженно-деформированное состояние водопроводящего тракта на основе звеньев стеклопластиковых труб оценивают по их относительной деформации при моделировании процесса нагружения стеклопластиковой трубы, расположенной в массиве грунта автодорожной или железнодорожной насыпи.The stress-strain state of the water supply path based on the links of fiberglass pipes is evaluated by their relative deformation when modeling the loading process of a fiberglass pipe located in the soil mass of a road or railway embankment.
Оценку относительной деформация стеклопластиковых труб под автодорожными и железнодорожными массивами насыпями определяли:Estimation of the relative deformation of fiberglass pipes under road and railroad mounds of embankments was determined:
по методике статистического расчета пластмассовых труб безнапорных технологических трубопроводов, укладываемых в грунт, которые рассчитывают на воздействие внешней приведенной нагрузки Pпр от давления грунта и временных силовых нагрузок (см. «Пособие к СН 550-82 Пособие по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб»);according to the method of statistical calculation of plastic pipes of non-pressure technological pipelines laid in the ground, which are counted on the effect of the external reduced load P CR from soil pressure and temporary power loads (see "Manual for SN 550-82 Manual for the design of technological pipelines from plastic pipes") ;
по разработанному программному продукту для пластмассовых труб безнапорных технологических трубопроводов по оценке их относительной деформации при воздействии внешней приведенной нагрузки от давления грунта и временных силовых нагрузок.according to the developed software product for plastic pipes of pressureless technological pipelines according to the assessment of their relative deformation under the influence of external reduced load from soil pressure and temporary power loads.
При оценке относительной деформации стеклопластиковых труб под автодорожными и железнодорожными насыпями использовали, в соответствии с указанной методикой и программным продуктом, заданные по настоящей полезной модели исходные данные:When assessing the relative deformation of fiberglass pipes under road and railway embankments, we used, in accordance with the specified methodology and software product, the initial data specified by this utility model:
кольцевую жесткость трубы, номинальный внутренний диаметр трубы, толщину стенки, которую определяют с учетом соотношения Dвн/Dнар=0.96-0.97; модуль упругости материала стеклопластика µ=0,3;annular stiffness of the pipe, nominal internal diameter of the pipe, wall thickness, which is determined taking into account the ratio D int / D nar = 0.96-0.97; the elastic modulus of the fiberglass material µ = 0.3;
исходные данные по массиву насыпи, соответственно: размер массива насыпи в поперечном направлении относительно продольной оси трубы для автоматизированной системы расчета выбран 40 (м); высота насыпи, плотность грунта, модуль деформации грунта заданы в соответствии с настоящей полезной моделью;initial data on the embankment array, respectively: the size of the embankment array in the transverse direction relative to the longitudinal axis of the pipe, 40 (m) was selected for the automated calculation system; embankment height, soil density, soil deformation modulus are set in accordance with this utility model;
гидравлический показатель безнапорных труб, характеризующий высоту воды в трубе - гидравлический параметр трубы, равный 0,75 Dвн;the hydraulic indicator of pressureless pipes characterizing the height of the water in the pipe — the hydraulic parameter of the pipe is 0.75 D int ;
величины временных силовых нагрузок, эквивалентных давлению колес транспортных средств на дорожное полотно соответствующей насыпи, которые в соответствии с нормативными документами (СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы. Актуализированная редакция») соответствуют:the magnitude of temporary power loads equivalent to the pressure of the wheels of the vehicles on the roadbed of the corresponding embankment, which, in accordance with regulatory documents (SP 35.13330.2011 "SNiP 2.05.03-84 Bridges and pipes. Updated version") correspond to:
- нормативной автомобильной колесной нагрузки (АК) на дорогах всех категорий, не более 10 К (кН), где К=14 и тяжелой одиночной автомобильной нагрузки (НК), не более 18 К (кН). При расчете использован параметр нормативной автомобильной колесной нагрузки, равный 11,25 К (157,5 кН/м);- normative automobile wheel load (AC) on roads of all categories, not more than 10 K (kN), where K = 14 and heavy single automobile load (NK), not more than 18 K (kN). In the calculation, the normative automobile wheel load parameter used was 11.25 K (157.5 kN / m);
-нормативной железнодорожной нагрузки (СК), не более 24,5 К (кН). При расчете использован нормативной железнодорожной нагрузки, равный 171,5 (кH/м)- standard railway load (SK), not more than 24.5 K (kN). In the calculation, a standard railway load of 171.5 (kN / m) was used
Результаты оценки относительной деформация стеклопластиковых труб под автодорожными и железнодорожными насыпями высотой 1.5-12 (м) представлены в таблице 1.The results of the assessment of the relative deformation of fiberglass pipes under road and railway embankments with a height of 1.5-12 (m) are presented in table 1.
Приведенные в таблице 1 данные по относительной деформации стеклопластиковых труб определены из соотношения: ΔD/Dнар.×100%, гдеThe data on the relative deformation of fiberglass pipes given in table 1 are determined from the ratio: ΔD / D nar. × 100% where
Dнар - исходный наружный диаметр стеклопластиковой трубы, ΔD - определяемый по программному продукту параметр изменения наружного диаметра стеклопластиковой трубы в направлении ее поперечной оси от вертикально-ориентированных силовых нагрузок, действующих на водопроводящий тракт со стороны давления грунта насыпи и силовых нагрузок со стороны дорожного полотна насыпи.D NAR is the initial outer diameter of the fiberglass pipe, ΔD is the parameter determined by the software product for changing the outer diameter of the fiberglass pipe in the direction of its transverse axis from vertically oriented power loads acting on the water supply path from the side of the embankment ground pressure and power loads from the side of the embankment .
Приведенные в таблице 1 данные свидетельствуют, что полученные величины относительных деформаций диаметров стеклопластиковых труб при выбранных их параметрах и характеристик грунтов насыпей, которые заданы в соответствии с настоящей полезной моделью, значительно меньше допустимого значения, равного 3,5%, что также свидетельствует о целесообразности проектирования водопропускного сооружения с водопроводящим трактом на основе звеньев стеклопластиковых труб по настоящей полезной модели.The data presented in table 1 indicate that the obtained values of the relative deformations of the diameters of fiberglass pipes at their chosen parameters and the characteristics of the embankment soils, which are set in accordance with this utility model, are significantly less than the permissible value of 3.5%, which also indicates the feasibility of design a culvert with a water supply path based on links of fiberglass pipes according to this utility model.
Данные приведенные в таблице 1 по величине относительных деформаций диаметров стеклопластиковых труб при выбранных их параметрах и характеристик грунтов насыпей, которые заданы в соответствии с настоящей полезной моделью, подтверждены также экспериментальными исследованиями.The data presented in table 1 on the value of the relative deformations of the diameters of fiberglass pipes at their selected parameters and the characteristics of the embankment soils, which are set in accordance with this utility model, are also confirmed by experimental studies.
На проектируемой автомобильной трассе было создано водопропускное сооружение, для водопроводящего тракта которого использовали звенья стеклопластиковых труб с раструбным оголовком на одном конце трубы и фиксирующим буртиком на другом конце трубы. Для формирования водопроводящего тракта были использованы:A culvert was created on the designed highway, for the water supply path of which fiberglass pipe links with a bell-end at one end of the pipe and a fixing collar at the other end of the pipe were used. For the formation of the water supply path were used:
стеклопластиковые трубы с внутренним диаметром Dвн=2,0 (м), имеющих кольцевую жесткость SN15000 (модуль упругости 20300 МПа), толщина стенки труб 41,9 (мм).fiberglass pipes with an inner diameter of Db = 2.0 (m), having ring stiffness SN15000 (elastic modulus 20300 MPa), pipe wall thickness 41.9 (mm).
Звенья стеклопластиковых труб при формировании водопроводящего тракта размещали на основании с использованием гравийно-песчаного грунта с насыпной плотностью 1,8 г/см3. Для формирования водопроводящего тракта использовались звенья труб длиной 1,5 м, при длине их раструба не более 0,5 м. Количество труб рассчитывалось для насыпи высотой 2.5 м, шириной проезжей части не более 3 м, при уклоне боковых сторон 15-25°.The links of the fiberglass pipes during the formation of the water supply path were placed on the base using gravel-sandy soil with a bulk density of 1.8 g / cm 3 . For the formation of the water supply path, pipe links with a length of 1.5 m were used, with a bell length of not more than 0.5 m.The number of pipes was calculated for an embankment with a height of 2.5 m, a roadway width of not more than 3 m, with a slope of the sides of 15-25 °.
Проектируемая автомобильная трасса имела высоту насыпи 2,5 м от нижнего основания водопроводящего тракта до дорожного полотна с использованием для ее формирования местного несвязного грунта: пески гравелистые, супеси на их основе, полутвердые суглинки и супеси на их основе. Используемый грунт имел насыпную плотность 1,7 г/см3, модуль деформации засыпки при повышенной степени уплотнения - 40 (МПа). Дорожное полотно для проектируемой трассы - песчаное гравийно-щебенистое покрытие с повышенной степенью уплотнения, высотой 0,5(м). Проектируемая автомобильная трасса предназначена для использования в средней полосе, соответствующей географической зоне лесов с избыточным увлажнением грунтов, при приведенной интенсивности движения - 500 (ед/сут), расчетной скорости движения - не более 80 км/час. Данный тип автомобильной трассы относится к IV категории дороге твердым покрытием, с щириной полосы движения на них не более 3 м, минимальные радиусы поворотов 250 м.The designed highway had an embankment height of 2.5 m from the lower base of the water supply path to the roadbed using local incoherent soil for its formation: gravel sands, sandy loam based on them, semi-solid loam and sandy loam based on them. The soil used had a bulk density of 1.7 g / cm 3 , the backfill deformation modulus with an increased degree of compaction was 40 (MPa). The roadway for the designed route is a sand gravel-crushed stone coating with an increased degree of compaction, a height of 0.5 (m). The designed highway is intended for use in the middle lane corresponding to the geographical area of forests with excessive soil moisture, with a given traffic intensity of 500 (units / day), and a design speed of not more than 80 km / h. This type of automobile road belongs to category IV road with a hard surface, with a width of the lane on them not more than 3 m, the minimum turning radius of 250 m.
Эксплуатация спроектированной автомобильной трассы с экспериментальным участком водопропускного сооружения осуществлялась в течение май - сентябрь (следующего года) (срок эксплуатации 1,4 года), в том числе при использовании тяжелой техники: лесовозы, форвардеры, погрузочно-транспортные машины, затем была произведена оценка технических параметров звеньев стеклопластиковых труб, использованных в водопропускном сооружении. При проведении исследований не выявлено механических повреждений на внутренней поверхности труб, а измерения наружных диаметров стеклопластиковых труб в различных поперечных сечениях показали, что средняя относительная деформация их по наружному диаметру не превышает 1,5%, что свидетельствует о целесообразности проектирования водопропускного сооружения с водопроводящим трактом на основе звеньев стеклопластиковых труб по настоящей полезной модели.The designed road with the experimental section of the culvert was operated during May - September (next year) (1.4 years), including the use of heavy equipment: timber trucks, forwarders, loading and transport vehicles, then technical parameters of the links of fiberglass pipes used in the culvert. When conducting research, no mechanical damage was detected on the inner surface of the pipes, and measurements of the outer diameters of fiberglass pipes in various cross sections showed that their average relative deformation along the outer diameter does not exceed 1.5%, which indicates the advisability of designing a culvert with a water supply the basis of the links of fiberglass pipes according to this utility model.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012135416/03U RU123017U1 (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | WATER GRAIN STRUCTURE FOR MUNCHES OF CAR AND RAILWAYS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012135416/03U RU123017U1 (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | WATER GRAIN STRUCTURE FOR MUNCHES OF CAR AND RAILWAYS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU123017U1 true RU123017U1 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=49256881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012135416/03U RU123017U1 (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | WATER GRAIN STRUCTURE FOR MUNCHES OF CAR AND RAILWAYS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU123017U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106436596A (en) * | 2016-11-24 | 2017-02-22 | 河北工业大学 | Construction method for fiberglass reinforced plastic mortar pipe culvert of roads |
-
2012
- 2012-08-20 RU RU2012135416/03U patent/RU123017U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106436596A (en) * | 2016-11-24 | 2017-02-22 | 河北工业大学 | Construction method for fiberglass reinforced plastic mortar pipe culvert of roads |
| CN106436596B (en) * | 2016-11-24 | 2018-06-19 | 河北工业大学 | A kind of construction method for highway fiberglass sand inclusion pipe culverts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7470092B2 (en) | System and method for reinforcing aggregate particles, and structures resulting therefrom | |
| CN110438914B (en) | Water passing box culvert on soft soil foundation and construction method thereof | |
| Zumrawi | The impacts of poor drainage on road performance in Khartoum | |
| Kovalchuk et al. | Study of the stress-strain state in defective railway reinforced-concrete pipes restored with corrugated metal structures | |
| CN106168031B (en) | Multifunctional steel sheet pile cofferdam | |
| CN109826065B (en) | High-fill roadbed protection system and construction method thereof | |
| CN110924257B (en) | Municipal road, pouring template for construction of municipal road and construction method of pouring template | |
| RU123017U1 (en) | WATER GRAIN STRUCTURE FOR MUNCHES OF CAR AND RAILWAYS | |
| Ali | Manual RC box culvert analysis and designing | |
| Krishna et al. | Analysis and design of box culvert | |
| CN207017170U (en) | A kind of corrugated steel pipe steel-concrete combined structure suitable for high roadbed engineering | |
| RU110162U1 (en) | PIPELINE TRANSITION UNDER THE ROAD | |
| Ballinger et al. | Culvert repair practices manual: Volume I | |
| Maher et al. | MAT-758: Constructability Benefits of the Use of Lightweight Foamed Concrete Fill (LFCF) in Pavement Applications | |
| CN111733650A (en) | Cooling construction method for corrugated steel pipe of frozen soil roadbed | |
| Bloser et al. | Geosynthetically Reinforced Soil-Integrated Bridge Systems (GRS-IBS) Specification Development for PennDOT Publication 447 | |
| Daniyarov et al. | Deployment of the Geosynthetic Reinforced Soil Integrated Bridge System From 2011 to 2017 | |
| CN219825203U (en) | Transverse drainage system of railway embankment | |
| Aghniaey et al. | Sustainability in Design, Construction and Rehabilitation of Culverts | |
| CN209907526U (en) | Bell and spigot drainage pipeline's that town road engineering was used reinforcing apparatus | |
| RU2183230C1 (en) | Method of culvert replacement | |
| RU2288986C2 (en) | Construction of earth roadbed | |
| Qasim | Design of a Box Culvert | |
| CN208309408U (en) | A kind of longitudinal pipe culvert using Steel Corrugated Pipe Culvert body | |
| Congress | Guidelines for the design of small bridges and culverts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TE9K | Change of address for correspondence (utility model) |
Effective date: 20180918 |
|
| PD9K | Change of name of utility model owner |