12. МАЛЫЕ МОСТЫ И ТРУБЫ

12.1.Водопропускныетрубы

Малые водоотводные сооружения устраивают в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями, оврагами или балками, по которым стекает вода после дождей или таяния снега. Количество водопропускных сооружений зависит от климатических условий и рельефа. Стоимость строительства составляет 8 – 15 % общей стоимости строительства автомобильной дороги с усовершенствованным покрытием. Количество искусственных сооружений на 1 км дороги изменяется от 1 до 3.

К малым водотокам относятся ручьи, малые реки с площадью водосборного бассейна менее 100 км2, а также овраги и суходолы, по которым после дождей или снеготаяния стекает вода.

Основными водопропускными сооружениями на автомобильных дорогах в местах пересечения ими малых водотоках являются трубы и малые мосты длиной до 26 м.

В настоящее время при проектировании автомобильных дорог принимают только типовые трубы и малые мосты. Большую часть искусственных сооружений (95 %) составляют трубы. Они не меняют условий движения автомобилей и их располагают при любых сочетаниях плана и профиля, не изменяют тип дорожной одежды. Большинство водопропускных труб устраивается сборными.

Труба – инженерное сооружение, укладываемое в теле насыпи автомобильной дороги для пропуска водного потока, дороги или скотопрогона.

Трубы различают:

-по материалу тела трубы (бетонные, деревянные, железобетонные, каменные, металлические);

-по форме поперечного сечения (круглые, овоидальные, полицен-

трические, прямоугольные);

-по числу очков (одно -, двух - и многоочковые).

Выбор места перехода, расположение в плане и профиле, разбивку мостов на пролеты следует производить с учетом требований трассирования дороги или принятых градостроительно-планировочных решений, строительных и эксплуатационных показателей вариантов. При этом следует учитывать русловые, геологические, гидрогеологические, экологические, ландшафтные и другие местные условия,

173

влияющие на технико-экономические показатели соответствующего участка дороги.

Число и размеры водопропускных сооружений на пересечении водотока следует определять на основе гидравлических расчетов, при этом необходимо учитывать последующее влияние сооружения на окружающую природную среду.

Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории допускается принимать равными, м [34]:

1,0 – при длине трубы до 30 м;

0,75 – при длине трубы до 15 м; 0,5 – на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока

(уклон 10 ‰ и более) и ограждений на входе.

Толщина засыпки над звеньями труб на автомобильных дорогах и улицах в городах, поселках и сельских населенных пунктах должна составлять не менее 0,8 м от верха звена трубы до поверхности дорожного покрытия.

Водопропускные трубы следует проектировать с входными и выходными оголовками, форма и размеры которых обеспечивают принятые в расчетах условия протекания воды и устойчивость насыпи, окружающей трубу.

В зависимости от глубины воды перед трубой и типа входного оголовка в трубах устанавливаются следующие режимы протекания:

безнапорный, если уровень воды перед трубой Н меньше высоты трубы hтр на входе либо превышает ее не более 20 % (рис. 12.1, а);

Рис. 12.1. Режимы работы трубы:

а – безнапорный; б – полунапорный; в – напорный

174

полунапорный, когда уровень воды перед трубой превышает высоту трубы на входе более чем на 20 %. На входе труба работает полным сечением, а на всем остальном протяжении имеет поверхность, соприкасающуюся с воздухом (рис. 12.1, б);

напорный режим устанавливается при специальных входных оголовках обтекаемой формы, когда уровень воды перед трубой на входе больше, чем высота трубы, на 20 %. На большей части труба работает полным сечением. И лишь у выхода может иметь свободную поверхность (рис.12.1, в).

Свободный поток в трубе соприкасается с воздухом. При безнапорном режиме возвышение внутренней поверхности трубы над уровнем воды должно быть в круглых трубах высотой (диаметром) до 3 м не менее 1/4 высоты трубы в свету. В прямоугольных трубах высотой до 3 м – не менее 1/6 высоты трубы в свету, а более 3 м – не менее 1/6 высоты трубы в свету, а более 3 м – не менее 0,5 м.

На автомобильных дорогах применяются трубы диаметром не менее 0,75 м (на съездах, в кюветах – не менее 0,5 м) (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Круглая одноочковая железобетонная труба: а – входной оголовок; б – продольный разрез

Применять трубы не допускается при наличии ледохода и карчехода, а также в местах возможного возникновения селей и образовния наледей.

Для повышения пропускной способности сооружений без увеличения высоты насыпи устраивают многоочковые трубы – несколько труб (до 4) уложенных рядом. При большем количестве очков следует переходить к мостам.

175

Металлические гофрированные трубы (МГТ) допускается проектировать без устройства оголовков (рис. 12.3, а, б). При этом нижняя часть трубы должна выступать из насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м. Для уменьшения расхода металла выступающая из насыпи часть трубы срезается плоскостью параллельной откосу насыпи. Гофрированная трубы со срезанным концом должно выступать из тела насыпи не менее чем на 0,5 м.

г

Рис. 12.3. Типы оголовков МГТ:

а – без оголовка со срезом перпендикулярно оси МГТ; б – без оголовка со срезом параллельно откосу; в – с раструбным оголовком; г – укрепление выходного русла каменной наброской

Металлические гофрированные трубы имеют меньший вес, чем железобетонные, и меньшую трудоемкость строительства.

Для уменьшения сопротивления протекания воды в нижней части трубы (угол 120о) устраивают асфальтобетонный лоток внутри трубы по поверхности гофр (выступов).

Конструкции водопропускных сооружений из гофрированного металла работают только совместно с грунтом засыпки (система «конструкция – грунтовая обойма»), что должно достигаться конструктивным решением по обоснованному расчетом армированию и

176

достижению требуемого уровня плотности грунта засыпки и строгим соблюдением технологии.

Для гашения скорости водного потока на выходе труб устраивают гасители (водобойные колодцы) (рис. 12.3, г).

Водопропускные трубы на автомобильных дорогах проектируют на безнапорный режим протекания.

Уклон лотка труб назначают от 4 до 50 ‰. При больших уклонах лотки труб устраивают ступенчатыми или проектируют специальные гасители. Для обеспечения прямолинейного положения лотка трубы после строительства устраивают строительный подъем посредине трубы.

В последе время широко применяются трубы из гофрированного металла внутренним отверстием 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 м. Эти трубы могут быть одно-, двух- и трехочковыми. В качестве основной меры антикоррозионной защиты всех стальных элементов трубы (гофрированных листов, окаймляющих уголков, крепежных деталей, болтов, гаек и шайб) предусматривается их горячая оцинковка.

Оголовки металлических гофрированных труб устраивают в двух вариантах: с вертикально срезанными торцами и с торцами, срезанными параллельно откосу насыпи.

Нижняя часть трубы должна опираться на песчано-гравийную или щебеночную подушку не менее чем на 25 % от ее диаметра. По ширине подушка под МГТ может устраиваться на величину диаметра. Допускается применение подушки из песчано-гравийной смеси.

Водопропускное сооружение из МГТ может быть как одноочковое, так и многоочковое. В многоочковых МГТ расстояние в свету между звеньями для МГТ диаметром до 3 м назначается равным 1 1,2 м (для удобства отсыпки и уплотнения грунта до требуемой плотности). Количество рядом уложенных МГТ не ограничивается. Для многоочковых МГТ диаметром более 3 м расстояние в свету между звеньями назначается по расчету в зависимости от условий механизации засыпки, армирования и уплотнения грунтовой обоймы между соседними МГТ водопропускного сооружения, но не менее 2,0 м. Грунтовая обойма в пространстве между звеньями армируется с устройством распорок из объемной георешетки. Мембраны из объемной георешетки в основании и над шелыгой сводов звеньев устраиваются без разрыва в промежутках между звеньями.

177

Грунтовая обойма вокруг МГТ диаметром до 3 м устраивается без армирования на ширину не менее 4 м в каждую сторону от МГТ и высоту не менее 0,5 м над верхом конструкции.

МГТ вместе с окружающей ее грунтовой обоймой образует единую конструкцию (рис. 12.4), воспринимающую действующие на сооружение нагрузки. МГТ воспринимает в основном растягивающие напряжения и за счет наличия гофры купирует изгибающие моменты. Грунтовая обойма воспринимает сжимающие напряжения.

Рис. 12.4. Конструкция обоймы из армированного грунта:

1 – демпфирующий слой; 2 – слои армированного грунта толщиной 0,5 м; 3 – слой объемной георешетки, распределяющий нагрузку;

4 – горизонтальные упоры из объемной георешетки

При сооружении земляного полотна на трубу создается дополнительная нагрузка от насыпи. Для обеспечения проектного очертания лотка трубы при строительстве устраивают строительный подъем. Величина строительного подъема должна быть не менее 1/80Н при песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания, 1/50Н при глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания и 1/40Н при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчанощебенистой смесей (где Н – высота насыпи).

В местах возможного образования наледи в виде исключения может быть допущено применение прямоугольных железобетонных труб (шириной не менее 3 м и высотой не менее 2 м) в комплексе с постоянными противоналедными сооружениями.

178