Проектирование автомобильных дорог Часть 2

Поперечные сооружения должны быть расположены так, чтобы между каждыми двумя соседними струеотбойниками — траверсами образовалось защищенное протяжение вала. С этой целью рас­ стояние между траверсами назначается не более 6/Tsina, где /т — длина вышележащего траверса, a — угол между осью траверса и направлением течения.

Если поток будет косо направлен к очертанию фронта регули­ рования, то значение sin а может существенно отличаться от еди­ ницы, и расстояние между поперечными сооружениями окажется весьма небольшим. Число траверсов может быть выбрано произ­ вольным, но лучше делать меньшее число длинных траверсов, чем большее число коротких. Это вызвано тем, что у головы каждого траверса происходит местный размыв, в связи с чем головы тра­ версов должны быть хорошо защищены. Верховой откос траверса, непосредственно подвергающийся набегу воды и течению ее вдоль сооружения, должен основательно укрепляться, в то время как противоположный откос может быть укреплен значительно слабее. В плане траверсы рекомендуется наклонять вниз по течению на 15-20°

В ряде случаев у мостов через блуждающие реки один из бе­ регов русла оказывается вогнутым, причем чаще всего на этом берегу располагается и один из конусов моста. В этом случае один из фронтов регулирования оказывается не выпуклым в сто­ рону реки, а вогнутым. При этом регуляционные сооружения и в этом случае могут быть выполнены в виде продольного незатопляемого укрепленного вала с подошвой, защищенной от подмыва, или в виде поперечных сооружений —траверсов, размещаемых по длине берега так, как описывалось выше, если ставится задача не только защитить берег, но и отодвинуть береговую линию в сто­ рону реки.

На равнинных реках защита берегов русла от размыва и сме­ щения существенно отлична. Над размываемым берегом русла при паводках имеется слой воды, разливающейся на пойму. По­ этому берег должен быть защищен плоскими укреплениями, рас­ полагаемыми на спланированном береговом откосе без устройства вала над берегом, или поперечными сооружениями, но уже за­ топленными. В этом случае траверсы должны быть наклонены в плане не по течению, а против него, чтобы направить на берег донные струи, несущие наносы. Затопляемые траверсы работают не всегда удовлетворительно, главным образом в связи с пере­ менной глубиной затопления. В отдельные маловодные годы эти траверсы остаются даже незатопленными. Поэтому плоские от­ косные укрепления, защищенные от подмыва, предпочтительнее, чем затопленные траверсы.

Размываемый берег русла равнинной реки должен быть защи­ щен на всей длине берега, подверженной деформациям. Плоские откосные укрепления заводятся и на неразмываемые участки,

101

успели развиться и затухнуть, не угрожая целости регуляционных сооружений. Однако это не всегда удается. R ряде случаев к спрямлению русла приходится прибегать на действующих мосто­ вых переходах с целью улучшения их работы.

Часто спрямление русла делают узким и глубоким, но в этом случае оно пропускает воду с большей скоростью, обладает из­ лишней транспортирующей способностью. Поэтому на таких спрям­ лениях происходят значительные деформации русел.

Равенство пропускной и транспортирующей способности быто­ вого русла и искусственного спрямления возможно только при определенном отношении глубин. Повышение уровня воды на одну и ту же величину АН нарушает необходимое равновесие. При по­ вышении уровня воды транспортирующая и пропускная способ­ ности искусственного спрямления возрастают значительно силь­ нее, чем на бытовых участках русла, что приводит к неизбежным деформациям русла на спрямлении и изменению уклона водной поверхности.

При выборе материалов и конструкций для регуляционных сооружений следует ориентироваться в основном на местные ма­ териалы. Только в тех случаях, когда они не могут обеспечить необходимую прочность защитных сооружений и укреплений, не­ обходимо применять привозные и искусственно приготовляемые материалы. Однако местные материалы (грунт, дерн и камень) имеют предел применения.

Грунт может быть использован с достаточно высокой степенью механизации работ. Поэтому следует стремиться как можно шире применять грунт в качестве основы для сооружений. В большин­ стве случаев это удается, особенно на равнинных реках. Исклю­ чение составляют те случаи, когда грунт по своим физико-меха­ ническим свойствам непригоден для возведения сооружений.

Грунт в сооружениях может быть использован только при усло­ вии надежного его укрепления. Использование в этих целях дерна и камня характеризуется в противоположность грунту низкой степенью механизации строительных работ. Лишь каменная на­ броска может быть механизирована, хотя и здесь затрачивается значительное количество ручного труда, так как без ручных отде­ лочных работ расход камня на укрепление получается необосно­ ванно большим. Невозможность механизации работ характеризует и применение хвороста для создания укреплений берегов и отко­ сов земляных сооружений.

Чтобы больше механизировать труд на укрепительных и регу­ ляционных работах, все чаще стремятся применять габионы (ка­ мень в металлических сетках)', бетон и железобетон, а также другие материалы, позволяющие индустриализировать изготовление элементов укреплений, производить элементы заблаговременно вне места непосредственной укладки в сооружение и механизи­ ровать их укладку. В ряде случаев, где требуется особо надежная

103

Рис. 21.19. Детали конструкций струенаправляющих дамб:

Для пойменных бисинусоидальных струенаправляющих соору­ жений, обтекаемых с постоянной скоростью, скорость набега пой­ менного потока на голову сооружения практически равна ско­ рости пойменного потока под мостом. Для аллювиальных грун­ тов равнинных рек, в которых заканчивается местный размыв, неразмывающая скорость невелика. Поэтому, считая набег потока на голову сооружения нормальным (а=90°) и пренебрегая сопро­ тивляемостью грунта размыву, можно получить упрощенную фор­ мулу

Глубины местного размыва у регуляционных сооружений часто достигают значительных размеров, а в отдельных случаях превы­ шают глубины в русле под мостом. Длина тюфяка, достаточная для того, чтобы закрыть размываемый откос, составляет

где шт— крутизна наклона тюфяка.

Тюфяк может опускаться в размыв и прикрывать разрушаемый откос с очень большой крутизной. Обычные углы наклона тюфяков 60—70° к горизонту. Поэтому, как правило, m7< m .

105

бетонного завода или наличие такого действующего завода вблизи места перехода.

При использовании тюфячных покрытий необходимо иметь в виду, что развитие растительности под тюфяком может привести к повреждениям как асфальтовых тюфяков, так и бризольного слоя бетонных тюфяков. Поэтому перед укладкой тюфяков следует удалить из-под них растительную землю и протравить нижеле­ жащий грунт.

Простыми и долговечными являются тюфяки из габионов, т. е. из камня, заключенного в металлические сетки из оцинко­ ванной железной проволоки, которым приданы необходимые раз­ меры в плане и высота, равная толщине тюфяка.

в результате чего продольное усилие, разрывающее тюфяк, ока­ зывается больше его веса и, по данным И. А. Ярославцева, со­ ставляет

Разрывающее усилие должно восприниматься арматурой тюфя­ ков и их анкерным закреплением.

В тех случаях, когда тюфяк все время будет находиться в воде, следует учитывать уменьшение его веса от погружения в воду. Одновременно следует учитывать, что опускание тюфяка происхо­ дит рывками, и поэтому в расчет вводят двойную силу Ррлзр.

Укрепления откосов сооружений, работающих во время поло­ водий в условиях волнобоя и ледохода, должны быть соответст­ венным образом проверены на удар и давление льда и волн. Расчет на отрыв плит при подвижке льда обычно не производят. Укрепления сооружений соприкасаются с ледяным покровом только на водохранилищах, где лед тает на месте.

Укрепления для защиты опор мостов от подмыва во многих случаях применяют тех же конструктивных форм, что и описан­ ные выше, т. е. в виде различных тюфячных покрытий и камен­ ных набросок. В последнее время применяются в опытном порядке и принципиально другие виды укреплений. К ним прежде всего следует отнести заполнение воронки размыва у опоры «тяжелой жидкостью» — мастикой с объемной массой 3—4 т/м3 (Ю. А. Анд­ рианов), которая самотеком подается в воронку размыва. Этот способ весьма технологичен и применим для повышения устойчи­ вости опор, у которых развился недопустимый местный размыв.

В КАДИ (Д. И. Згорским) успешно ведутся как эксперимен­ тальные работы, так и производственное внедрение специальных защитных «козырьков», располагаемых на уровне общего размыва, при помощи которых удается местный размыв или устранить, или

107