книги из ГПНТБ / Металлические гофрированные трубы под насыпями

отсутствовали заклепки. Осмотр состояния продольных и попереч­ ных стыков показал, что в большинстве случаев они находятся в хо­

внутреннего 'периметра трубы. Бетонное покрытие достаточно хоро­ шо защищает металл лотка от коррозии. При обследовании корро­ зия была обнаружена только в местах, где не было бетонного слоя или он был разрушен. Сквозная коррозия металла лотка наблюда­ лась на десяти трубах линии Тула — Ханино и на одной трубе ли­ нии Тбилиси — Телавн. Характерно, что при сплошном разрушении металла лотка на ширине 30—40 см общих деформаций в трубе не обнаружено. С внутренней стороны выше бетонного лотка, а также •на видимой наружной стороне коррозия отмечена значительно ре­ же и, как правило, слабая, .поверхностная.

Состояние бетонных и каменных оголовков металлических труб •на линии Тула — Ханино в большей части плохое — кладка .разру­ шена, .в некоторых трубах под давлением насьгаи оголовки отор­ вались от металла звеньев, образуя щели до 10—12 см. На линии Тбилиси — Телави все трубы построены без оголовков, и особых не­ достатков в их работе не замечено.

Во время обследования труб измеряли внутренние горизонталь­ ный и вертикальный диаметры (между вершинами •гофров) труб, толщину металла и защитного локрытия, размеры гофра и длину труб по лотку, а также нивелировали трубы по замку.

Обследованием .в 1969 г. металлических труб на Московской и Закавказской ж.-д. удалось установить следующее..Количество за­ клепок диаметром в 16 мм в продольных стыках оказалось вдвое меньше, чем это требуется по современным нормам ,(СН 2O0-6S). Несмотря на это, за '60-летний период эксплуатации стыки не пре-

11

терпели сколько-нибудь заметных деформаций. Измеренная в нату­ ре толщина оцинковки металла труб на Московской ж. д. колеблет­ ся по разным трубам от 35 до S5 мк, на Закавказской — от 43 до 100 мк. Большую разницу в толщинах защитного покрытия, видимо, можно объяснить недостатками изготовления труб, что сказалось на развитии коррозии. На Московской ж.-д. вследствие более влаж­ ного климата 85% труб поражено коррозией, охватившей от'0,5 до 35% внутренней поверхности. На Закавказской ж. д. коррозия об­ наружена у 50% труб с размером от il до 30% внутренней поверх­ ности, в том числе на одной трубе сквозная коррозия.

•Причинами коррозии металлических труб, обнаруженной после долголетней эксплуатации, в первую очередь, нужно считать недо­ статочную и неоднородную толщину цинкового покрытия, его по­ вреждения при монтаже, повышенную влажность и агрессивное •воздействие водотоков на слабо защищенные лотки труб. .Качест­ венно лучшая защита лотка обеспечивается при использовании бо­ лее упругого материала, как, например, битуминизированного ас­ фальта. Бетонная защита деформируется чаще и требует более быстрой смены. Обследованием в L9&9 .г. установлено, что только. 3 трубы требовали замены из-за большой коррозии металла, а ос­ тальные находились в удовлетворительном состоянии после 60 лет эксплуатации.

Обследования состояния водопропускных труб йз гофрирован-' ного металла, в большом числе имеющихся на эксплуатируемых отечественных железных дорогах, показали, что такие сооружения,, построенные с соблюдением специальных требований по сортамен­ ту металла и его защите цинковыми покрытиями, с устройством ас­ фальтобетонные покрытий лотков, успешно эксплуатируются в те­ чение 60—80 лет.

§ 2. ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ . МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ

Достоинства гофрированного металла способствовали быстрому развитию его производства и широкому приме­ нению для труб за рубежом в начале текущего века сначала на

строительстве железных, а затем автомобильных дорог. <В настоя­ щее время металлические гофрированные трубы применяют как в. суровы>х климатических условиях (Канада, Аляска), так и в жар­ ких тропических районах Африки и Азии. Возводят их под насыпя­ ми высотой до 40 м и для пропуска весьма значительных расходозмалых и средних рек.

Распространенные в настоящее .время в США формы попереч­ ных сечений — круглая (рис. 5,а), эллиптическая и арочная замк­ нутая (рис. 5, б). Примерно такие же трубы применяют и в Японии. Для применяемых форм поперечных сечений сооружений, неодно^- кратно проверенных на строительстве (рис. 6), установлены рацио­ нальные соотношения толщины листов и размеров профиля волни­ стого металла '(см. гл. I I ) .

12

§ 7). В последнее время в США начинают применять в металличе­ ских трубах нержавеющие стали, что позволяет существенно повы­ шать их противокоррозионную стойкость.

В США распространено несколько способов стыкования элемен­ тов металлических труб: клепка, контактная (точечная) электро­ сварка, соединение спиральным замковым швов и на болтах. Пер­ вые три вида соединений обычно выполняют в заводских условиях для изготовления труб малых диаметров (до 1,5—-2,0 м). Стыки на болтах устраивают в трубах значительных отверстий, собираемых

метрах тела заклепок от 7,9 до 9,5 мм) с нахлесткой соединяемых, листов. Продольные стыки элементов трубы устраивают одноили двухрядными, в зависимости от отверстия трубы и высоты насыпи. Заклепки располагают на каждом гребне гофра. В поперечных стыках '(по периметру трубы) для соединения на заводе отдельных звеньев в секции заклепки располагают с шагом ЬВ2 мм. Точечную электросварку стыков внахлестку выполняют на заводах на специ­ альных машинах. Этот сравнительно новый способ обеспечивает до­ статочную прочность стыков, и его широко применяют при изготов­ лении труб небольших диаметров (до 1,0 м).

•С 1925 г. в США, а ,в последнее время и в ряде европейских стран (Франция, Англия, Финляндия) развивается производство труб небольших диаметров из гофрированного металла со спиральным замковым швом. Такие трубы изготавливают из рулонного оцинко­ ванного металла на специальных машинах (рис. 7), которые одно­ временно с образованием волны производят соединение кромок ме­ таллической полосы по спирали замковым швом. На этой же маши­ не готовые трубы разрезают на звенья длиной, удобной для перевозки. Отпадает необходимость в продольных стыках, а более ,редкие поперечные стыки в этом случае выполняют на месте строи­ тельства с помощью соединительных бандажей на болтах. Высокая производительность таких машин способствует снижению стоимо­ сти изготавливаемых конструкций.

За долголетний период строительства и эксплуатации металли­ ческих гофрированных труб за рубежом, особенно в США, неодно­

12000 водопропускных труб разных размеров и форм, построенных из •гофрированного металла. Эти обследования позволили устано­ вить в отдельных сооружениях характерные дефекты, во многом аналогичные отечественным данным (см. § 1), и принять меры к их

•15

Г л а в а I I

К О Н С Т Р У К Ц И Я В О Д О П Р О П У С К Н Ы Х ТРУБ

§3. ТИПЫ КОНСТРУКЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ ТРУБ

Особенность труб из волнистого металла — малая 'попе­ речная жесткость, ввиду чего в них могут возникать зна­ чительные деформации от действия внешних нагрузок. Однако де­ формации металлической трубы, находящейся в окружении масси­ ва насыпи, ограничены их взаимодействием'—в этом суть высокой эффективности этих сооружений. Не менее важным технико-эконо­ мическим фактором таких труб является возможность укладки их непосредственно на грунтовую подушку в основании без специаль­ ного фундамента. На всем своем протяжении трубы имеют сплош­ ную непрерывную конструкцию с надежными и плотными попереч­ ными стыками между элементами. Достаточно высокая гибкость сплошной но длине гофрированной конструкции позволяет ей легко воспринимать возможные деформации грунтового основания насы­

пи без нарушения целостности сооружения.

Все приведенные особенности металлических труб предопреде­ ляют и их конструктивные решения. По форме поперечного сечения обычно применяют трубы круглые, эллиптические с удлиненным вертикальным диаметром, овоидальные и арочные. Круглые трубы диаметром до 6—7 м наиболее экономичны. В последние годы име­ ются случаи постройки круглых труб еще больших диаметров. Так, на территории одного из рудников штата Мичиган (США) на авто­ мобильной дороге построена труба диаметром 9 м. Эллиптический профиль трубы применяют при засыпке их с малой степенью уплот­ нения. Они имеют диаметр от 1,5 до 7,0 я до удлинения вертикаль­ ного размера (обычно на 5%). Арочные трубы целесообразны при ограниченных строительных высотах, их устраивают с пролетами до 6,0 м и стрелой до 4,0 м. Такие трубы с упорными балками поз­ воляют перекрывать пролеты до 12 м. Овоидальные трубы обычно применяют в качестве пешеходных тоннелей и скотопрогонов.

Металлические гофрированные трубы сооружают как без специ­ альных оголовков, оставляя выпуски трубы из насыпей с вертикаль­ ными (рис. 8, с) или срезанными параллельно откосу насыпи (р.ис 8, б) торцами, так и с оголовками из -камня, бетона, железо­ бетона или металла.

эффективности работы трубы, ее экономичности и надежности в пе­ риод эксплуатации, т. е. с учетом факторов, основными из которых