Otvety_na_ekz

9. Железобетонные трубы. Конструкция, сечения, оголовки, фундаменты.

Труба - это инженерное сооружение, укладываемое в тело насыпи автомобильной дороги для пропуска водного потока, дороги или скотопрогона.

Железобетонные трубы отличаются высокой прочностью и хорошей герметичностью. Вдобавок, они поставляются к месту строительства в виде стандартных изделий.

Минимальный внутренний диаметр таких труб равен 0,5 метра, а максимальный – 4 метра. Такие трубы выдерживают сейсмическую нагрузку до 9 балов и позволяют обустраивать тоннели в дорогах, рассчитанных на колею шириной более 1,5 метров. Трубы выпускаются в виде звеньев длиной от 1 до 4 метров. Сортамент таких труб определен в ГОСТ 24547-81.

По режиму протекания потока железобетонные трубы могут быть: безнапорные, полунапорные, напорные.

Безнапорный режим - когда входное сечение не затоплено и на всем протяжении трубы поток имеет свободную поверхность. (рис. 1)

рис. 1

Полунапорный режим - когда входное сечение затоплено, т.е. на входе труба работает полным сечением, а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность. (рис.

2)

рис. 2

Напорный режим - когда входное сечение трубы затоплено и на большей своей части труба работает полным сечением. (рис. 3)

рис. 3

Конструкция

Водопропускная труба имеет звенья, составляющие ее тело и два оголовка — входной и выходной.

а — с монолитным бетонным фундаментом; б — со сборным фундаментом из бетонных или железобетонных блоков; в — на искусственном песчано-гравелистом основании; г — на естественном основании; 1 — укрепление русла каменной мостовой; 2

— входной оголовок; 3 — звенья трубы; 4 — выходной оголовок; 5 — укрепление русла монолитным бетоном; 6 — песчано-гравелистая пастель под фундамент

Для обеспечения водонепроницаемости швы между звеньями трубы заполняют паклей, пропитанной горячим битумом, и снаружи обклеивают на горячей битумной мастике двумя слоями рубероида шириной 25 см. Кроме того, с внутренней стороны швы на глубину 3 - 4 см зачеканивают цементным раствором. Внешнюю поверхность трубы покрывают обмазочной гидроизоляцией, состоящей из двух слоев битумной мастики.

Сечения

По форме поперечного сечения железобетонные звенья труб подразделяются на круглые (ЗК) (а), круглые с плоским основанием (ЗКП) (б) и прямоугольные (ЗП) (в). Круглые звенья (цилиндрические и конические) предназначены для дорожноклиматических районов с расчет ной температурой воздуха - 40°С и выше, прямоугольные звенья - для любых районов.

Оголовки

Наиболее важная часть трубы — оголовки, определяющие гидравлические свойства ее. Различают портальные, воротниковые, раструбные и обтекаемые, оголовки.

Портальные оголовки (рис. 4, а) в виде подпорной стенки, поддерживающей откос насыпи, наиболее просты по конструкции, но не обеспечивают плавного протекания потока через отверстие трубы. Их применяют при небольших скоростях течения и малых расходах.

Воротниковый оголовок (рис. 4, б), представляющий собой срезанное заподлицо с откосом насыпи крайнее звено (окаймленное поясом — воротником), в изготовлении более сложен, чем портальный, тоже имеет низкие гидравлические показатели и применяется при небольших скоростях течения и малых расходах. Раструбный оголовок (рис. 4, в) в виде портальной стенки с двумя расходящимися открылками, обеспечивающими лучшие условия протекания потока, применяется в безнапорных и напорных трубах. Обтекаемый оголовок (рис. 4, г) в виде усеченной пирамиды, хотя и сложный в изготовлении, однако он обеспечивает наиболее благоприятные условия протекания потока через трубу, которая может работать в паводок полным сечением. Обтекаемые оголовки применяют преимущественно для круглых напорных труб. В прямоугольных трубах оголовки устраивают обычно раструбного типа.

рис. 4

Фундамент

Звенья и оголовки укладывают на жесткое или податливое основание. К жестким основаниям относят каменные, бетонные, бутобетонные, железобетонные монолитные или сборные фундаменты и естественные скальные основания. При благоприятных грунтовых и гидрологических условиях под трубами небольших диаметров и высоте насыпи до 7 м можно применять искусственное грунтовое основание из гравийно-песчаной подушки. Трубы диаметром 0,5—0,75 м, расположенные под небольшими насыпями при гравийногалечных, среднезернистых и других надежных грунтах, допускается укладывать на расчищенное от растительного слоя и спрофилированное земляное ложе.

а - труба на спрофилированном грунтовом ложе; б - труба на гравийно-песчаной подушке; 1 - гравий (щебень), втрамбованный в грунт; 2 - обмазочная гидроизоляция; 3 - гравийно-песчаная подушка

При недостаточной несущей способности грунтов трубы диаметром 1 м и более укладываю на специальные фундаменты:

а - с лекальным фундаментным блоком; б - с лекальным блоком и фундаментной плитой: в - с монолитным бетонным фундаментом; 1 - лекальный блок; 2 - монолитная или сборная плита; 3 - монолитный бетонный фундамент: 4 - щебеночная (гравийная) подготовка; 5 - обмазочная гидроизоляция

10. Металлические гофрированные трубы. Конструкция, сечения, оголовки, фундаменты. Труба - это инженерное сооружение, укладываемое в тело насыпи автомобильной

дороги для пропуска водного потока, дороги или скотопрогона.

Широко сегодня распространенная гофрированная металлическая труба - один из наиболее прогрессивных вариантов решения задачи создания искусственных дорожных сооружений. Эти многолистовые конструкции, имеющие замкнутый контур, активно используются при сооружении водостоков под железными, автомобильными дорогами. Популярность гофрированных труб из металла обусловлена их высокими прочностными характеристиками, стойкостью к агрессивному воздействию среды, малой металлоемкостью и сейсмостойкостью.

По режиму протекания потока металлические гофрированные трубы могут быть: безнапорные, полунапорные, напорные.

Безнапорный режим - когда входное сечение не затоплено и на всем протяжении трубы поток имеет свободную поверхность. (рис. 1)

рис. 1

Полунапорный режим - когда входное сечение затоплено, т.е. на входе труба работает полным сечением, а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность. (рис.

2)

рис. 2

Напорный режим - когда входное сечение трубы затоплено и на большей своей части труба работает полным сечением. (рис. 3)

рис. 3

Конструкция

1-тело трубы; 2-оголовок; 3-уголок,- 4-грунтовая призма; 5-гравийно-песчаная подушка; 6-противофильтрационный экран; 7-лоток

Тело трубы состоит из звеньев. Длина их 0,91 м между стыками. Типовой проект предусматривает применение стыков внахлестку на болтах М 16 с использованием гаек, плосковогнутых и плосковыпуклых шайб. Количество продольных стыков зависит от числа гофрированных листов, которые, в свою очередь, зависят от диаметра трубы.

Типовой размер гофра 130±2 мм, радиус R - 39,3 мм, возможная толщина листа 1,5; 2,0; 2,5 мм. В северных условиях толщина листов МГТ под автомобильной дорогой должна быть не менее 2 мм.

Важнейшими элементами конструкции являются подушка и противофильтрационные экраны под оголовки. Подушка под телом трубы обычно устраивается из гравийнопесчаной смеси толщиной не менее 0,4 м (на вечномерзлых грунтах - не менее 0,7 м). При слабых грунтах толщина подушки устанавливается расчетом с их заменой.

Противофильтрационные экраны устраивают для предотвращения подмыва основания трубы. Экраны бывают железобетонные, из цементно-грунтовой или глинощебеночной смеси.

Типовой проект предусматривает сооружение асфальтобетонного или цементобетонного лотка на трети сечения круглой трубы по дну. Однако такие лотки недолговечны. Основные причины их разрушений: агрессивность воды; истирание их льдом и переносимы ми потоком твердыми частицами; замораживание и оттаивание в зоне переменного горизонта воды, наледи и др. Целесообразно строительство лотков из сборных железобетонных блоков.

Антикоррозионную защиту МГТ выполняют путем нанесения слоя цинка толщиной до 100 мкм, и дополнительного покрытия из специальных мастик.

Сечения

а - круглая; б - эллиптическая; в - овоидальная; г - труба-арка; д – арочная

Оголовок

а - трубе без оголовка со срезом перпендикулярно оси грубы; б - то же со срезом параллельно откосу; в - оголовок типа "капюшон"; г - раструбный оголовок.

А также различают оголовки с применением железобетонных конструкций (портальные стенки, крылья).

Фундамент