4. Поперечные сооружения

Задачи регулирования потока на МП включают защиту подходных насыпей от подмыва пойменным или русловым потоком при деформациях русла в плане, а также защиту берегов русла при интенсивном русловом процессе. Регулирование можно осуществить пассивным способом (укрепление откосов защищаемых сооружений или берега от подмыва) и активным способом (отжимая поток от защищаемых участков поперечными сооружениями, выдвинутыми в поток поперек течения).

Незатопляемые при наивысшем уровне воды поперечные сооружения, примыкающие к насыпи подхода и предназначенные для защиты от пойменных течений, называют траверсами, а русловые сооружения, предназначенные выправлять поток в русле, - шпорами и полузапрудами, высота которых обычно не превышает верха берегового откоса. Полузапруды частично или полностью затапливаются потоком, проходящим в бровках русла.

Траверсы обычно размещают на участках подходной насыпи, имеющей поворот от моста вверх по течению.

При обтекании траверса потоком у его головы образуется местный размыв дна. Чтобы воронка местного размыва не охватила корень траверса и откос насыпи, min длину траверсы принимают не менее четырехкратной глубины воды в его голове.

Поперечное сооружение в русле стесняют поток, в связи с чем может чрезвычайно возрасти скорость течения. Поэтому длину шпор на криволинейном участке русла ограничивают, принимая ее из расчета преграждения шпоры не более 15 % общей площади живого сечения русла, при заполнение его водой до бровок.

Рис. Схема расположения массивных шпор на криволиней­ном участке русла: 1 — шпоры; 2 — подмываемый берег

Размещение и длину траверсов увязывают с размером струенаправляющей дамбы. Головы траверсов следует располагать на прямой, соединяющей голову верховой дамбы с точкой выхода насыпи за пределы разлива высоких вод. Угол α между линией защищаемого участка насыпи и продольной осью траверса обычно принимают 70 – 90⁰.

Рис. Размещение траверсов у пойменной насыпи

По данным экспериментальных исследований В.Ш. Цыпина, защитный фронт, образуемый поперечным сечением, распространяется вверх по течению от головы сооружения на расчетную длину l_п – длину проекции сооружения на нормаль к направлению течения, вниз – на длину L. L ≈ 7 l_п.

Глубину местного размыва у голов траверсов в однородных, несвязанных грунтах рассчитывают по формуле

,

v₀ и k_m – определяют как при расчете местного размыва у струенаправляющих дамб;

v_п – скорость потока в голове поперечного сооружения;

к_v – коэффициент, характеризующий наступление наносов в воронку размыва.

При α ≥ 45⁰ примыкание траверсов:

v_n = 0,9v(l_n/h_n)^1/4,

v и h_n – соответственно скорость и глубина потока на вертикали у расчетного створа (в голове сооружения) в бытовых условиях.

Поперечные сооружения возводят сплошными или сквозными – из бетонных прямоугольных массивов со сквозными зазорами между ними, из сборных ж.б. свай, между которыми уложены ж.б. балки.