10. Акведуки та консольні перепади

12. 1. Акведуки

Акведук (від лат. водогін) – це гідротехнічна споруда, яка призначена для транспортування води через річки, яри, дороги та інші перешкоди. По конструктивній схемі акведуки подібні до мостів, тому їх часто називають мостами-водоводами.

Акведук складається з лотока, пролітної будови, проміжних та берегових опор, а також фундаментів. Можуть бути монолітними, збірними та збірно-монолітними.

1.1.1.Лотоки

За конструктивними ознаками лотоки бувають закритого типу у вигляді одно- (рис. 12.1.а) або двоконтурної (рис. 12.1.б) труби прямокутного перерізу (при невеликих витратах води), або відкритого типу різної форми (рис. 12.1.в-ж).

Розміри поперечного перерізу лотока визначають гідравлічним розрахунком, а товщину стінок і днища визначають розрахунками на міцність та тріщиностійкість.

Товщина монолітних стінок 12…40 см, збірних – 8…20 см.

Часто лотоки проектують таким чином, щоб вони сприймали навантаження не лише в поперечному, але і в поздовжньому напрямку, тобто виконували одночасно і функцію прольотної будови.

Рис. 12.1. Форми поперечного перерізу монолітних (а – е) та збірних (є, ж) лотоків: 1 – лоток, 2 – опора, 3 – стяжки (через 1,5…2,0м),

4 – збірні балки, 5 – балки-стінки, 6 – плита-днище

1.1.2.Прольотні будови

Сприймають зусилля, які виникають в акведуці у поздовжньому напрямку.

Залежно від розмірів і характеру перешкод, використаних конструкцій, геологічних та інших умов прольотні будови виконують за наступними схемами:

1. Балочна схема

• з розрізними балками: використовується, як правило, для збірних акведуків, найбільш прості в конструктивному плані, L ≤ 10 м (рис. 12.2.а), для збільшення всіх або окремих прольотів доцільно посилювати однопролітні балки шпренгелями або фермами (рис. 12.2.б-в);

• з нерозрізними балками: L = 15…20 м (рис. 12.2.г)

• з консольними балками: при одній консолі L_c1 = 0,41·L, при двох консолях L_c2 = 0,35·L (рис. 12.2.д)

2. Арочна схема: застосовується при відносно не широких 30…40 м, але глибоких перешкодах з міцними схилами (рис. 12.3.а)

3. Рамна схема: використовується при монолітних акведуках, при такій схемі конструкція чутлива до просідання опор (рис. 12.3.б).

Р ис. 12.2. Балочні прольотні будови акведуків:

а) з розрізними балками; б), в) з розрізними балками посиленими шпренгельними фермами та арочною фермою;

г) з нерозрізними балками;

д) з консольними балками

Рис. 12.3. Арочна (а) та рамна (б) прольотні будови акведуків

1.1.3.Проміжні опори та фундаменти

Залежно від розмірів лотока, висоти опор, геологічних умов та конструкції акведука проміжні опори виконують у вигляді:

• окремих двохконсольних стояків – рис. 12.4.а,

• рам (одно- або двоярусних; одно- або багатопрольотних) – рис. 12.4.б-г,

• паль-стояків – рис. 12.4.д,

• суцільних стін – рис. 12.4.е.

Фундаменти виконують окремими (стовпчастими) в збірному та монолітному варіанті, монолітними стічковими або пальовими.

В кожному випадку конструкцію опор та фундаментів приймають на основі техніко-економічного порівняння різних варіантів.