опора контактной сети, возводимая на пучинистых грунтах

Формула изобретения

Опора контактной сети, возводимая на пучинистых грунтах, включающая противопучинное приспособление, отличающаяся тем, что оно выполнено в виде системы из солнцеосадкозащитного навеса и противопучинного бандажа, причем солнцеосадкозащитный навес из преимущественно оцинкованного профилированного настила и морозостойкого теплоизоляционного материала, размещен вокруг опоры в зоне радиусом не меньше глубины сезонного оттаивания грунта и имеет высоту не меньше максимальной толщины снежного покрова, но не меньше 0,5 м, а противопучинный бандаж выполнен в виде защитного кожуха из морозостойкого композитного материала, преимущественно полимерного, помещенного вокруг заглубленной части опоры на участке от дневной поверхности до глубины, равной 0,5-0,6 глубины сезонного оттаивания грунта, и незамерзающей консистентной смазки между кожухом и заглубленной частью опоры, причем верхняя поверхность навеса и выступающий над ним участок опоры на высоту 0,5-1 м окрашены в светоотражающий цвет.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и эксплуатации опор контактной сети на участках пучинистых грунтов в районах вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания.

Известны конструктивные приемы обеспечения устойчивости опор контактной сети на участках пучинистых грунтов в районах вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания: деревянные короба с дренирующим грунтом, обмотка полиэтиленовой пленкой, анкерные плиты и др. [1].

Перечисленные приемы требуют больших затрат на сооружение и поддержание опорного хозяйства в рабочем состоянии и, как свидетельствует опыт строительства и эксплуатации железных дорог в криолитозоне [2], не обеспечивают устойчивость опор контактной сети. Приходится периодически выправлять и заменять неустойчивые опоры на участках пучинистых грунтов, увеличивая тем самым непроизводительные затраты.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции по технической сущности и достигаемому результату является опора контактной сети, возводимая на пучинистых грунтах, включающая противопучинное приспособление - засыпку пазух верхних 2/3 глубины котлована непучинистым дренирующим грунтом, защищенным от окружающего грунта деревянным коробом или геотекстилем [1].

Основным недостатком известной конструкции является требование глубокого залегания уровня подземных вод (не менее 2,7 м от расчетной поверхности грунта), что для пучинистых грунтов сезонно-талого слоя в действительности трудно выполнимо. А при насыщении водой засыпка пазух при промерзании становится также пучинистой - противопучинные мероприятия становятся неэффективными. Этому же со временем способствует морозное выветривание крупнообломочных частиц засыпки и кольматация пор продуктами выветривания.

Задачей изобретения является повышение устойчивости опоры, возводимой на пучинистых грунтах, путем снижения воздействия сил морозного пучения на опору в сезонно-талом слое и увеличения противодействующих сил смерзания ее с многолетнемерзлыми грунтами.

Задача решается за счет того, что опора, возводимая на пучинистых грунтах, включает противопучинное приспособление, которое согласно изобретению выполнено в виде системы из солнцеосадкозащитного навеса и противопучинного бандажа, причем солнцеосадкозащитный навес из преимущественно оцинкованного профилированного настила и морозостойкого теплоизоляционного материала размещен вокруг опоры в зоне радиусом не меньше глубины сезонного оттаивания грунта и имеет высоту не меньше максимальной толщины снежного покрова, но не меньше 0,5 м, а противопучинный бандаж выполнен в виде защитного кожуха из морозостойкого композитного материала, преимущественно полимерного, помещенного вокруг заглубленной части опоры на участке от дневной поверхности до глубины, равной 0,5-0,6 глубины сезонного оттаивания грунта, и незамерзающей консистентной смазки между кожухом и заглубленной частью опоры, при этом верхняя поверхность навеса и выступающий над ним участок опоры на высоту 0,5-1 м окрашены в светоотражающий цвет.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении устойчивости опоры контактной сети, возводимой на пучинистых грунтах, за счет совместного действия солнцеосадкозащитного навеса и противопучинного бандажа, вследствие чего под навесом в массиве грунта вокруг опоры происходит подъем кровли многолетней мерзлоты и соответствующее сокращение мощности сезонно-талых грунтов, а противопучинный бандаж защищает опору от воздействия пучения при промерзании сезонно-талого грунта, при этом окрашивание выступающего над навесом участка опоры на высоту 0,5-1 м и верхней поверхности навеса в светоотражающий цвет уменьшает нагрев их солнечными лучами и, соответственно, передачу тепла в грунт, что также способствует сокращению глубины его сезонного оттаивания. В результате уменьшаются силы выпучивания опоры в сезонно-талом грунте и увеличивается защемление ее в многолетнемерзлой толще, что в целом обеспечивает устойчивость опоры, возводимой на пучинистых грунтах на участках многолетнемерзлых грунтов. В случае установки такой опоры на участках глубокого сезонного промерзания грунта вначале формируется многолетняя мерзлота, слой сезонного промерзания превращается в сезонно-талый слой, а в дальнейшем взаимодействие опоры с грунтами происходит так, как описано выше.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображена опора контактной сети с противопучинным устройством в разрезе.

Опора 1 контактной сети, возводимая на пучинистых грунтах, включает противопучинное приспособление, выполненное в виде системы из солнцеосадкозащитного навеса 2 и противопучинного бандажа 3 на заглубленной в грунт части опоры. Солнцеосадкозащитный навес, например, из оцинкованного профилированного настила радиусом не меньше мощности сезонно-талого слоя сооружается вокруг железобетонной опоры 1 на высоте максимальной мощности снега, но не меньше, чем 0,5 м от дневной поверхности грунта, для предотвращения отепляющего влияния на грунт прямой солнечной радиации, летних осадков и снежного покрова. Для достижения наибольшего охлаждающего эффекта нижняя поверхность навеса теплоизолируется 10-15-сантиметровым слоем из морозостойкого материала, предпочтительно экструзионного вспененного полистирола, например теплоизоляционных плит "Пеноплэкс 35" или "Пеноплэкс 45", а верхняя поверхность навеса и выступающий над ним участок опоры на высоту 0,5-1 м окрашиваются в светоотражающий цвет (на чертеже не показано). В результате под навесом вокруг опоры поднимается кровля многолетней мерзлоты 5 и соответственно уменьшается мощность сезонно-талого слоя 4. Для защиты опоры от воздействия пучения при промерзании сезонно-талого грунта устраивают противопучинный бандаж 3 из незамерзающей консистентной смазки типа ЦИАТИМ-201, БАМ и т.п. и защитного кожуха, например, из морозостойкого композитного материала, преимущественно полимерного. Поскольку кровля многолетнемерзлых грунтов 5 возле опоры 1 под действием солнцеосадкозащитного навеса поднимается и соответственно уменьшается глубина сезонного оттаивания грунта 4, а также уменьшается их влажность, то при этом также сокращается активная зона пучения его при зимнем промерзании (на чертеже не показано). Поэтому противопучинный бандаж 3 накладывают на заглубленную в грунт часть опоры только на участке от дневной поверхности грунта до глубины, равной 0,5-0,6 глубины сезонного оттаивания грунта 4.

Технология установки опоры следующая.

Вначале на верхний участок подземной части железобетонной опоры надевают противопучинный бандаж из незамерзающей смазки и защитного морозостойкого кожуха с таким расчетом, чтобы поверхность фундамента опоры была изолированной от сезонно-талых грунтов в интервале от дневной поверхности до глубины 0,5-0,6 их мощности. Затем опору устанавливают в специально пробуренную скважину, при этом пространство вокруг опоры тщательно заполняют дисперсным грунтом (лучше всего мелкозернистым песком). Затем вокруг опоры на высоте максимальной мощности снега, но не меньше, чем 0,5 м от поверхности земли, сооружают солнцеосадкозащитный навес, например из экструзионного вспененного полистирола марки "Пеноплэкс 35", покрытого оцинкованным профилированным настилом со светоотражающей окраской, выдерживающим снеговые и ветровые нагрузки. Радиус навеса вокруг опоры - не меньше мощности сезонно-талого слоя грунтов. Участок опоры над навесом на 0,5-1 м окрашивают в светоотражающий цвет.

Предложенное техническое решение может быть использовано и для металлической опоры, состоящей обычно из фундамента в виде металлического трубы и устанавливаемой сверху металлической стойки.

В этом случае порядок действий следующий. На месте работ на верхний участок подземной части металлического фундамента опоры накладывают противопучинный бандаж. Затем на глубину установки противопучинного бандажа бурят скважину большего диаметра, чем необходимо для установки фундамента опоры. Дальше скважину проходят меньшим диаметром, достаточным для установки (например, путем завинчивания) металлического фундамента. В скважину затем устанавливают фундамент с наложенным бандажом с предосторожностями, исключающими при этом повреждение его. Засыпают затрубное пространство грунтом с послойным уплотнением его. Затем на фундамент монтируют солнцеосадкозащитный навес описанной выше конструкции. Устанавливают металлическую стойку опоры. Верхнюю поверхность навеса, а также по возможности металлическу стойку окрашивают в светоотражающий цвет. Окрашивание, как навеса, так и стойки, может быть сделано заблаговременно, например, в заводских условиях.

Изобретение имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом. Оно не имеет ограничений по глубине залегания надмерзлотных вод и более эффективно, так как не только уменьшает воздействие морозного пучения сезонно-талого грунта на опору, но и одновременно значительно увеличивает (создает) защемление ее в многолетнемерзлой толще, что в совокупности исключает или кардинально уменьшает вертикальные смещения и горизонтальные наклоны опоры. При использовании изобретения возрастают надежность и срок службы опор контактной сети, возводимых на пучинистых грунтах, и отпадает необходимость в периодической выправке и замене их.

Изобретение предполагается применять при электрификации, при ремонте неустойчивых участков опор контактной сети железных дорог в районах распространения вечномерзлых грунтов и глубокого сезонного промерзания. Оно может использоваться также при строительстве и ремонте воздушных линий электроснабжения устройств сигнализации, централизации и блокировки и продольного электроснабжения и т.п.

Источники информации

1. Методические рекомендации по закреплению опор контактной сети в суровых климатических и сложных геологических условиях. М.: ЦНИИС Трансстроя СССР, 1975.

2. Высокое напряжение. Электрификация Забайкальской железной дороги 1982-1993 годы. Чита: Забтранс, 1993.