ЛЮКИ КОЛОДЦЕВ ПОДЗЕМНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ

На сегодняшний день основными проблемами городских автомобильных магистралей являются не только ямы, заплатки и пробки, но ещё и люки колодцев подземных коммуникаций. Почему проезжая часть улично-дорожной сети российских городов чаще всего становится «родным домом» для колодцев подземных инженерных сетей?

Ответ сводится к тому, что такое наследие нам досталось с середины прошлого века, когда инженерные сети прокладывались в огромном количестве и никто не предполагал, что в скором времени автомобильный поток так разрастется, что придется расширять и строить новые дороги. Помимо этого, на дорогах и сегодня продолжают устанавливать промежуточные люки, которые необходимы для обслуживания инженерных сетей. Отсюда их большое количество. А каждая организация выносит люки туда, куда удобно именно ей, не согласуя свои действия с другими, что привело к такой большой плотности их размещения.

В условиях крупного города с постоянно растущими транспортными потоками всегда остро стоял вопрос о люках смотровых колодцев подземных сетей, которые отвечали бы всем современным требованиям по нагрузкам, материалам и безопасности при эксплуатации.

Основные функции современных люков - это защита колодца от повреждений и обеспечение безопасности автомобильного и пешеходного движения.

Те, кто ездит за рулем по городским улицам, знает, насколько опасными могут быть люки на дорогах: где-то они провалены и, как капкан, поджидают автомобилиста; где-то, наоборот, выступают над уровнем дороги и также небезопасны для машин. Ну, а бывает, что крышка люка просто выскакивает из основания после проезда большегрузного автомобиля.

Рисунок 1. Разрушения околоколодцевых участков асфальтобетонного покрытия

Люк представляет собой не декоративный элемент, а часть дорожного покрытия, представляющую собой сложное технологическое изделие, от качества которого зависит наша безопасность и жизнь. Лучший материал для изготовления люков, обладающий большим запасом прочности и высокими антикоррозийными свойствами для трудной уличной службы – серый чугун (рашпер). Изготавливается этот сплав обычно из переплавленного металлолома. Такой сплав предпочтительнее стали, которая коррозирует, и слишком дорогого и лёгкого алюминия.

Корпус люка устанавливается непосредственно на железобетонную конструкцию, технические требования к которой определяются по ГОСТ 8020-90 "Конструкции бетонные и железобетонные для канализационных, водопроводных и газопроводных сетей". При этом колодец выставляется на дороге строго по уровню и высоте. На колодец устанавливается плита перекрытия и уже на нее ставится люк.

Требования к установке люков смотровых колодцев на дорогах определены в нормативно-технических документах.

Крышки смотровых люков предназначены для предотвращения несчастных случаев во избежание попадания посторонних предметов в инженерные коммуникации. Они подразделяются на легкие, средние и тяжелые. Именно тяжелые должны быть установлены на проезжих частях магистральных городских дорог, так как они способны выдерживать нагрузки в 40 тонн.

Люки конструктивно состоят из двух частей: корпуса и крышки люка.

Поэтому особое внимание следует уделить конструктивным особенностям корпуса люка.

Рисунок 2. Схема возникновения разрушающих напряжений при наезде транспортного средства на люк традиционной модели

Сегодня в основном горловина корпуса люка состоит из узкой полосы чугунного литья и при наезде транспортного средства на корпус люка, динамический удар концентрированно передается на нижнюю часть основания корпуса, который опирается на перекрытие колодца из железобетона. Удар по ж/б плите вызывает обратную реакцию, направленную на корпус люка, что приводит при многочисленных наездах транспортных средств к его вибрации.

В результате в местах стыка асфальтобетона и корпуса колодца, происходит резкое изменение жесткости и, как следствие, концентрация напряжений, вызывающая быстрое изнашивание асфальтобетона с появлением трещин, заполняющихся водой. В зимний период вода в трещинах, замерзая, разрушает асфальтобетонное покрытие.

Более того, длительная эксплуатация таких колодцев, а иногда и их некачественное устройство приводит к разрушениям и обвалам колодцев.

Для обеспечения надежного и безопасного функционирования колодцев инженерных сетей необходимо применять конструкцию корпуса люка с широкой полосой (обечайка) по окружности на его поверхности.

Рисунок 3. Корпус люка с обечайкой

Именно наличие верхней обечайки позволяет равномерно распределить нагрузку от колес транспортных средств и обеспечить одноуровневое сопряжение её с дорожным покрытием.

Рисунок 4. Схема распределения нагрузки при наезде транспортного средства на корпус люка с обечайкой

Кроме этого разработаны тяжелые магистральные люки с корпусами «плавающего» типа, повышающие уровень безопасности движения транспорта на городских дорогах и автомагистралях при любой интенсивности и скорости транспортного потока.

Рисунок 5.  Корпус люка «плавающего» типа

Корпус люка не опирается на кольцо железобетонной горловины колодца, не имеет никакого контакта с конструкцией самого колодца и не передает механического воздействия от нагрузок автомобильного транспорта. 

Важным преимуществом люков с «плавающим» корпусом является то, что при их монтаже сам корпус запрессовывается в асфальтовое покрытие. Это позволяет сохранить качество поверхности дороги, обеспечить постоянное стабильное положение люка в одной плоскости с дорожным покрытием, независимо от нагрузок и различных температурных колебаний.  «Плавающая» конструкция корпуса люка не выступает над дорогой, а "работает" вместе с дорожным покрытием.

Рисунок 6. Схема установки и распределения нагрузок от колес транспортных средств корпуса люка «плавающего» типа

Применение «плавающего» корпуса позволяет значительно уменьшить удельную нагрузку на железобетонную конструкцию колодца, поскольку основная часть нагрузки равномерно перераспределятся на прилегающее к корпусу люка дорожное покрытие. Это значительно продлевает срок службы самого колодца.

В итоге можно с уверенностью сказать, опираясь на выше изложенные факты, что благодаря применению таких инновационных корпусов люков автолюбители будут лишены неприятностей и обеспечены высоким уровнем безопасности при движении транспорта на городских дорогах и автомагистралях.

Список литературы:

1. Транспортные сооружения. LXIX Международная научная конференция КГАСУ по проблемам архитектуры и строительства (11 – 25 апреля 2017года) – Казань, 2017.
2. ГОСТ 3634-99 Люки смотровых колодцев и дождеприемники ливнесточных колодцев. Технические условия (с Поправкой)