
- •П.М. Саламахин, д.М. Шапиро, в.А Кострикин
- •Н.Н. Смирнов
- •© Информационно-издательский центр «тимр», 1998
- •Раздел 1
- •1. Общие положения и современное состояние
- •1.1. Основные сведения о трубах, применяемых
- •1.2. Статистические данные о трубах
- •1.3. Пути развития и совершенствования конструкции труб
- •2. Конструкции дорожных водопропускных труб
- •2.1. Круглые и овоидальные железобетонные трубы
- •2.2. Прямоугольные железобетонные трубы
- •2.3. Бетонные трубы
- •2.4. Металлические гофрированные трубы
- •2.5. Трубы из полимерных материалов
- •2.6. Оголовки и фундаменты труб
- •3. Прикладные вопросы механики грунтов
- •3.1. Классификация грунтов по условному
- •3.2. Нормативные прочностные
- •3.3. Зависимость коэффициента постели
- •Примечание. Rн и ен — нормативные значения соответственно: сопротивления и модуля деформации грунта.
- •4. Теоретические основы статического
- •4.1. Классификация труб по условиям их статической работы
- •4.2. Расчетные схемы труб под насыпями дорог
- •4.3. Взаимодействие элементов системы
- •4.4. Давление грунта на трубы под насыпями
- •4.5. Расчет жестких железобетонных труб
- •4.6. Расчет упругих железобетонных труб
- •4.7. Расчет гибких металлических труб
- •4.8. Расчет структурно-деформируемых
- •4.9. Расчет прямоугольных труб из плитных
- •4.10. Расчет труб из длинномерных звеньев
- •4.11. Расчет осадки основания и строительного
- •5. Экспериментальные исследования водопропускных
- •5.1. Испытания структурно-деформируемых труб на моделях
- •5.2. Лабораторные испытания труб из
- •Местных деформаций труб двух типов при нагрузке 60 кН
- •Деформации δd виброгидропрессованных звеньев
- •5.3. Полевые испытания труб
- •5.4. Испытания предварительно напряженных
- •5.5. Испытания прямоугольных
- •6. Постройка водопропускных труб
- •6.1. Подготовительные и геодезические работы
- •6.2. Разработка котлованов и устройство
- •6.3. Монтаж звеньев и оголовков труб
- •6.4. Гидроизоляция и засыпка труб грунтом
- •6.5. Укрепительные и отделочные работы
- •7. Эксплуатация водопропускных труб
- •7.1. Обследование водопропускных труб на дорогах
- •7.2. Содержание и ремонт труб
- •7.3. Реконструкция труб
- •Раздел 2
- •8. Трубы на косогорах
- •8.1. Элементы косогорных труб
- •8.2. Быстротоки и их конструкции
- •8.3. Сопряжение быстротока с трубой
- •8.4. Особенности конструкции средней части трубы
- •8.5. Гасители энергии водного потока
- •8.6. Отводящее русло
- •9. Трубы на многолетнемерзлых грунтах
- •9.1. Физические особенности
- •9.2. Конструкции труб на многолетнемерзлых грунтах
- •9.3. Основные принципы строительства труб
- •10. Трубы на водотоках с наледями
- •10.1. Общая характеристика и классификация наледей
- •10.2. Конструкции водопропускных труб
- •10.3. Защита водопропускных труб от наледей
- •11. Трубы специального назначения
- •11.1. Трубы под насыпями — плотинами
- •11.2. Трубы на пересечениях выемок
2.5. Трубы из полимерных материалов
Расширение сети автомобильных дорог и одновременная химизация промышленной индустрии в перспективе позволят широко внедрить в практику строительства новые конструкции водопропускных труб, основанных на природных или синтетических полимерных материалах. Природные полимерные материалы, такие как смолы, древесина, каучуки, применяются давно. Конструкции труб с использованием синтетических полимерных материалов (стеклопластика, полимербетона и др.) начали применять в опытном строительстве 20 — 30 лет назад.
Основным положительным качеством таких материалов является их химическая стойкость в агрессивных средах, недостатком считается склонность к старению, т.е. к изменению свойств во времени.
22
Кроме того, пока трубы из полимерных материалов дороже, чем из традиционных строительных материалов, например, из железобетона.
Трубы из полиэфирного стеклопластика. В 70-х годах был разработан проект и осуществлено строительство круглых водопропускных труб из полиэфирного стеклопластика с наполнителем из стекловолокна. Для конструкций труб с отверстием диаметром 1 м, 1,5 и 2 м применен гофрированный лист толщиной 3 — 8 мм с двумя типоразмерами гофр — 139x50 мм и 194x70 мм. Труба диаметром 1 м состоит из трех гофрированных элементов, а труба диаметром 1,5 и 2 м — из четырех.
Продольные стыки элементов замкового типа образованы за счет специальных прорезей в торцах этих элементов и смещены по периметру трубы на половину длины элемента. Поперечный стык выполнен внахлестку на металлических или пластмассовых болтах диаметром 12 мм. По конструкции грунтовая подушка и оголовки аналогичны таким элементам в металлических гофрированных трубах. Высота насыпей таких труб изменяется от 2,3 до 5,6 м.
Полимербетонные трубы конструктивно выполняются аналогично бетонным с плоской подошвой. Длина звеньев может достигать 2 — 3 м. Для обеспечения совместной работы таких труб с грунтом засыпки их следует укладывать на подушку из песчано-гравийной или песчано-щебеночной смеси, а при наличии крупных или среднезернистых песков — непосредственно на спланированное основание.
По характеру статической работы под нагрузкой полимербетонные трубы занимают среднее положение между жесткими и гибкими. Согласно рекомендуемой нами классификации по показателю относительной жесткости они могут быть отнесены к классу II.
Трубы из клееной древесины. Основные формы эффективного использования деревянных конструкций из клееных элементов определяются требованиями оптимального раскроя и соединения элементов при правильном использовании технических и экономических преимуществ древесины и полном устранении главного недостатка этого природного полимерного материала — гниения.
Попыток использования клееной древесины в качестве возможного конструктивного материала водопропускных труб, насколько нам известно, до сих пор не было. В технической литературе этот вопрос не нашел своего отражения.
В качестве опытного образца предлагается следующая конструкция прямоугольной водопропускной трубы из клеепрессованных деревянных элементов (рис. 15).
23
Рис. 15. Конструкция прямоугольной трубы из клееной древесины
Труба состоит из двух горизонтальных (перекрытие 1 и лоток 3) и двух вертикальных 2 (стеновых) плит. В первом случае доски укладываются на ребро, а во втором — плашмя. Плиты по длине соединяются деревянными нагелями 4, а в месте сопряжения устраивается клеевой шов или наносится слой битумной мастики
Расчеты показывают, что ограничение применения таких труб по высоте насыпи и ширине отверстия диктуется конструктивно-технологическими размерами плит заводского изготовления. При толщине плит 12 — 14 см максимальная высота насыпи составляет 6 м, а ширина отверстия — 1,5 м. Заметим, что это как раз те пределы, которые определяют основную область применения водопропускных труб. Длину звеньев рекомендуется назначать равной 4 — 5 м, что позволит применять их в безоголовочном варианте. В качестве подготовки под основание можно использовать хорошо дренирующие пески или устраивать специальную грунтовую подушку с добавлением гравия (щебня).
Имеющиеся в настоящее время возможности химической защиты древесины от гниения, а также отсутствие каких-либо врубок позволяют предположить, что срок службы труб такой конструкции сравним со сроком службы металлических гофрированных труб.