книги из ГПНТБ / Болдаков, Е. В. Проблемы мостовых переходов

саний характерных случаев и показаний очевидцев, но почти ни одной цифры. Трудно делать выводы лишь по общим сведениям.

На мостовом переходе в районе Южного Урала была найдена следующая хронологическая запись условий прохода огромного паводка 1942 г. с ВП = 1 : 500: «6 мая с 10 ч утра вода начала прибывать по 0,4—0,5 м/ч. Перепад уровней у конца разлива на правобережной насыпи достиг 2,6 м. Уровень выше расчетного — на 0,87 м. 6 мая в 21 ч прорвана правобережная дамба. 7 мая в М ч у Уральского устоя образовалась промоина 8 м. 8 мая сне­ сен дом охраны. 9 мая подмыв устоя продолжался, сбросили де­ вять платформ вместе с камнем, но безуспешно. 9 мая вечером разрушен устой и размыта насыпь на 150 м и регуляционные сооружения. 10 мая вода пошла на спад».

Такого описания мало, но все же кое-что из него можно ис­ пользовать. При этом уровне в бытовом состоянии в русле шло 27% расхода, в пойменной части моста 14, по пойме 59% расхо­ да воды. Размывы были измерены, и мост восстановлен с преж­ ним отверстием при повышении части подходов и углубления ос­ нований устоев.

В табл. 14 приведены более подробные сведения о мосте че­ рез р. Хутохе.

нового — 57,0.

50

тйг

1949?

Ш

Рис. 21. Разрушенные мосты, искажающие живое сечение р. Днепра в районе Днепропетровска (1941— 1944 гг.)

При обследовании живых сечений под мостами, используемы­ ми в качестве аналогов, следует учитывать особые случаи, воз­ никающие после 1941 г. в зоне бывшего фронта. При обследова­ нии переходов надо иметь в виду, что остатки ферм и опор могут уменьшить площадь живого сечения (рис. 21), увеличить сред­ нюю скорость в свободной части, в результате чего может уве­ личиться размыв, а также и подпор.

Перенос расходов

При известном расходе в одном сечении реки часто возникает необходимость определить расход в другом сечении. При этом надо учитывать форму водосбора, уклон долины реки, климати­ ческий фактор, заболоченность, озерность, а для больших рек — направление течения по меридиональному направлению.

На реках, текущих с юга на север (Печора, Енисей и др.), паводочная волна имеет поддержку от северных притоков, где весна бывает позже, чем на юге. На реках, текущих с севера на юг (Волга, Днепр, Дон и др.), паводочная волна приходит в зону южных притоков, когда паводок там уже прошел.

И в этом случае может возникнуть обратное явление — до­ лины притоков на юге будут аккумулировать объем стока и уменьшать максимальный расход.

Почти на всех реках имеются так называемые транзитные участки, где ширина водосбора резко уменьшается по сравнению с верхним участком. Тогда, несмотря на некоторое увеличение площади, объем стока распластывается по времени, максималь­ ный секундный расход уменьшается, хотя Объем стока обычно несколько увеличивается.

Перенос расхода вне транзитного участка реки может быть

где А — расход с 1 км2 при талых водах, В — то же, при дожде­ вых водах, определяемый по стоковым станциям или вод-

Подсчеты п для разных районов сделаны и приведены в ра­ боте [15] при ВП-1%. При других ВП будут некоторые изме­ нения в значении п, но, как показали подсчеты, незначительные, поскольку в формуле (23) увеличение А, В и Q идет в одну сто­ рону, а п неизменно.

Следует отметить особенность изменения п на реках, текущих с юга на север. В нижнем течении этих рек благодаря мощным притокам и совпадению паводочной волны, идущей с юга, с пи­ ками притоков значение п увеличивается.

52

Исходя из изложенного известный расход Qi из пункта Fi переносится в пункт F2 по формуле

При изменении климатического района вносится поправка по соотношениям А { : А2 или В\ : В2.

Рекомендуется определять п решением обратной задачи, ког­ да известно Q по формуле

Учет формы водосбора и других факторов при переносе расхо­ дов можно производить по формуле

где L — длина реки от створа до водораздела; У — уклон во­ досбора (определяется как разность отметок между седлом водораздела и средней меженью, деленная на L ) ; Н при та­ лых водах — запасы воды и снега перед началом снеготая­ ния или зимние осадки при той же ВП, как и для требуемо­ го Q. В дождевых районах Я — средние осадки за 2—3 мес., когда можно ожидать проход паводка.

Значение п определяется обратной задачей каждый раз ин­

Перенос расхода из двух пунктов на реке в один пункт про­ изводится аналогично, но п принимается как среднее значение.

Перенос расхода, в особенности с другого водосбора, надо производить предпочтительно по Q и только при близких Cv . Пе­ реносить расходы определенного года не рекомендуется.

Косвенные методы определения расходов

Коэффициенты изменчивости СУ могут быть приняты по ре­ кам-аналогам, а если нет никаких других данных, то по табл. 15.

Среднемноголетние расходы Q могут быть определены по од­ ному из способов: 1) на прижимном берегу реки обычно имеется пляж с уклоном около 1 : 10; затем идет крутой земляной берег с откосом около 1 : 2. Перелом обоих откосов и есть уровень среднего расхода; 2) на скалистых берегах, на опорах мостов, стенах старых зданий, находящихся около реки, набережных и пр. происходит так называемый «смыв загара» или смыв раститель-

53

Принимая по табл. 15 Су =1,5, по приложению 3

К 2%= 5,7; К 1%= 7,08; КйЛ% =9,76

при определенной ВП-4,3% расхода 1941 г. имеем К = 4,2. Тогда расход при ВП:

Qo,i * = 1 2 0 ^ = 2 6 0 м3/с.

ВП найденных меток паводков:

Часто приходится по косвенным признакам восполнять недо­ стающие данные. Так, например, на изысканиях перехода р. Катуни возникло подозрение, что на водпосту у Сростки не учтен или недостаточно учтен расход поймы. Река на створе имеет два

р. Бии. Для определения расхода у Сростки построен рис. 23. По абсциссе отложено Fn (см. приложение 1). Интерполировать можно по прямой линии, где Л = 1,01 и @= 4220-1,01=4260 м3/с, а не 3020 м3/с, или на 36% больше. У Сростки Су = 0,30, у Но­ восибирска Су = 0,36, так как на верховом водосборе р. Оби сток у рек Катуни и Бии смешанный, а у Новосибирска преобладает снеговой.

Источниками сведений иногда могут быть шурфы. Сразу пос­ ле прохода селя 1921 г. в г. Алма-Ате возник вопрос о его повто­ ряемости. Инженеры Н. С. Дюрнбаум и Г. Д. Рождественский сделали шурфы на конусе выноса р. Малой Алмаатинки, где сели

55

По отложению песка можно судить о мощности ливней. Сред­ няя их ВП-1 :2000, что совпадает с ВП по осадкам в Барвихе. Рекомендуется на изысканиях в аналогичной ситуации заклады­ вать шурфы, которые помогут ответить на ряд нужных вопросов.

Гидрометрические наблюдения

В нашей стране первое измерение расхода воды, по-видимо­ му, было выполнено на р. Волге у Камышина в 1715 г. Измеря­ лись далее расходы и скорости на реках Неве, Северной Двине, Днепре и др. Значительные по объему гидрометрические наблю­

56

дения начаты уже в нашем веке. Можно отметить работы в связи с выполнением проектов мостовых переходов: на р. Волге у Ниж­ него Новгорода (г. Горький) в 1910—1914 гг. и позднее в 1928— 1930 гг.; в дельте Волги в 1908 г.; на Волге у Саратова в 1908— 1914 гг. и в 1929 г.; на пойме Волги между Ярославлем и Ко­ стромой (в связи с проектом железной дороги Ярославль — Ко­ строма) в 1915 г.; на р. Днепре у Лоцманской Каменке в 1917 г.

Особо следует отметить выдающийся рейд Н. Н. Жуковско­ го и Н. М. Усова протяженностью почти 1000 км на специальном пароходе по Волге, когда были измерены расходы в историче­ ский паводок 1926 г.: 1) в Балахне выше устья р. Оки расход 18 000 м3/с, 2) у Чебоксар выше устья р. Камы расход 35 000 м3/с, 3) у Жигулевских ворот расход 61 000 м3/с.

Такой успешный эксперимент, по-видимому, был единствен­ ным в мире.

Можно еще указать изыскания с гидрометрическими наблю­ дениями, выполнявшимися при строительстве железной дороги Москва — Донбасс в 1932 г. Гидрометрические работы проводи­ лись одновременно на р. Айдаре у Старобельска, на Теплых реч­ ках в подпоре р. Северский Донец и на двух вариантах перехода на р. Северский Донец.

На втором варианте перехода через р. Северский Донец у станицы Николаевки обнаружено интересное распределение расходов. В русле уровень, расход и скорость вначале увеличи­ вались как обычно, но при дальнейшем подъеме уровня начала уменьшаться скорость, а затем и расход. Расход из русла пере­ местился на пойму в озеро Бугунное (рис. 25). Паводок 1932 г., примерно равный паводку 1917 г., имел ВП-3% [12].

Аналогичное явление наблюдалось в среднем течении р. Дона по данным проф. Б. В. Полякова. Расчетный расход определялся на основном переходе у станицы Луганской (см. рис. 25, в) . Боль­ шие работы проведены Л. Л. Лиштваном и В. В. Ивановым в условиях приливно-отливной зоны в нижнем течении р. Запад­ ной Двины в 1934 г.

Очень большие наблюдения проведены в 1932—1938 гг. на Дальнем Востоке в связи с проектированием и строительством Байкало-Амурской магистрали.

Заслуживают внимания наблюдения на р. Вятке у Котельнича в 1931 г. Переход р. Вятки построен в 1902 г. с пятью большими пролетами общей длиной 650 м. В пойме было еще одно отвер­ стие в 34 м через р. Васевку (рис. 26). В 1902 г. производились гидрометрические наблюдения для определения расчетного исто­ рического расхода 1884 г., который с поправками был принят в 1931 г. в 7200 м3/с. ВП его, как теперь установлено, 1 : 2000.

В 1931 г. при наблюдениях были назначены 25 вертикалей по пять вертикалей на пролет. Одновременно работали три вертуш­ ки, створ обрабатывали в один день. Одноточечным способом измеряли поплавками направления течения.

57

Рис. 25. Гидроствор на р. Северский

Донец у ст. Никольской:

а — гидроствор с 34 вертикалями; 6 — план района; в — кривые расходов

1884 г. выше уровня 1931 г. на 1,35 м. В русле под мостом расход 1884 г. оказался равным 6800 м3/с, а на р. Васевке 400 м3/с. При расходе, близком к паводку 1884 г., мост через р. Васевку был бы вынесен. По нашему предложению при постройке второго пу­ ти отверстие р. Васевки в конце 1931 г. было засыпано. Пра­

фермы можно поставить на общие опоры, убрав ледорезы. Со­ общения об этом делались в 1931 и 1932 гг. В европейской части страны мосты не совмещались, а в Сибири совмещались, но там такой эксперимент был преждевременен. И только после войны эта идея была осуществлена. Так, сдвоен мост через р. Волгу у Сызрани и др.

Следует остановиться на предпостроечных изысканиях одно­ временно на двух переходах р. Волги: у Саратова и на 14 км ни­ же у Увека.

Переходы проектировались взамен существовавших с 1894 г. переправ.

УСаратова сечение реки было стеснено дамбой с 6 до 2,5 км,

ау Увека с 4 до 2 км (рис. 29).

Изыскания у Саратова проводились неоднократно. Нужно было найти распределение расходов и скоростей на исследуе­ мом участке реки на расстоянии 15—20 км, уточнить расход 1926 г., изучить ход караванов судов (в особенности у Увека), условия подходов к мосту в пределах поймы, условия ледохода и пр.

Гидрометрические наблюдения велись одновременно на вось­ ми створах длиной от 6 до 3 км. Общая длина основных и допол­ нительных : створов ;45 км,, в том числе в просеках на пойме 27 км. Поставлено на поймах около 100 плавучих вех, установ-

59