Проектирование мостовых переходов

где bукр – искомая ширина упора; l – длина укрепления по откосу;

hукр – толщина укрепления вместе с подстилающим слоем щебня или гравия;

hв – ожидаемая глубина размыва;

β − угол наклона откоса к горизонту;

f – коэффициент трения при подвижке укрепления по грунтовому откосу (f ≈ 0,5);

γк, γв – объемный вес камня и воды соответственно. Ожидаемая глубина размыва может быть определена

– для несвязных грунтов:

23ν2 tg α

hв = 0 2 −30d, (68) g 1+ m2

– для связных грунтов:

где ν0 – скорость набега потока на откос; α – угол набега потока на откос;

g – ускорение свободного падения; m – крутизна откоса.

Необходимую толщину плитных укреплений (рис. 16) можно определить по формуле

Плита такойтолщины небудет сброшена волнойсоткоса.

Для активной защиты насыпей от продольных течений устраивают поперечные незатопляемые сооружения – траверсы, отклоняющие течение пойменных вод от откоса насыпи (рис. 17). Такие поперечные сооружения подвергаются набегу пойменных струй и подмыву их головных частей. Траверсы можно применять только при отсутствии набега волны на насыпь. В противном случае нужно обязательно укреплять откосы насыпи, так как траверсы не предохраняют насыпь от воздействия волн.

Неблагоприятные русловые деформации на мостовом переходе могут привести к повреждению сооружения. Чтобы сделать неизбежные русловые деформации безопасными для транспортных сооружений в состав мостового перехода включают регуляционные сооружения различной формы конструкции и назначения: криволинейные струенаправляющие дамбы; прямолинейные струенаправляющие дамбы; валы, стесняющие русловую зону блуждающих рек; струеотбойные поперечные траверсы и т.д.

На равнинных реках наиболее распространенным видом регуляционных сооружений являются криволинейные струенаправляющие дамбы, предназначенные для плавного подвода пойменных потоков к мостовому отверстию, для обеспечения равномерного распределения расхода по ширине подмостового сечения, а также для ликвидации опасных размывов у конусов насыпей.

52

Отметки бровок криволинейных струенаправляющих дамб назначают такими, при которых не будет переливов в период самых высоких паводков. Минимальная отметка бровки струенаправляющих дамб

где HP % – расчетный уровень высокой воды с заданной вероятностью превышения;

∆Zм – подмостовой подпор;

hнаб – высота набега волны на откос.

На мостовых переходах через реки с большими уклонами верховые и низовые струенаправляющие дамбы можно устраивать на разных отметках. При этом продольный профиль дамбы проектируют в соответствии с фактическим очертанием свободной поверхности потока с речных и пойменных сторон струенаправляющих дамб.

Струенаправляющие дамбы в плане располагают по кривым переменного радиуса (рис. 18), при этом радиус возрастает от некоторого наименьшего значения у головы дамбы до наибольшего по оси перехода. Кривизна дамбы не должна превышать тех величин, при которых уже не будет обеспечено безотрывное обтекание.

Размеры в плане струенаправляющих дамб должны быть тем больше, чем больше стеснен поток подходами и

чем больше размеры потока в плане. Координаты струенаправляющих дамб определяют по табл. 17 умножением соответствующих табличных значений на величину параметра R = lв/3.

53

Таблица 1 7

Ориентировочно суммарную длину верховых струенаправляющих дамб lв определяют в зависимости от степени стеснения потока β и минимальных размеров отверстия моста Lм. Величину отношения определяют по табл. 18.

Таблица 1 8

На мостовых переходах с двумя поймами значение lв представляет собой суммарную длину двух дамб и распределяется между соответствующими сооружениями пропорционально сливу вод с каждой из пойм.

Ширина гребня струенаправляющей дамбы должна обеспечивать проезд транспортных средств, доставляющих ремонтные материалы, а также размещение этих материалов во время ремонта. В связи с этим ширину гребня струенаправляющих сооружений не следует делать меньше 2–3 м. В головной части сооружения ширина гребня увеличивается до 4–6 м (рис. 19).

54

Земляным регуляционным сооружениям придается трапецеидальное поперечное сечение с крутизной откосов 1:2, причем тип укреплений назначают так же, как для пойменных насыпей.

У регуляционных сооружений на равнинных реках наиболее уязвимой является верхняя их часть по течению. Подошву головы струенаправляющей дамбы или траверса можно укрепить гибким защитным покрытием (тюфяком) или рисбермами (рис. 20).

Рисбермы применимы только в случае неглубокого местного размыва у подошвы откоса. Размеры тюфяка, обеспечивающего защиту от подмыва, назначают на основании расчета ожидаемого местного размыва.

Для пойменных бисинусоидальных струенаправляющих сооружений, обтекаемых с постоянной скоростью, скорость набега практически равна скорости пойменного потока под мостом. Для аллювиальных грунтов равнинных рек, в которых заканчивается местный размыв, неразмывающая скорость невелика. Поэтому при нормальном набеге потока на голову сооружения (α = 90°)

Длина тюфяка, достаточная для того, чтобы закрыть размываемый откос, может быть определена по формуле (см. рис. 20.)

где mт – крутизна наклона тюфяка;

m – крутизна откоса регуляционного сооружения.

Тюфяк может опускаться в размыв и прикрывать разрушаемый откос с очень большой крутизной. Обычные углы наклона тюфяков 60–70° к горизонту, поэтому mт < m. В простейшем случае, когда mт = m

Тюфяки могут быть изготовлены из различных материалов. В настоящее время применяют тюфяки из бетонных сочлененных массивов и из армированных асфальтовых полотнищ небольшой толщины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.ГОСТ 26775–97. Габариты подмостовые судоходных пролетов на внутренних путях. – М.: ГУП ЦПП, 1997.

2.СниП 2.05.03–84*. Мосты и трубы. – М.: ГП ЦПП, 1996.

3.СП 33–101–2003. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. – М.: ГП ЦПП, 1984.

4.Методические рекомендации по расчетам мостовых переходов. – М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1986.

5.Пособие к СНиП 2.05.03–84 «Мосты и трубы» по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (ПМП–91). – М.: ПКТИтрансстрой, 1992.

6.Андреев О.В. Проектирование мостовых переходов. – М.: Транспорт, 1980.

7.Андреев О.В., Федотов Г.А. Упрощенный расчет общего размыва // Автомобильные дороги. – 1979. – № 11.

8.Андреев О.В., Федотов Г.А. Проектирование мостовых переходов: учеб. пособие. – М.: МАДИ, 1980.

9.Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч. 2. – М.: Транспорт, 1987.

10.Проектирование автомобильных дорог: справочник инже- нера-дорожника / под ред. Г.А. Федотова. – М.: Транспорт, 1989.

11.Федотов Г.А. Изыскания и проектирование мостовых переходов. – М.: Академия, 2005.

57

Учебное издание

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

Методические указания

Составители: Алексеев Вадим Григорьевич,

Новодзинский Александр Леонидович

Корректор В.В. Мальцева

Подписано в печать 23.03.11. Формат 60×90/16.

Усл. печ. л. 3,75.

Тираж 100 экз. Заказ № 48/2011.

Издательство Пермского государственного технического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел. (342) 219-80-33.