Устройство для укрепления земляного полотна или склонов

 

Изобретение относится к строительству и предназначено для укрепления деформируемых склонов земполотна автомобильных и железных дорог и прилегающих склонов. Устройство для укрепления земляного полотна включает выполненную из отдельных соединенных друг с другом квадратных рам и анкеров. Рамы заполнены наполнителем. Анкера предназначены для заделки в грунт откоса и жестко соединены с рамами в местах соединения последних. Новым является то, что рамы выполнены с прямоугольными клиновидными торцовыми гранями в местах их сопряжения друг с другом. Грани соединены перекрестными схватками или набраны из квадратных железнодорожных шпальных рамок. Анкера выполнены в виде треугольных или трапецеидальных рамок, которые соединены с элементами рам решетчатой конструкции одной гранью треугольной рамки или большим основанием трапецеидальной рамки. Анкерные рамки сориентированы в плоскости поперечного сечения откоса, размещены с интервалом. Элементы анкерных рам выполнены из средней части отработанных в пути железнодорожных шпал. 2 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности для укрепления деформируемых откосов земполотна автомобильных и железных дорог и прилегающих склонов, конкретно к устройству для укрепления откосов земполотна и склонов.

Известна конструкция укрепления откосов (1), содержащая железобетонные брусья треугольного сечения с размерами 100х100 мм и длиной 1580 мм, уложенные по укрепляемому откосу, образуя ромбовидные ячейки, внутри каждой ячейки заполнен грунт и произведен посев трав.

Недостатки данного технического решения: конструкция решает проблему закрепления откосов лишь при смывах грунта с откосов; не приемлема при сплывах грунта с откосов и оползании грунта с откосов а также суффозионных процессах; требует расхода фондируемых материалов для железобетонных брусьев (цемента, металла и инертных материалов в виде песка, щебня).

Известно покрытие откосов грунтового сооружения (2), включающее квадратные заполненные наполнителем рамы, уложенные на поверхности откоса и скрепленные соединительными элементами между собой, образуя решетчатую конструкцию, заполненную наполнителем и заанкеренную в грунт откоса поперечными и продольными разрезными элементами, выполняющими роль связей между откосами элементами.

Недостатки данного технического решения: конструкция ограничена в своем применении с использованием ее в гидротехническом строительстве; недостаточная надежность сопряжения анкерной заделки разрезных элементов заделываемых в грунт откоса с откосными элементами; конструкция недостаточно вовлекает пассивный отпор грунта.

Цель изобретения - повышение надежности, расширение функциональных возможностей, продление срока службы деревянных железнодорожных шпал за счет утилизации и вторичного использования годной части шпал в конструкциях по обеспечению стабилизации оползневых процессов (сплывов, смывов, оползаний и суффозионных выносов) откосов земполотна и прилегающих склонов.

Цель достигается тем, что на укрепляемые откосы или склоны уложены элементы, набранные из средней годной части деревянных отработанных в пути железнодорожных шпал с прямоугольными клиновидными торцевыми гранями в местах их сопряжения друг с другом по узлам элементов и жестко скрепленных перекрестными схватками, образующих квадратные ячейки, или же набранные из квадратных шпальных рамок или сочетанием соответственно их укладки в направлении сверху вниз по сечению, сочлененных на анкерах друг с другом между собой, а по элементам рамок - на схватках в свою очередь откосные элементы или элементы рамок жестко соединены с анкерными, заделанными в грунт откоса в вертикальной плоскости, треугольными или трапецеидальными рамками и закрепленными при этом по треугольным рамкам одной из наружных граней ее элементов, а по трапецеидальным рамкам большим основанием параллельных элементов, причем анкерные рамки спроектированы в плоскости поперечного сечения конструкции откоса, склона и размещены на заданном расстоянии друг от друга и выполнены из средней годной части утилизированных деревянных железнодорожных шпал.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что оно отличается использованием деревянных железнодорожных шпал, снятых с пути и негодных для эксплуатации в пути с обрезкой и вовлечением в работу средней их части в качестве элементов решетчатой конструкции по стабилизации оползневых процессов по склонам и откосам земполотна, что обеспечивает продление срока службы шпал и экономию в сравнении с аналогом по материалам, выполненным из железобетонных брусьев. Анкерные рамы, выполненные треугольной или трапецеидальной конфигурации, наряду со снижением оползневого воздействия вовлекают и пассивный отпор за счет наклонных элементов анкерных рам, что повышает и надежность работы как по сплывам, так и по смывам, оползания и суффозионным выносам с учетом заполнителя внутри решетчатой конструкции откосов, наряду с указанным жесткое закрепление анкерных треугольных рам или трапециевидных с низовой стороны к откосным элементам обеспечивает надежную и единую работу всей конструкции по восприятию и стабилизации оползневых процессов по сравнению с прототипом. Откосные элементы, набранные из средней годной части деревянных, отработанных в пути, железнодорожных шпал и застыкованные по узлам посредством прямоугольных клиновидных торцевых граней, обеспечивают как экономичность конструкции в целом, так и жесткость узлового сочленения элементов с учетом перекрестных схваток с возможностью выполнения работ без использования грузоподъемных машин и механизмов, в особенности, в местах отсутствия для них подъездов. Выполнение же квадратных откосных рамок, в особенности, расположенных с низовой стороны откоса, обеспечивает пригрузку оползневых откосов в пассивной их зоне в большей степени по отношению к смонтированным элементам по откосу с верхней стороны, обеспечивая компенсацию увеличивающих оползневых сил в направлении сверху вниз за счет увеличения весовой пригрузки от самих конструкций в том же направлении, а следовательно и надежность работы конструкции.

Эти отличия позволяют сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение соответствует критерию "Новизна" и "Существенные отличия".

На фиг.1 изображена схема сооружения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство для укрепления откосов земполотна и склонов содержит элементы 1, набранные из средней годной части деревянных отработанных в пути железнодорожных шпал с прямоугольными клиновидными торцевыми гранями 2 в местах их сопряжения друг с другом по узлам 3 элементов 1 и жестко скрепленных перекрестными схватками 4, образующие при этом квадратные ячейки 5 или набранные из квадратных рамок 6 или сочетанием соответственно их укладки в направлении сверху вниз по сечению, сочлененных на анкерах 7 друг с другом между собой по квадратным рамкам 6, а по элементам 1 рамок 6 на одинарных схватках 8, в свою очередь откосные элементы 1 или элементы рамок 6 жестко соединены с анкерными заделанными в грунт 9 откоса 10 в вертикальной плоскости треугольными 11 или трапецеидальными 12 рамками и закрепленными при этом по треугольным рамкам 11 одной из наружных граней их элементов 13, а по трапецеидальным рамкам 12 большим основанием 14 параллельных элементов, причем анкерные рамки 11 или 12 сориентированы в плоскости поперечного сечения конструкции откоса 10, склона и размещены на заданном расстоянии L друг от друга и выполнены из средней части утилизированных железнодорожных шпал.

Водная позиция 15 - наклонные элементы трапецеидальных рамок 12.

Устройство для укрепления откосов земполотна и склонов работает следующим образом.

При возникновении оползневых сил, стремящихся сместить часть верхнего чехла откоса 10, последние, встречая на пути элементы 1 или квадратные откосные рамки 6, компенсированы последними, не допуская смещения оползневых масс, при этом устойчивости элементов 1 или рамок способствуют анкерные треугольные 11 или трапецеидальные 12 рамки, заделанные в грунт 9 откоса 10, обеспечивая надежность работы конструкции с учетом снижения оползневых сил за счет наклона анкерных элементов 13 и элементов 15 трапецеидальных рамок 12, причем нижние наклонные элементы 13 и элементы 15 вовлекают пассивный отпор нижележащего грунта, что дополнительно повышает надежность в работе конструкции и обеспечивает устойчивость оползневых масс, в свою очередь откосная одежда, смонтированная по откосу 10 из одиночных элементов 1 и образующих ячейки 5 в верхней части откоса 10 с уложенными квадратными рамками 6 в нижней части откоса 10, компенсирует увеличивающиеся оползневые силы по поверхности откоса 10 в направлении сверху вниз за счет увеличения весовой пригрузки от самих конструкций в том же направлении, повышая надежность работы конструкции и устойчивость оползневых масс. Анкер элементов 13 по квадратным рамкам 6 обеспечивает единую работу конструкции и жесткость их сочленения и перекрестные схватки 4 и одинарные схватки 8, обеспечивают жесткость узлов 3 и рамок 6 соответственно. Наполнитель в ячейках 5 предотвращает суффозионный процесс и вынос мелких частиц с оползневого массива.

Использование предлагаемого технического решения позволит: добиться использования годной средней части деревянных отработанных в пути железнодорожных шпал в конструкциях по укреплению деформирующих откосов и прилегаемых склонов, продлив срок их службы; избежать применения железобетонных брусьев и сэкономить фондируемые материалы (цемент, металл, инертные); решить проблему закрепления оползневых процессов (сплывов, смывов, оползаний и суфрозионных выносов) откосов земполотна и прилегающих склонов; обеспечить надежную анкеровку откосной одежды из решетчатых элементов с грунтом земполотна и склонов за счет заданного сечения анкерных рамок (треугольного очертания и трапециевидного), снижающих как боковое на них воздействие оползневых сил, так и вовлекающих пассивный отпор грунта, что повышает устойчивость конструкции и оползневых масс за счет увеличения сцепления с плотным грунтом земполотна или склонов; добиться значительного снижения эксплуатационных затрат на текущее содержание по указанным оползневым процессам; повысить безопасность движения транспорта; обеспечить надежную единую работу откосной одежды и анкерных рамок за счет их жесткого сочленения друг с другом; вовлечь в работу, списываемые на дрова шпалы; при сочетании откосной одежды из отдельных шпальных элементов, смонтированных в верхней части, и одежды из шпальных рам в нижней части, обеспечивается компенсация увеличивающих оползневых сил в направлении сверху вниз за счет увеличения весовой пригрузки от самих конструкций в том же направлении, а следовательно и надежность работы конструкции; при выполнении откосной одежды из отдельных шпальных элементов достигается закрепление оползневых массивов без вовлечения грузоподъемной техники, в особенности в местах отсутствия подъездов для нее, а их устройство неоправданно дорого; позволит избежать привлечения строительных организаций и выполнять работы подразделениями дистанций пути; позволит избежать неоправданных работ по отсыпке неустойчивых мест щебнем, удорожая стоимость километра пути.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ИЛИ СКЛОНОВ, включающее выполненную из отдельных соединенных друг с другом, заполненных наполнителем квадратных рам решетчатой конструкции для укладки по откосу земляного полотна и анкеры для заделки в грунт откоса, жестко соединенные с рамами в местах их сопряжения друг с другом, отличающееся тем, что рамы решетчатой конструкции выполнены с прямоугольными клиновидными торцевыми гранями в местах их сопряжения друг с другом, соединенными перекрестными схватками, или набраны из квадратных железнодорожных шпальных рамок, анкеры выполнены в виде треугольных или трапецеидальных рамок, соединенных с элементами квадратных рам решетчатой конструкции одной гранью треугольной рамки или большим основанием трапецеидальной рамки, при этом анкерные рамки сориентированы в плоскости поперечного сечения откоса и размещены с интервалом друг от друга, причем элементы рам решетчатой конструкции и анкерных рамок выполнены из средней части деревянных отработанных в пути железнодорожных шпал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2