ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ МАЛЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Малые водопропускные сооружения устраивают в местах пересечений дорог с ручьями, оврагами или балками, по которым стекает вода от таяния снега и дождей. В горных районах для пропуска через дорогу селевых потоков устраивают специальные селеперепускные сооружения — селедуки. Малые водопропускные сооружения являются одним из наиболее распространенных видов инженерных сооружений на автомобильных дорогах. Их стоимость составляет порядка 10—15% от общей стоимости автомобильных дорог с усовершенствованными покрытиями. Среди водопропускных сооружений наибольшее количество повреждений и разрушений в паводки приходится на малые водопропускные сооружения. Причины нередких случаев повреждений и даже разрушений малых водопропускных сооружений в паводки состоят: во все еще недостаточной надежности прогнозов ожидаемых величин максимальных расходов и объемов стока; в ошибках при расчетах размеров отверстий сооружений, и особенно укреплений их нижних бьефов; в нарушениях технологии строительства (недостаточное уплотнение грунта над трубами, производство земляных работ у труб в зимний период и т.д.); и наконец, в большом количестве малых водопропускных сооружений по сравнению со средними и большими.

Учитывая это, правильный выбор типа водопропускных сооружений, правильное обоснование их генеральных размеров, а также их рациональное проектирование, позволяющее максимально индустриализировать и механизировать процесс строительства, имеют большое значение для снижения сметной стоимости строительства и повышения надежности автомобильных дорог [10].

Количество водопропускных сооружений на 1 км длины дороги зависит, главным образом, от рельефа местности и дорожно-климатической зоны проектирования дороги и в среднем может быть определено по табл. 11.1.

Таблица 11.1

Среднее количество водопропускных сооружений на 1 км дороги

Районы строительства дороги

Среднее количество сооружений на 1 км дороги

Пустыни и полупустыни

0,3

Болотистые районы

1

Равнины

0,5-1

Среднехолмистый рельеф

0,7-1,2

Сильно пересеченный рельеф

1,0-1,5

Горные районы

1,5-2

Районы искусственного орошения

3

К основным, наиболее распространенным видам малых водопропускных сооружений относят трубы и малые мосты. Меньшее распространение получили другие типы водопропускных сооружений: укрепленные переливаемые насыпи (сооружения лоткового типа), фильтрующие водопропускные сооружения и их комбинации, а также селеперепускные сооружения в горных районах. Переливаемые насыпи находят применение в предгорных, полупустынных и пустынных районах, а также на дорогах низких категорий (IV—V) при пересечении периодически действующих водотоков. Применявшиеся ранее фильтрующие водопропускные сооружения в виде набросок из крупных камней, через которые просачивается вода, не оправдали себя в эксплуатации, и их можно использовать лишь как временные сооружения в районах, богатых природными каменными материалами, на второстепенных дорогах, в местах, где пропускаемая вода не содержит большого количества наносов и не несет других материалов, способствующих быстрому заилению фильтрующих призм.

Большую часть водопропускных сооружений (примерно 95%) на автомобильных дорогах составляют круглые и прямоугольные железобетонные, а также круглые и арочного очертания металлические гофрированные трубы, которые проектируют при любых сочетаниях плана и продольного профиля без изменения ширины земляного полотна и проезжей части и без изменения типа дорожной одежды. При этом, как правило, стараются принимать однотипные проектные решения на всем протяжении строящейся дороги. Водопропускные трубы различных отверстий сооружают обычно из сборных унифицированных железобетонных или металлических элементов заводского изготовления.

Круглые железобетонные трубы на автомобильных дорогах применяют со следующими диаметрами отверстий: d = 0,75; 1,0; 1,25; 1,50 и 2,0 м с обычными звеньями (см. рис. 11.1) и d = 1,0; 1,2; 1,4; 1,6 с длинномерными преднапряженными элементами (серия 503-7-015—90).

Прямоугольные железобетонные и бетонные трубы обычно применяют со следующими отверстиями: 2,0 х 2,0; 2,5 х 2,0; 3,0 х 2,5 и 4,0 х 2,5 м (см. рис. 11.2).

Для увеличения пропускной способности труб без повышения высоты насыпи устраивают многоочковые трубы из уложенных рядом нескольких труб одинаковых отверстий (см. рис. 11.3); при этом как показывают наблюдения, общий расход распределяется равномерно между отверстиями. Однако из экономических соображений круглые трубы обычно устраивают одно-, двух- и трехочковыми, а прямоугольные — одно- и двухочковыми.

В последние годы на дорогах стали получать распространение металлические трубы из гофрированного металла — сталегрунтовые сооружения тоннельного типа, работающие совместно с хорошо уплот-

Металлическая труба из гофрированного металла

Рис. 11.8. Металлическая труба из гофрированного металла

ненной грунтовой обоймой (рис. 11.8). Трубы из гофрированного металла с арочным очертанием сводов могут иметь отверстия до 6,0 м.

Малые мосты (длиной до 25 м) из типовых сборных железобетонных элементов заводского изготовления предусматривают в тех случаях, когда трубы не могут обеспечить безопасный пропуск всей воды, притекающей к дороге (см. рис. 11.4).

Устройство малых мостов предъявляет более жесткие требования к плану и продольному профилю автомобильных дорог. Кроме того, габариты мостов (по ширине) с целью обеспечения безопасности движения автомобилей и пешеходов обычно принимают больше, чем ширина проезжей части и земляного полотна на основной дороге (за счет полос безопасности и тротуаров). На мостах нередко меняют тип покрытия. Принципиальное отличие малых мостов от средних и больших состоит также в том, что подмостовые русла малых мостов, как правило, укрепляют, т.е. фундаменты опор малых мостов устраивают исходя из условия недопущения общего и местного размывов.

Отверстия труб и малых мостов обосновывают гидрологическими и гидравлическими расчетами, связанными с определением расходов и объемов стока расчетной вероятности превышения (ВП), гидравлическими расчетами отверстий с учетом аккумуляции части объема стока перед малыми водопропускными сооружениями, определением скоростей течения в верхних и нижних бьефах и соответствующих им величин местных размывов и т.д.

При пропуске расчетных паводков трубы должны работать, как правило, в безнапорном режиме, когда поток на всем протяжении трубы имеет свободную поверхность. На автомобильных и городских

дорогах допускают полунапорный (когда труба на входе работает полным сечением, а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность) и напорный (когда труба на большем своем протяжении работает полным сечением) режимы при условии принятия конструктивных мер, обеспечивающих устойчивость труб и земляного полотна против фильтрации воды.

При проектировании водопропускных труб на напорный режим их работы предусматривают специальные обтекаемые входные оголовки, обеспечивающие автоматическое включение труб в этот режим. Продольный уклон труб при этом не должен превышать уклона трения (/тр < IJ.

Для труб, сооружаемых в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40°С, не допускают полунапорный и напорный режимы работы, за исключением случаев расположения труб на скальных грунтах.

Металлические гофрированные трубы обычно проектируют без устройства оголовков. При этом нижняя часть несрезаемой трубы должна выступать из насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м, а сечение трубы со срезанным концом должно выступать из тела насыпи не менее чем на 0,5 м.

При безнапорном режиме протекания воды возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над уровнем воды должно быть в круглых и сводчатых трубах высотой до 3 м — не менее У4 высоты трубы в свету, а высотой более 3 м — не менее 0,75 м; в прямоугольных трубах высотой до 3 м — не менее У6 высоты трубы в свету, а высотой более 3 м — не менее 0,5 м [37].

На автомобильных и городских дорогах применяют трубы с отверстиями не менее 0,75 м (на съездах — не менее 0,5 м). Для удобства эксплуатации отверстия труб следует назначать, как правило, не менее:

  • • 1,0м — при длине трубы до 20 м;
  • • 1,25 — при длине трубы 20 м и более.
  • • Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории

принимают не менее:

  • • 1,0м — при длине трубы до 30 м;
  • • 0,75 м — при длине трубы до 15 м.

Трубы нельзя устраивать там, где возможны наледи и ледоход. Нельзя применять трубы и при наличии карчехода.

При проектировании водопропускных дорожных труб и малых мостов особое внимание уделяют капитальным укреплениям подводящих и отводящих русел со стороны верхних и нижних бьефов исходя из тех размывов, которые там следует ожидать. Верхние и, особенно, нижние бьефы — это «ахиллесова пята» всех малых водопропускных сооружений (рис. 11.9). Наиболее часто дорожные водопропускные

Размыв в нижнем бьефе прямоугольной железобетонной трубы

Рис. 11.9. Размыв в нижнем бьефе прямоугольной железобетонной трубы

трубы подвержены разрушениям со стороны нижних бьефов, когда оказывается размытым плоское капитальное укрепление нижнего бьефа трубы, а затем поток выносит последовательно, звено за звеном, трубы, после чего размывает прилегающие участки насыпи.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >