книги / Мостовые переходы

На мостовых переходах, расположенных в зонах водохранилищ, должна быть также определена отметка, ниже которой волны не бу­ дут воздействовать на откосы и где поэтому может быть устроено облегченное укрепление. Эту отметку определяют по формуле

волны.

Отметка 2 укр. 0бл должна быть ниже уровня низкого ледохода. В настоящее время в качестве укреплений применяют железо­ бетонные, сборные и монолитные, бетонные плиты, каменные на­ броски, гибкие тюфячные покрытия из железобетонных и бетонных плит, каменное мощение, габионы, асфальтобетонные плиты и тю­ фяки, хворостяные тюфяки, одерновку, посадку кустарников, ле­

сопосадки и посев трав.

Преимущественно применяют индустриальные типы укреплений, к которым можно отнести укрепления из железобетонных и бетон­ ных плит, из каменных набросок, железобетонных тюфяков и неко­ торых других конструкций. Каменное мощение, габионы, хворостя­ ные конструкции требуют для своего осуществления больших за­ трат ручного труда, и поэтому эти типы укреплений применяют ог­ раниченно, при небольших объемах работ.

Тот или иной тип укрепления выбирают в зависимости от степе­ ни воздействия на откосы текущей воды, волн и ледоходов.

При возможности образования на реке больших волн или боль­ шой скорости течения, а также при интенсивных ледоходах для за­ щиты откосов применяют железобетонные плиты. При более сла­ бых волнах, скоростях течения и ледоходах применяют бетонные плиты.

При скоростях течения 2—3 м/с и небольших волнах можно устраивать каменные наброски. Каменными набросками защищают как сухие, так и подводные откосы.

При возможных размывах дна у подошвы откоса укладывают гибкие тюфяки из железобетонных и бетонных плит (рис. IX. 1). Гибкое покрытие, уложенное на дно реки у откоса, по мере размы­ ва дна опускается и защищает откос от размыва.

Габионные укрепления представляют собой кладку из заполнен­

когда нет возможности получить индустриальные конструкции или когда на короткий срок службы укрепления представляется не­ целесообразным их расходовать.

Предварительно конструкция укрепления на тех или иных уча­ стках откосов может быть назначена по данным таблицы, приведен­ ной в гл. VII.

271

При VXOH>VOдно у подошвы откоса нужно укреплять. Величину донной волновой скорости определяют по формуле

где п— коэффициент; haи X— соответственно высота и длина вол­ ны; g— ускорение силы тяжести; h— глубина воды перед откосом.

несвязных грунтов и по формуле (П.З) для связных грунтов, приве­ денным в § II.2.

Ширину укрепления дна /уКр у подошвы откоса (рис. IX.2) при­ нимают в зависимости от высоты волны и глубины воды перед отко­ сом по табл, IX. 1.

Р и с . I X .2 . У к р е п л е н и е д н а у п о д о ш в ы о т к о с а :

/ — укрепление откоса; 2 — укрепление дна; 3 — каменная рисберма

Т А Б Л И Ц А IX.1

Ширина укрепления дна, м

•Высота волны. М

Толщину укрепления дна dпринимают в зависимости от соотно­ шения между глубиной воды у откоса hи критической глубиной /гкр.

Критическая глубина — эта такая глубина на откосе, при кото­ рой волна теряет устойчивость, происходит опрокидывание ее греб­ ня и волна разрушается. Разрушение волны происходит вследствие большой разности между скоростями гребня волны и подошвы. С уменьшением глубины перед откосом до hKpэта разность все время увеличивается. Возникновение разности в скоростях гребня и подошвы волны связано с тормозящим действием на подошву волны самого откоса, а также потока воды, скатывающегося с от­ коса.

Критическую глубину для откосов крутизной от I : 1,5 до 1:5 определяют по эмпирической формуле, предложенной П. Д. Хасхачихом

(IX.4)

где т — котангенс угла наклона откоса к горизонту.

При /1 </г,ф толщину укрепления дна принимают равной толщи­ не основного укрепления откоса, так как в этом случае и на укреп­ ление дна, кроме размывающего воздействия волновой скорости ияоп, будут воздействовать также и удары волн.

При h>hKр принимают минимальную для данного типа укрепле­ ния толщину. Например, для укрепления из железобетонных плит минимальная толщина 0,1 м.

Расчетом также определяют размеры конструкций, с помощью которых осуществляется сопряжение укреплений с земляными от­ косами сооружения и дном русла: рисберм, слоев фильтра, свай, прикрепляющих тюфяки к откосу, и др.

При назначении типа укреплений откосов, помимо технических, необходимо учитывать экономические, производственные и эксплу­ атационные соображения.

С экономической точки зрения нужно применять более дешевые

изготовления и каменные наброски.

С производственной точки зрения также предпочтительны инду­ стриальные типы укреплений из плит.

Выбранные типы укреплений должны быть надежны в эксплу­ атации и долговечны. С этой точки зрения в плитных укреплениях нужно уменьшить число деформационных швов, для фильтров при­ менять только чистые материалы, для каменных набросок— круп­ ные камни морозоустойчивых пород.

§ IX.2. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И БЕТОННЫЕ УКРЕПЛЕНИЯ

Сборные железобетонные плиты, омоноличенные по контуру,

применяют при наличии сильного волнового воздействия, при вы-

274

соте волн до 3 м, или большой скорости течения воды до 6—8 м/с, а также при интенсивных ледоходах. Размеры плит в плане 2,5X3,0 м и полуплит 2,5X1,5 м. Плиты укладывают в направле­ нии, параллельном урезу воды, стороной, равной 2,5 м, и омоноличивают по периметру в карты больших размеров. Стыки плит, рас­ положенные вдоль уреза воды, имеют такую же прочность, как и сечения плит, т. е. являются равнопрочными стыками. Это создает условия для работы карты из плит как единого целого.

Карты, в которые омоноличиваются отдельные плиты, могут иметь размеры вдоль уреза воды до 40 м, а в направлении, перпен­ дикулярном линии уреза, — 15—20 м.

Швы в карте, направленные вдоль уреза воды, где устроены равнопрочные стыки, перевязываются путем укладки через ряд в нижнем и верхнем рядах полуплит. Швы, направленные перпенди­ кулярно урезу воды, не перевязываются (рис. IX.3).

Толщину плит назначают по расчету от 0,1 до 0,2 м.

Плиты изготавливают из обычного и предварительно напряжен­ ного железобетона. Для плит из обычного железобетона применя­ ют гидротехнический бетон марки 200 и стальную арматуру в виде сварных сеток. Для плит из предварительно напряженного железо­ бетона используют гидротехнический бетон марки 300 и стальную арматуру в виде сварных сеток и напрягаемых стержней.

Достоинством укреплений из сборных железобетонных плит является полная индустриализация их изготовления, более высокое качество бетона, приготавливаемого в заводских условиях, сниже­ ние расхода бетона и арматурной стали по сравнению с монолитны­

товления плит приваривают

ксеткам. На верхней грани плит имеются монтажные петли.

Впредварительно напряженных железобетонных плитах, кроме арматурных сеток, установлены в плоскостях сеток предварительно напрягаемые стержни из прочной стали (25Г2С или 35ГС).

Сборные железобетонные плиты укладывают на откосе на же­ лезобетонные подкладки шириной 0,3 м и толщиной 0,1 м, распо­ лагаемые в стыках плит, параллельных урезу воды. На каждую подкладку опираются две соседние плиты с зазорами между ними величиной 8—16 см. В стыках, перпендикулярных урезу воды, под­ кладок нет, в этих стыках плиты укладывают вплотную одна к другой.

В подкладках имеются металлические закладные планки, кото­ рые сваривают с нижними закладными пластинками плит. Верхние закладные пластинки плит соединяют между собой сваркой стержней (рис. IX.5, а). На закладные детали укладывают арматур­ ную сеточку и стык омоноличивают бетоном. Получается стык, рав­ нопрочный сечению плиты.

276

В направлении, перпендикулярном урезу воды, конструкция стыка проще, так как в этом направлении нет необходимости иметь равнопрочные стыки. Плиты в этом направлении соединяют только сваркой (рис. 1Х.5, б). В штрабу, образуемую четвертями, уклады­ вают арматурную сеточку и стык омоноличивают бетоном.

Между подкладками, заподлицо с ними, до установки плит на откос насыпают щебеноч­ ную или гравийную под­ готовку толщиной 0,1 м.

Она является однослой­ ным фильтром и препятст­ вует выносу частиц грун­ та с откоса через отверс­ тия в омоноличенных пли­ тах, которые могут быть допущены при устройстве укрепления.

Карты из омоноличен­ ных плит отделяют одну от другой температурноосадочными швами, уст­ раиваемыми примерно через 40 м по длине отко­ са. В эти швы под плита­ ми укладывают трехслой­ ный ленточный фильтр (рис. IX.6). Этот шов яв­ ляется водопроницаемым, но наличие фильтра пре­ пятствует выносу через шов частиц грунта с от­ коса. При большой длине откоса, более 15—20 м, такие же температурно­ осадочные швы с фильт­ рами устраивают парал­ лельно урезу воды.

Толщина слоев фильт­ ра и размеры фракций фильтровых материалов подбирают по расчету.

Сборное железобетонное укрепление из омоноличенных плит сопрягается с неукрепленным дном или с помощью рисбермы в виде каменной призмы с монолитным бетонным упором или с помощью железобетонной упорной плиты (рис. IX.7). Каменная призма и же­ лезобетонная упорная плита укладываются на двухслойный фильтр. Такая конструкция сопряжения может быть применена при возможности выполнения работ «насухо», когда откосы располо­ жены выше низкого меженного уровня.

При постоянном подтоплении откоса подводная часть откоса не может быть защищена железобетонными плитами, и она обычно защищается каменным банкетом, отсыпаемым в воду. Берма этого банкета должна возвышаться над уровнем межени не менее чем на 0,25 м. В этом случае расположенные выше банкета железобетон­ ные плиты сопрягаются не с дном, а с банкетом и сопряжение это выполняется так же, как сопряжение с неукрепленным дном.

вплотную одна к другой. Допустимый зазор между плитами не бо­ лее 1 см. Швы между ними не перевязывают и не омоноличивают.

На каждой стороне плиты с верхней стороны ее устраивают не­ большую штрабу, в которую выпускают арматурный стержень (рис. IX.9). Выпущенные арматурные стержни соседних плит со­ единяют или специальными хомутами или сваривают.

Толщину плит назначают по расчету. Чаще всего применяют плиты толщиной 0,15 и 0,20 м.

Плиты изготовляют из обычного железобетона, применяют гид­ ротехнический бетон марки 200. Плиты армируют металлическими сетками — верхней и нижней.

Преимуществом этого типа укрепления в сравнении с омоноличенными плитами является значительное упрощение конструкции -плит и производства работ по их монтажу. Но этот тип укрепления при небольшом размере плит не в состоянии противостоять сильно­ му волновому воздействию. Кроме того, при этом укреплении уве­ личиваются затраты на устройство фильтров.

278

Сопряжение железобетонного укрепления из разрезных плит с дном у подошвы откоса осуществляется так же, как и при омоноличенных плитах (рис. IX.7).

Рис. IX.8. Укрепление откоса насыпи сборными железобетонными разрезными плитами:

слоя 10 см; 5 — каменная призма с бетонным упором; 6 — шарнирные соединения плит

Плиты бетонируют по щебеночной или гравийной подготовке толщиной 0,10—0,15 м (рис. IX. 10).

Плиты изготавливают из гидротехнического бетона марки 200,

Рабочая арматура в нижней сетке укладывается в направлении, перпендикулярном урезу воды.

Р и с . IX .1 0 . У к р е п л е н и е о т к о с а н а с ы п и м о н о л и т н ы м и ж е л е з о б е т о н н ы м и п л и т а м и :

а — разрез; б — план; / — монолитные железобетонные плиты; 2 ~ доска, пропитанная крео­ зотом; 3 — железобетонная доска; 4 — щебеночная или гравийная подготовка

Плиты одна от другой отделяются конструктивными швами. Швы образуются путем установки по контуру плит до бетонирова­ ния досок толщиной 2 см, пропитанных креозотом. Во время бето­ нирования эти доски служат боковой опалубкой плиты. Между со­ бой плиты соединяются стержнями специального арматурного кар­ каса, укладываемого в шве (рис. IX. 12). Стержни этого каркаса пропускают сквозь опалубку.

Под швами устраивают трехслойный ленточный обратный

280