книги / Мостовые переходы

Очертание срезки в плане должно быть увязано с очертанием струенаправляющей дамбы (рис. VIII.9). Ее длину принимают не меньше четырех ширин пойменного участка отверстия, продолжая

течения в русле был не больше 45°. Ширину срезки берут равной ширине пойменного участка между дамбой и руслом, оставляя у откоса дамбы берму, достаточную для размещения гибкого тю­ фячного укрепления.

Как правило, срезка не должна захватывать наносные скопле­ ния в русле. Срезать побочни для увеличения площади живого се­ чения под мостом в большинстве случаев бесполезно, так как в хо­ де руслового процесса они быстро восстанавливаются. Кроме того, на судоходных и сплавных реках искусственное удаление берего­ вых наносных скоплений может создать затруднения для судоход­ ства, вызывая отложение наносов в меженном русле.

Рекомендуется назначать отметку дна срезки, во всяком случае, выше уровня средней межени, не менее чем на 0,5—0,6 м.

Откос срезки, идущий параллельно дамбе, устраивают крутиз­ ной 1 : 2—1 : 1,5. Верховому откосу придают крутизну 1 : 5—1 : 10, низовому— 1 : 10—1 : 20 и меньше.

Если пойменные отверстия расположены на сравнительно не­ глубоких участках пойм, где нет постоянного течения воды, срезку можно делать на всей ширине отверстия, устраивая таким образом под мостом канал. Длина его должна быть достаточной для плав­ ного сопряжения дна канала с поверхностью поймы выше и ниже моста. Если расчетом выяснено, что водопропускную способность пойменного отверстия целесообразно ограничить, не допуская в нем размыва, можно предусматривать укрепление канала. Укрепление это должно быть сплошным во избежание образования глубоких промоин в разрывах между укреплениями.

Если прирусловая пойма низкая (бровка русла незначительно возвышается над меженью), срезку поймы не делают. В этом слу­ чае следует предусматривать у моста расчистку поймы от расти­ тельности со снятием дернового покрова. Такая расчистка способ­ ствует размыву на пойменном участке отверстия и соответственно уменьшает размыв в русле. Расчистку производят вверх и вниз от оси перехода.

На равнинных реках с меандрирующими руслами развитие из­ лучин сопровождается изменением положения русла на пойме. В случае свободно меандрирующего русла вогнутый берег излу­ чины может вплотную подойти к насыпи подхода или к струена­ правляющей дамбе, что вызовет подмыв подошвы и обрушение от­ коса этих сооружений.

Проложение трассы перехода диктуется самыми разнообраз­ ными требованиями (см. гл. III). В связи с этим допускают иногда пересечение осью перехода сильно искривленного русла. Если мост расположить на этом русле, в отверстии возможно косоструйное те­

261

чение и повышенный местный размыв у опор. На судоходных реках возникают затруднения для проводки судов под мостом.

Для устранения указанных неблагоприятных явлений на меанд-

Рис. VIII.10. Схемы спрямления меандрирующего русла:

Площадь поперечного сечения спрямляющего канала рассчиты­ вают из условия пропуска по нему расхода воды, заполняющего русло (до бровок), и с учетом увеличения продольного уклона в спрямлении по сравнению с уклоном в искривленном русле. Рас­ чет производят на основе формулы Шези

'к (VIII.7)

где сок — площадь поперечного сечения канала; Qp — расход в рус­ ле при уровне воды, достигающем бровок; Ск — скоростной коэф­ фициент формулы Шези, соответствующий характеристикам кана­ ла; RK— гидравлический радиус живого сечения канала при пол­ ном его заполнении водой; гр — продольный уклон в искривленном русле (излучине); SP — длина излучины; SK— длина канала.

Глубину воды в канале обычно принимают такой же, как в рус­ ле. Тогда площадь поперечного сечения канала, находимая по фор­ муле (VIII.7), будет меньшей, чем площадь русла.

На судоходных реках спрямляющий канал, идущий через от­ верстие моста, назначают таким, чтобы он имел глубину не мень­ шую, чем в русле, а ширину, достаточную для судоходства.

262

Поперечные сооружения, выдвинутые в поток, стесняют его, поэтому, чтобы чрезмерно не возросла скорость течения в русле, длину береговых траверсов ограничивают. Ее принимают из расче­

продольным течением. Расстояние LTзависит от длины траверса Ст, угла растекания за траверсом р, угла между направлением продоль­

264

По опытным данным угол растекания (3 колеблется от 7 до 20°,

При р=14° согласно последней формуле LT~4Ст. Такое расстоя­ ние между траверсами обычно принимают на равнинных реках. На предгорных и горных реках, где р>14°, берут LT=3-4-2 Ст.

На криволинейных участках (вогнутый берег) расстояние между соседними траверсами находят следующим образом (рис. VIII.14).

Зная угол растекания р (на криволинейных участках его прини­

сплошное укрепление откосов дорогостоящими материалами. Но на мостовых переходах через равнинные реки сплошное укрепление откосов подхода может вызваться необходимостью защиты насыпи от разрушающего действия волн. Конструкции укреплений, рассчи­ танные на волновое воздействие, как правило, способны выдержи­ вать большие скорости течения (см. табл. VII.1). В указанном случае на переходах через равнинные реки траверсов у подходной насыпи не проектируют.

Для сооружения тела траверсов используют разнообразные ма­ териалы (гл. IX): грунт, камень, хворостяную кладку, габионы

265

и даже бетон и железобетон (на горных реках). Траверсы, примы­ кающие к насыпям, почти всегда возводят из грунта.

Траверсы из грунта имеют ширину поверху 2—3 м и крутизну откосов не более 1 : 2, в головах откосы уполаживают до крутизны 1 :34-1 : 4. Откосы и подошвы хорошо укрепляют.

Рис. VIII.16. Схематический план мостового перехода через предгорную реку с блуждающим руслом с длинными направляющими поток дамбами

Траверсы в руслах рек во избежание обхода потоком должны надежно сопрягаться с береговым откосом. Для этого корневая часть тела траверсов заводится в берег, а откос берега у корня планируется и укрепляется. Особенно тщательно должны быть вы­ полнены эти работы у первого верхового траверса, расположенного

вначале защищаемого фронта.

Уголовы траверса всегда развивается местный размыв дна, ко­ торый распространяется вдоль подошвы, поэтому подошву с обеих сторон траверса (верховой и низовой)' укрепляют гибким «тюфя­ ком» или рисбермой из камня (рис. VIII.17).

Ширина тюфяка (или необходимый объем камня в рисберме) зависит от глубины воронки местного размыва. В руслах рек, где

‘известна скорость течения потока, набегающего на траверс, глуби­ ну воронки можно определять по формуле В. С. Муромова, полу­ ченной на основании обобщения опытных данных о местных раз­ мывах

266

траверс имеет наклон вниз по течению, а<90°). Остальные обозна­ чения те же, что при расчете местного размыва у опор мостов (см. гл. VI).

По найденной глубине размыв ЯВ(ТР) определяют ширину тюфя­ ка по формуле (VIII.6).

Рис. VIII.17. Устройство левобережной верховой дамбы на мостовом переходе через предгорную реку с блуждающим руслом (см. рис. VIII. 16):

Ширину тюфяка у подошв пойменных траверсов, примыкающих к подходной насыпи, можно принимать равной двухкратной глуби­ не воды в голове траверса при РУВВ.

На предгорных реках с блуждающими руслами поймы часто от­ сутствуют. Русло разбрасывается, разбивается на рукава, отделен­ ные друг от друга наносными скоплениями; во время паводков эти скопления приходят в движение. Мостовой переход, пересекающий блуждающее русло, стесняет подходами зону блуждания и значи­

267

тельно уменьшает ширину фронта движения наносных скоплений (см. рис. VI.20 и III.5, I вариант).

В отличие от струенаправляющих дамб на мостовых переходах через равнинные реки дамбы у мостов на переходах через пред­ горные реки должны не только регулировать движение воды, но и направлять движение наносных скоплений в отверстие моста че­ рез суженное живое сечение потока. В этом, собственно, и заклю­ чается их основное назначение.

Для того чтобы наносы направлялись под мост, переход от ши­ рокого фронта влечения наносов к суженному в отверстии необхо­ димо осуществлять весьма плавно, постепенно уменьшая ширину потока. В связи с указанным, верховые дамбы устраивают длинны­ ми, их доводят до границ зоны блуждания (см. рис. III.5). Если дамбы короткие и не прикрывают подходов, большая часть наносов откладывается с верховой стороны подходов. Через отверстие моста идет поток воды, влекущий мало наносов, вследствие чего в отвер­ стии размыв дна сильно возрастает.

Длина дамб, доводимых до границ зоны блуждания русла, за­ висит от стеснения реки подходами; с увеличением его дамбы удли­ няются. В среднем вылет верховых дамб обычно составляет 44-5 от­ верстий моста.

При выборе длины дамб обязательно учитывают местные усло­ вия и ситуационные особенности. На предгорных реках дамбы у моста, направляющие наносные скопления, часто предназначают­ ся и для защиты размываемого берега, к которому примыкает мостовой переход. Дамба, прикрывая размываемый берег, не допу­ скает опасного перемещения всего речного потока в обход мостово­ го перехода, В рассматриваемом случае длина дамбы определяется протяженностью участка, на котором происходит размыв берега.

На рис. VIII.16 и VIII.17 показан пример устройства дамбы, на­ правляющей поток в отверстие моста и одновременно служащей для защиты размываемого берега (левобережная дамба).

Верховая дамба вблизи моста очерчивается в плане по эллип­ тической кривой; дальше вверх по течению — по прямой, каса­ тельной к эллипсу или по кривой большого радиуса. Примыкание дамбы к линии границы зоны блуждания должно быть выполнено под острым углом.

Низовую дамбу устраивают короткой, такую же, как на пере­ ходах через равнинные реки. Она очерчивается по круговой кри­ вой. Центральный угол кривой может быть допущен больший, чем на равнинных реках (до 15-4-20°), так как расширение растекаю­ щегося потока на предгорных реках происходит быстрее.

При большой ширине реки выводить верховые дамбы до границ зоны блуждания не всегда возможно. Постройка длинных дамб об­ ходится слишком дорого. Тогда у моста устраивают короткие дам­ бы шпоровидного или грушевидного очертания (рис. VIII. 18), но, учитывая возникающие при этом явления, предусматривают специ­ альные меры для защиты сооружений мостового перехода.

Резкое сужение потока на небольшом участке вблизи перехода

268

Г л а в а IX

УКРЕПЛЕНИЕ ПОДХОДНЫХ НАСЫПЕЙ, РЕГУЛЯЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ И РУСЕЛ

§ IX.1. ВИДЫ УКРЕПЛЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ

Земляные сооружения мостового перехода (подходные насы­ пи, струенаправляющие дамбы, траверсы) подвергаются воздейст­ виям текущей воды, волн, ледоходов и атмосферных осадков. По­ верхности этих сооружений для предотвращения их от разрушения должны быть укреплены. В некоторых случаях необходимо также укрепление участков береговых откосов, расположенных вблизи мостового перехода или примыкающих к его сооружениям.

Откосы земляных сооружений укрепляют в пределах разлива высоких вод.

Степень воздействия текущей воды, волн и ледоходов на раз­ личные участки откосов подходных насыпей, дамб и берегов неоди­ накова. Наибольшие скорости воды обычно наблюдаются у голов струенаправляющих дамб и траверс или при их отсутствии у кону­ сов подходных насыпей. Самые большие волны образуются при вы­ соких уровнях воды и воздействуют на участки откосов, располо­ женные в этом уровне. Ледоходом чаще всего повреждаются внеш­ ние откосы струенаправляющих дамб, конусы подходных насыпей, береговые откосы.

Можно выделить также участки подходных насыпей и дамб, которые подвергаются слабому воздействию текущей воды, волн и ледоходов. Это участки подходных насыпей у границ разлива во­ ды, внутренние откосы струенаправляющих дамб и откосы насы­ пей в сопряжении с дамбами.

Для экономии средств укрепления разных участков откосов насыпей, дамб и берегов обычно производят по-разному, в соот­ ветствии с характером воздействий потока (см. гл. VII и VIII).

При проектировании должна быть назначена отметка верха ук­ репления. Эту отметку определяют по формуле

2 Укр = 2 + AhH + Анаб + а , ( I X . 1 )

где z— отметка расчетного уровня воды; AhH— величина подпора, образующегося вследствие стеснения потока мостовым переходом; ^наб ■— высота набега волны на откос; а— запас, принимаемый равным для подходных насыпей и береговых откосов не меньше 0,5 м, а для регуляционных сооружений — 0,25 м.

Определение величины подпора и высоты набега волны было из­ ложено выше в §§ V.6 и IV.8.

270