Защита металлических гофротруб при обустройстве водопропускных сооружений автодорог

В статье приведены результаты анализа факторов, оказывающих влияние на продолжительность работы металлических гофрированных водопропускных труб. Выявлены процессы, вызывающие наибольшие негативные последствия. Рассматриваются способы защиты труб.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 07.07.2022
Размер файла 92,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Защита металлических гофротруб при обустройстве водопропускных сооружений автодорог

Болдинова Светлана Дмитриевна, магистрант, направление подготовки 08.04.01 Строительство, Оренбургский государственный университет, Оренбург

Макаева Альмира Абдулхаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог и строительных материалов, Оренбургский государственный университет, Оренбург

Аннотация

В настоящее время к водопропускным сооружениям предъявляются требования, такие как надежность, долговечность, безопасность, экономичность, экологичность. По опыту зарубежных стран конструкции из гофрированного металла сочетают в себе все вышеперечисленные свойства. Но в России потенциал этих сооружений раскрыт не полностью. Одной из причин этого является недостаточность изученности вопроса защиты от воздействия эксплуатационной среды, что свидетельствует об актуальности темы исследования. В статье приведены результаты анализа факторов, оказывающих влияние на продолжительность работы металлических гофрированных водопропускных труб. Выявлены процессы, вызывающие наибольшие негативные последствия. Рассматриваются способы защиты труб из гофрированного металла от воздействий среды, в которой эксплуатируется сооружение. Проанализированы критерии выбора метода борьбы с негативными факторами окружающей среды.

Ключевые слова: дорога, водопропускные трубы, защита, гофрированные, металлические, лотки.

PROTECTION OF METAL CORRUGATED PIPES IN THE ARRANGEMENT OF CULVERTS OF HIGHWAYS

Boldinova Svetlana Dmitrievna, postgraduate student, training program 08.04.01 Construction, Orenburg State

University, Orenburg

Makayeva Almira Abdulkhaevna, PhD in Technical Sciences, Associate Professor, Department of roads and construction materials, Orenburg State University, Orenburg металлический гофрированный труба

Currently, requirements are imposed on culverts, such as reliability, durability, safety, efficiency, environmental friendliness. According to the experience offoreign countries, corrugated metal structures combine all of the above properties. But in Russia, the potential of these structures is not fully disclosed. One of the reasons for this is the insufficient study of the issue of protection from the impact of the operational environment, which indicates the relevance of the research topic. The article presents the results of the analysis of factors that affect the duration of the metal corrugated culverts. The processes causing the greatest negative consequences were identified. Methods ofprotecting corrugated metal pipes from the effects of the environment in which the structure is operated are considered. The criteria for choosing a method of dealing with negative environmental factors are analyzed.

Key words: road, culverts, pipes, protection, corrugated, metal, trays.

Автомобильная дорога представляет собой комплекс инженерных сооружений. Совместная работа всех элементов комплекса позволяет обеспечить выполнение требований, предъявляемых к дороге. Согласно СП 34.13330.2012 она должна быть безопасной, удобной, надежной, долговечной. Важнейшими элементами дороги являются инженерные конструкции, предназначенные для защиты ее от воздействия воды, одни из которых - водопропускные трубы.

В зависимости от материала, из которого их изготавливают, трубы бывают: бетонные, железобетонные, из полимерных материалов, металлические. В последние годы преимущественно стали применять сооружения из гофрированного металла [7]. Они удобны в хранении, транспортировке и монтаже, сейсмоустойчивы, пригодны для использования в сложных условиях рельефа [4]. Из такого материала трубы можно изготавливать с различными видами сечений, длин, диаметров. Кроме труб из гофрированного металла делают и тоннели, скотопрогоны, подпорные стенки [5]. Если сравнить стоимость строительства водопропускной трубы из бетона и гофрированного металла, то второй вариант выйдет дешевле на 20-30 % [4]. Металл обладает высокой устойчивостью к нагрузкам. Но несмотря на все плюсы, у таких труб есть недостатки, а именно, подверженность коррозийному воздействию, абразивное истирание водным потоком.

Во время обследований водопропускных труб, построенных в России с середины 70-х годов ХХ века по 1991 год, было выявлено, что в благоприятных условиях они сохранили свои эксплуатационные свойства более чем на 60-70 лет. А в среде с повышенной кислотностью воды и с сильным абразивным воздействием водного потока трубы прослужили не более 15-20 лет. Вопросы повышения долговечности металлических гофрированных труб поднимаются в работах многих авторов [2, 6, 7].

Чтобы предотвратить коррозийное воздействие, на поверхность материала наносят защитное покрытие. Основным слоем внутри и снаружи трубы методом горячего цинкования или газотермического напыления наносят цинковое средство защиты толщиной 80 мкм и более. Альтернативой цинковому служит алюминиевое покрытие, наносимое электродуговым напылением слоем не менее 200 мкм. Но в агрессивной среде требуется устраивать дополнительные слои покрытия. Методы его нанесения существуют следующие: послойное набрызгивание, нанесение с помощью кисти, погружение в защитное вещество, лакокрасочный метод, пневматическое распыление. Для того, чтобы правильно выбрать вид и толщину дополнительного покрытия, необходимо знать показатель коррозийной активности грунта и воды. Для грунта он определяется по удельному электрическому сопротивлению. Если значение до 20 Ом-м, то среда высокоагрессивная, в таких местах запрещено использование металлических труб. При показателе электрического сопротивления от 20 до 50 Ом-м среда среднеагрессивная, для таких условий разрабатываются индивидуальные проекты. Когда значение электрического сопротивления превышает 50 Ом-м, среда слабоагрессивная. Вид дополнительного защитного покрытия в таких условиях можно назначать по типовым решениям. Для воды критерием степени коррозийной активности является суммарная концентрация сульфатов и хлоридов при определенных значениях pH [1].

Таблица 1. Параметры для определения агрессивности водной среды

Коррозийная активность воды

сильноагрессивная

среднеагрессивная

слабоагрес

сивная

pH

8,1-11,0

6,0-8,0

11,1-12,5

< 6 > 12,5

8,1-11,0

6,0-8,0

11,1-12,5

8,1-11,0

Суммарная концентрация сульфатов и хлоридов, г/л

> 5,0

> 0,5

любая

0,5-5,0

< 0,5

< 0,5

По общему показателю агрессивности водной и грунтовой среды и по колебаниям температур воздуха в месте применения сооружения назначается защитное покрытие. В качестве защитного покрытия в среднеагрессивной среде применяются мастики на основе битума: битудиен толщиной 1,5 мм, пластбитулен - 2 мм, пластбитудиен - 2 мм. Эти материалы наносят на поверхность гофра методом погружения. Так же можно использовать составы на основе эпоксидной смолы: эмали - 0,25-0,30 мм; эпоксидно-каучуковый грунт - 0,05 мм, наносимые пневматическим распылением. В слабоагрессивных условиях используют защитные покрытия из битумной грунтовки, мастики или битуминоля, толщиной от 2,2 до 4,3 мм, которые послойно набрызгивают на защищаемую поверхность, либо наносят при помощи кисти. В северных районах чаще всего используют эмали. В районах вечной мерзлоты применяют полиуретановые покрытия. Для всех труб производится дополнительное покрытие защитным слоем конца трубы на 0,5 м выше среднего уровня воды, на 1 м вглубь насыпи [1].

Защитное покрытие образует твердую пленку, инертную относительно окружающей агрессивной среды и металла. Создается барьер, предотвращающий взаимодействия поверхности трубы с веществами, вызывающими коррозию.

Устройство защитного слоя на гофрированной металлической трубе способно увеличить срок ее службы до 100 лет. Но, во время эксплуатации труб, перемещаемые вместе с водным потоком твердые частицы постепенно разрушают внутреннее защитное покрытие. Лишенная защиты поверхность подвергается коррозии. Для предотвращения разрушения по дну трубы необходимо предусматривать защитный лоток. Согласно действующим методическим рекомендациям ОДМ 218.2001-2009, утвержденным Федеральным дорожным агентством, следует устраивать по дну металлической гофрированной трубы гладкий бетонный или асфальтобетонный лоток толщиной 0,1 м и более, в зависимости от характеристик водного потока и наличия в нем частиц песка и взвесей.

Лоток должен закрывать нижнюю часть трубы минимум на 10 см от низкого уровня воды в реке, а центральный угол должен быть не менее 90°.

Рисунок 1. Схема нанесения дополнительного защитного слоя на конце трубы

Рисунок 2. Схема расположения лотка в теле трубы

По виду материала лотки бывают: бетонные, асфальтобетонные, полимерные. Так же функции лотка могут выполнять матрасы "Рено", уложенные на слой из геотекстиля. В местах, где проходят миграционные пути рыб, устраивается каменная наброска.

Лотки могут быть монолитными либо из сборных блоков [3]. Второй вариант является более надежным и рациональным по результатам практического применения. Монолитную асфальтобетонную конструкцию можно использовать только при ремонте старых лотков и замене разрушенных частей защитного сооруженияОДМ 218.2.001-2009. Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из металлических. Для бетонной структуры необходимо использовать составы с дисперсноармирующими волокнами, либо предусмотреть устройство армирования металлической сеткой. Арматура загибается на торцах трубы и закрепляется с помощью болтов. Бетон для изготовления лотка должен обладать классом по прочности на сжатие не ниже В 25. Важным критерием для материала является марка по морозостойкости. При среднемесячной температуре самого холодного месяца в районе расположения трубы выше -10 °С, показатель должен быть не ниже F200, в остальных случаях не ниже F300.Крупность заполнителя в бетоне для изготовления лотка не должна превышать 10 мм.

Блоки лотков изготавливают по следующей технологии. Металлические разборные формы смазываются раствором из воды и керосина, после чего в него закладывается смесь, которая подлежит уплотнению вибрированием или прессованием под нагрузкой равной 5-50 кгс/смгофрированных структур на автомобильных дорогах общего пользования с учетом региональных условий (дорожно-климатических зон). - Введ. 2009-06-21. - Санкт-Петербург: ОАО ЦНИИС, 2009 - 132 с.. Извлекать блоки необходимо только после полного остывания, которое можно ускорить с помощью воды. Рельеф блоков на поверхности, которая будет соприкасаться с трубой должен соответствовать рельефу трубы и повторять ее контуры. Блоки с уменьшенной толщиной применяются для использования в местах болтовых соединений. После установки, на поверхность лотка необходимо произвести нанесение защитного слоя из битумной эмульсии [1].

Опыт применения лотков из различных материалов показал, что асфальтобетонные и другие упругие конструкции в сравнении с цементобетоном лучше проявляют себя. Они менее подвержены деформациям и разрушениям, поэтому дольше способны выполнять свою функцию.

Проанализировав все вышесказанное можно сделать выводы о том, что применение гофрированных водопропускных труб без осуществления защитных мероприятий является нерациональным, правильно выбранные и реализованные методы защиты способны значительно увеличить срок службы таких сооружений.

Литература

1. Алтунин В.И. Водопропускные сооружения транспортных магистралей из металлических гофрированных структур: монография. - М.: МАДИ, 2016. - 304 с.

2. Долговечность дорожных водопропускных труб из гофрированного металла / Алтунин В.И. и др. // Строительство: новые технологии - новое оборудование. - 2017. - № 5. - С. 10-18.

3. Алтунин В.И., Черных О.Н., Бурлаченко А.В. Повышение эффективности гидравлической работы дорожных водопропускных труб /// Природообустройство. - 2016. - № 2. - С. 42-46.

4. Казаркина В.И. Организация нормативного обеспечения применения на транспортных коммуникациях водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур: дис. ... канд. техн. наук в форме научного доклада: 05.02.22. - М., ОАО ЦНИИС, 2008. - 64 с.

5. Осокин И.А. Совершенствование методов расчета металлических гофрированных конструкций с эксплуатационными повреждениями: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Пенза, 2014. - 24 с.

6. Черных О.Н., Алтунин В.И., Федотов М.В. Повышение надежности работы водопропускных труб из гофрированного металла // Приволжский научный журнал. - 2013. - № 2 (26). - С. 59-65.

7. Янковский О.А. Водопропускные трубы под насыпями. - М.: Транспорт. - С. 15.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Проектная линия продольного профиля дороги. Строительство искусственных сооружений. Возведение насыпи земляного полотна. Технология устройства металлических гофрированных труб. Обустройство автомобильной дороги: разметка, знаки, сигнальные столбики.

    дипломная работа [642,0 K], добавлен 13.04.2012

  • Техническая характеристика строящейся дороги. Календарная продолжительность строительного сезона. Расчет скорости потока. Расчистка дорожной полосы и проведение разбивочных работ. Строительство мостов и водопропускных труб. Сооружение земляного полотна.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 07.12.2013

  • Классификация переходов по типам основного искусственного сооружения. Расчет расходов ливневых и стока талых вод при проектировании отверстий водопропускных труб и малых мостов. Определение исходных данных. Сравнение вариантов отверстий сооружений.

    реферат [85,8 K], добавлен 22.08.2010

  • Назначение и область применения дренажных труб. Технические характеристики двухсойных гофрированных дренажных труб. Прокладывание дренажных систем, их типы. Обслуживание и профилактика инженерных сетей. Пример установки систем поверхностного водоотвода.

    реферат [1,1 M], добавлен 15.02.2011

  • Составление эскизной схемы сооружения. Подготовка строительной площадки. Разбивочные работы, их содержание и значение. Устройство котлована под фундамент, порядок подготовки. Производство бетонных и монтажных работ. Проектирование строительной площадки.

    курсовая работа [407,5 K], добавлен 28.05.2013

  • Назначение конструкций дорожной одежды и расчет вариантов. Контроль качества работ при возведении земполотна и строительстве дорожной одежды. Рытьё котлована экскаватором, прокладка водопропускных труб. Определение сметной стоимости строительства.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 08.02.2017

  • Обоснование параметров автомобильной дороги. Проектирование плана трассы по топографическому материалу. Конструирование и расчёт дорожных одежд не жесткого типа. Подсчёт объёмов земляных работ по таблицам Митина. Расчёт отверстия водопропускных труб.

    курсовая работа [497,4 K], добавлен 15.04.2017

  • Определение огнестойкости металлических конструкций. Основные способы увеличения огнестойкости металлических конструкций. Основы огнезащиты металлов. Сущность метода испытания конструкций на огнестойкость. Защита объектов от огневого воздействия.

    реферат [4,1 M], добавлен 17.11.2011

  • Ведомость линейных, сосредоточенных и искусственных земляных работ. Организация работ по строительству сборных железобетонных водопропускных труб. Расчет ресурсов для выполнения различных типов земляных работ. Проектирование календарного графика.

    курсовая работа [263,5 K], добавлен 01.04.2017

  • Основные виды земляных сооружений и машины для земляных работ. Технико-экономические показатели производства земляных работ. Определение объемов работ. Определение монтажных характеристик и выбор монтажного крана. Выбор грузозахватного приспособления.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 15.12.2011

  • Применение пластмассовых труб в строительстве. Технология сварки полиэтиленовых труб, специальные методы контроля сварных соединений полиэтиленовых газопроводов. Монтажные работы на полиэтиленовых газопроводах, устройство вводов, переходы через преграды.

    курс лекций [182,8 K], добавлен 23.08.2010

  • Особенности дорожного строительства. Определение объемов работ строительства участка № 19 автомобильной дороги, выбор метода их организации. Строительство водопропускных труб, земляного полотна и дорожной одежды. Транспортная схема поставок.

    курсовая работа [217,4 K], добавлен 02.06.2012

  • Транспортно-экономическая характеристика района тяготения дороги Белоярский-Асбест. Технология и организация работ при возведении автомобильной дороги. Расчет основных землеройно-транспортных и строительных работ. Условия применения водопропускных труб.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 23.09.2011

  • Рациональные технические решения по нанесению на трубы теплоизоляционного покрытия, повышение качества выпускаемых теплоизолированных труб. Виды, конструктивные схемы и материалы теплоизоляции для трубопроводов. Технологическая линия теплоизоляции труб.

    реферат [499,1 K], добавлен 01.09.2010

  • Технология производства работ при монтаже наружных сетей теплоснабжения. Монтаж тепловой сети из металлических теплопроводных труб. Разработка монтажной схемы системы вентиляций. Радиальные и осевые крышные вентиляторы. Расчет затрат труда и машино-смен.

    курсовая работа [236,9 K], добавлен 27.02.2015

  • Каменные работы по возведению фундаментов, стен, колонн, труб и других элементов зданий и сооружений из естественных и искусственных камней. Специальный кирпич для кладки промышленных печей и обмуровочных работ. Используемые растворы и способы кладки.

    реферат [22,3 K], добавлен 01.04.2009

  • Элементы наружной и внутренней системы канализации. Чистка канализационных труб во избежание засорения. Трос сантехнический и его применение для очистки труб. Варианты улучшения работы канализационной системы. Нормативы скорость потока в трубах.

    презентация [6,9 M], добавлен 05.09.2013

  • Защита металлических конструкций морских гидротехнических сооружений от коррозии. Нагрузки на причал от судов. Состав порта: территория, акватория, причальный фронт, береговые сооружения и др. Механизмы, применяющиеся при дноуглубительных работах.

    шпаргалка [4,9 M], добавлен 20.02.2010

  • Описание района строительства. Выбор направления и руководящего уклона, его критерии и параметры. Основные показатели трассы. Размещение раздельных пунктов. Размещение водопропускных сооружений. Определение стоимости данного исследуемого строительства.

    курсовая работа [56,1 K], добавлен 05.01.2011

  • Установление технической категории дороги и типа дорожной одежды. Определение величины минимального требуемого модуля упругости и проверка конструкции на морозоустойчивость. Расчёт отверстия моста, струенаправляющих дамб и водопропускных сооружений.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.09.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.