СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ И ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ МОСТОВОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК E01C11/24 E01D19/12 

Предлагаемое изобретение относится к области мостостроения, а именно к стабилизации температурного режима мостовых сооружений.

Известен патент РФ на изобретение № 2242556 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОКРЫТИЙ АЭРОДРОМОВ, АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И МОСТОВ ОТ ОБЛЕДЕНЕНИЯ». Изобретение относится к области строительства и эксплуатации аэродромов, автомобильных дорог и мостов и может быть использовано для защиты покрытий указанных инженерных сооружении от обледенения в холодное время года и от размягчения асфальтовых покрытий под действием высокой температуры и солнечной радиации в теплое время года. Устройство для защиты покрытий аэродромов, автомобильных дорог и мостов от обледенения включает трубчатый регистр, расположенный в полотне покрытия, рекуперативный теплообменник, водозаборную скважину, оснащенную погружным насосом и водоводами, “холодную” нагнетательную скважину, расположенную ниже по течению подземных вод относительно водозаборной скважины. Новым является то, чтоустройство снабжено “теплой” нагнетательной скважиной, расположенной на одной прямой линии с упомянутыми “холодной” нагнетательной и водозаборной скважинами и выше по течению подземных вод относительно водозаборной скважины на расстоянии, равном пути, проходимом подземными водами за полгода, а “холодная” нагнетательная скважина расположена относительно водозаборной скважины на расстоянии не менее суммы радиусов их влияния. Технический результат изобретения состоит в увеличении эффективности использования теплоты подземных водоносных горизонтов и солнечной энергии, а также в обеспечении бесперебойной эксплуатации инженерных сооружений в течение круглого года.

Недостатком данного изобретения является необходимость подвода воды и устройства для ее нагревания и циркуляции, что усложняет достижение поставленной задачи.

Известен патент РФ на изобретение №. 2178036 «НЕСУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ». Изобретение относится к области строительства мостов, имеющих несущие элементы пролетных строений, выполненные из железобетонных балок коробчатого сечения. Несущий элемент выполнен в виде полой железобетонной балки коробчатого сечения, в полости которой размещен элемент из теплоизоляционного материала. Новым является то, что элемент из теплоизоляционного материала расположен в полости железобетонной балки с примыканием не менее чем к 75% ее внутренней поверхности и имеет неровности в виде выступов и впадин на боковой поверхности, заполненные бетоном балки, причем плотность теплоизоляционного материала не превышает 0,2 т/м3, а его коэффициент теплопроводности не более половины величины коэффициента теплопроводности бетона балки. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении долговечности и надежности эксплуатации железобетонных пролетных строений с полыми несущими элементами.

Недостатком данного решения является то, что предлагаемый способ применим исключительно для мостов, имеющих несущие элементы пролетных строений, выполненные из железобетонных балок коробчатого сечения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального способа стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения, который обеспечит нормальную эксплуатацию мостового сооружения, не зависимо от природных явлений того или иного региона.

Техническим результатом заявляемого изобретения является:

• Утепление тротуарной зоны с обеспечением отсутствия наледи в зимний климатический период.

• Устранение промерзания всего мостового сооружения и его элементов при низких температурах, ветрах, промерзаниях глади водоемов и грунтов, прилегающих к мостовому сооружению.

Технический результат достигнут за счет того, что способ стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения, заключается в утеплении подмостовой зоны, зоны тротуаров и зоны проезжей части. При этом в подмостовой зоне с помощью клея крепят плиты из пенополистирола толщиной от 30 до 150 мм и фиксируют их пластиковыми дюбелями с плоским гвоздем. После полного схватывания, формируют нижний слой бетона. Далее начинают утепление зоны тротуаров и, при необходимости проезжей части, на внешней стороне мостового сооружения. При этом устанавливают греющий кабель, причем шаг раскладки рассчитывают с учетом требуемого температурного режима, но не более 200 мм. После укладки кабеля устанавливают трансформаторную подстанцию. В зоне трансформаторной подстанции дополнительно устанавливают систему альтернативной аккумуляции электроэнергии в виде солнечных панелей для альтернативного питания греющего кабеля. В заключении бетонируют зону с уложенным греющим кабелем и устраивают дорожное покрытие.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1. - Представлено схематичное изображение слоев утепления мостового сооружения с укладкой греющего кабеля на тротуарной зоне и установкой солнечных панелей сплошным полотном вдоль тротуарной зоны.

На фиг. 2 Представлено схематичное изображение слоев утепления мостового сооружения с укладкой греющего кабеля на тротуарной зоне и установкой солнечных панелей на столбах освещения вдоль тротуарной зоны.

На фиг. 3 Представлено схематичное изображение слоев утепления мостового сооружения с укладкой греющего кабеля на тротуарной зоне и в зоне проезжей части, а также с установкой солнечных панелей на столбах освещения вдоль тротуарной зоны.

Анализ мирового опыта эксплуатации мостовых сооружений показал, что появление повреждений связано с факторами окружающей среды, например, влияние температуры, сезонные изменения в характеристиках почвы и т. д. или с временными нагрузками, например, ветровое давление, которые оказывают существенное влияние на состояние мостового сооружения. Исследования мостов показывают - это влияние ведет к нарушению нормального состояния мостовых сооружений и как следствие, к нарушению стабильной эксплуатации.

Исследования, проводимые при эксплуатации мостовых сооружений, показывают, что, например, в умеренно континентальной климатической зоне (средняя полоса России), колебания температур моста могут составить 30-40С° в течении года. При этом основную проблему представляет переохлаждение, которое может быть вызвано не только понижением температуры, но и усилением ветра, налипанием снега, обледенением. Все эти факторы приводят к разрушению как дорожного покрытия, так и основных несущих элементов моста.

Под воздействием низких температур вода, входящая в состав (жидкости или льда), меняет свое состояние вызывая факторы, способствующие деградации бетона, а именно:

1. Прямое давление на стенки капилляров и пор - растущих кристаллов;

2. Гидростатическое давление в самом процессе образования льда;

3. Осмотическое давление в процессе изменения жидкости при оттаивании и замораживании;

4. Гидравлическое давление жидкости, не перешедшей в фазу льда, при отжатии её от границы промерзания кристаллами «растущего льда», в незаполненные капилляры и поры.

Предлагаемый способ стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения работает за счёт сочетания применяемых для стабилизации температурного режима технологий, а именно:

• Утепление подмостовой зоны пенополистиролом с последующим бетонированием.

• Утепление зоны тротуаров, а также, при необходимости зоны проезжей части греющим кабелем.

• Установка альтернативной аккумуляции электроэнергии в виде солнечных панелей.

Пенополистирол - это теплоизоляционный материал, который состоит из воздуха на 98%. Воздух заключен во множество тонкостенных клеток вспененного полистирола. Такая структура обеспечивает отличные технические характеристики этого утеплителя, широко используемого в гражданском и промышленном строительстве. Преимущества плит пенополистирола - это показатели теплопроводности, паропроницаемости, влагопроницаемости, прочности, химической стойкости, стойкости перед ультрафиолетом, биологической устойчивости, экологичности, огнестойкости и срока эксплуатации. Также низкая цена, малый вес панелей и легкость их монтажа делает это материал привлекательным.

Греющий кабель - оптимальный вариант, гарантирующий спасение от промерзания. Преимущества греющего кабеля заключаются в повышенной устойчивости к механическим воздействиям, что обусловлено наличием качественной многослойной изоляции; устойчивости к воздействию влаги, что позволяет без проблем эксплуатировать его даже в водной толще; а также в экономичности греющего кабеля.

Солнечные панели - это объединение фотоэлектрических преобразователей - полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. В течение дня они накапливают электроэнергию от солнца и хранят ее в аккумуляторах. Преимущества солнечных панелей заключается в том, что солнечная энергия является чистым, возобновляемым, устойчивым и практически бесплатным ресурсом после первоначальных инвестиций. Генерация полностью бесшумна, за исключением установок, которые имеют маневрирующие основы. Их работа не вызывает вибрации, не имеет выбросов ядовитых газов в атмосферу.

Способ стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения 1, заключается в утеплении подмостовой зоны 2, зоны тротуаров 3 и, при необходимости зоны проезжей части 4. При этом предварительно в подмостовой зоне 2 наносят клеевой состав 5 и крепят плиты из пенополистирола 6 толщиной от 30 до 150 мм, в зависимости от температурных режимов региона. Затем дополнительно фиксируют их пластиковыми дюбелями с плоским гвоздем 7. После полного схватывания, формируют нижний слой бетона 8. После завершения утепления подмостовой зоны 2 начинают утепление зоны тротуаров 3 и, при необходимости проезжей части 4, на внешней стороне мостового сооружения 1. При этом предварительно устанавливают опалубку 9 для установки греющего кабеля 10, а затем устанавливают арматурный каркас, далее укладывают греющий кабель 10 таким образом, чтобы линии кабеля 10 не пересекались, причем шаг раскладки рассчитывают с учетом требуемого температурного режима, но не более 200 мм. В процессе укладки греющего кабеля 10 его крепят к арматурному каркасу, например, стальными скрепками. После укладки кабеля 10, укладывают магистральный провод 11, соединяющий концы кабеля 10 и устанавливают трансформаторную подстанцию 12, при этом укладывают резиновые подложки в местах рабочей зоны трансформатора 12. В зоне трансформаторной подстанции 12 дополнительно устанавливают систему альтернативной аккумуляции электроэнергии для альтернативного питания греющего кабеля 10. При этом устанавливают каркас-крепление для солнечных панелей 13, затем крепят на него солнечные панели 13. Далее устанавливают инвертор и аккумулятор для системы солнечных панелей 13. В заключении бетонируют зону с уложенным греющим кабелем 10 и устраивают дорожное покрытие.

Промышленная применимость

Все вышесказанное говорит о выполнении поставленной задачи и достижении технического результата, а именно, создание способа нормализации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения, который обеспечит стабилизацию эксплуатацию мостового сооружения, не зависимо от природных явлений того или иного региона. Все вышесказанное говорит также о промышленной применимости предлагаемого способа.

Перечень позиций:

1. мостовое сооружение

2. подмостовая зона

3. зона тротуаров

4. зона проезжей части

5. клеевой состав

6. плиты из пенополистирола

7. пластиковые дюбеля с плоским гвоздем

8. нижний слой бетона

9. опалубку для установки греющего кабеля

10. греющий кабель

11. магистральный провод

12. трансформаторная подстанция

13. солнечные панели

Предлагаемое изобретение относится к области мостостроения, а именно к способам стабилизации температурного режима мостовых сооружений. Технический результат - предотвращение промерзания мостового сооружения. Способ стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения заключается в утеплении подмостовой зоны, зоны тротуаров и зоны проезжей части. При этом в подмостовой зоне с помощью клея крепят плиты из пенополистирола толщиной от 30 до 150 мм и фиксируют их пластиковыми дюбелями с плоским гвоздем. После полного схватывания формируют нижний слой бетона. Далее начинают утепление зоны тротуаров и, при необходимости, проезжей части на внешней стороне мостового сооружения. При этом устанавливают греющий кабель, причем шаг раскладки рассчитывают с учетом требуемого температурного режима, но не более 200 мм. После укладки кабеля устанавливают трансформаторную подстанцию. В зоне трансформаторной подстанции дополнительно устанавливают систему альтернативной аккумуляции электроэнергии в виде солнечных панелей для альтернативного питания греющего кабеля. В заключении бетонируют зону с уложенным греющим кабелем и устраивают дорожное покрытие. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения, заключающийся в том, что предварительно в подмостовой зоне наносят клеевой состав и крепят плиты из пенополистирола, затем дополнительно фиксируют их пластиковыми дюбелями с плоским гвоздем, после полного схватывания формируют нижний слой бетона, после завершения утепления подмостовой зоны начинают утепление зоны тротуаров и дорожного покрытия на внешней стороне мостового сооружения, при этом предварительно устанавливают опалубку для установки греющего кабеля, а затем устанавливают арматурный каркас и укладывают греющий кабель таким образом, чтобы линии кабеля не пересекались, причем шаг раскладки рассчитывают с учетом требуемого температурного режима, но не более 200 мм, в процессе укладки греющего кабеля его крепят к арматурному каркасу, например, стальными скрепками, после укладки кабеля укладывают магистральный провод для соединения концов кабеля и устанавливают трансформаторную подстанцию, при этом укладывают резиновые подложки в местах рабочей зоны трансформатора, а в зоне трансформаторной подстанции дополнительно устанавливают систему альтернативной аккумуляции электроэнергии для альтернативного питания греющего кабеля, при этом устанавливают каркас и крепят на него солнечные панели, далее устанавливают инвертор и аккумулятор для системы солнечных панелей, и затем бетонируют зону с уложенным греющим кабелем и устраивают дорожное покрытие.

2. Способ стабилизации температурного режима дорожного покрытия и проезжей части мостового сооружения по п. 1, отличающийся тем, что плиты из пенополистирола выбирают толщиной от 30 до 150 мм в зависимости от температурных режимов региона, где расположено мостовое сооружение.