|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Раздел «ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ»Стр 1 из 6Следующая ⇒
Раздел «ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ» Оглавление
ЛЕКЦИЯ №1 План лекции 1 ТИПЫ СООРУЖЕНИЙ НА ПЕРЕСЕЧЕНИЯХ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГОЙ ВОДНЫХ ПРЕПЯТСТВИЙ 2 ИЗЫСКАНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ 2.1 Комплекс сооружений мостового перехода 2.2 Назначение и комплекс изыскательских работ 2.3 Выбор места мостового перехода
ЛЕКЦИЯ №2 План лекции 2.4 Топографо-геодезические и инженерно-геологические работы 2.5 Определение расчетного судоходного уровня 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ МОСТОВ 3.1 Особенности гидравлического расчета отверстий средних и больших мостов 3.2 Определение отверстий мостов с учетом размыва подмостового русла 3.3 Технико-экономические предпосылки выбора оптимального отверстия моста 3.4 Расчет размыва по допускаемым скоростям течения
2.4 Топографо-геодезические и инженерно-геологические работы Для разработки вариантов пересечения реки, проектирования моста, подходов к нему и регуляционных сооружений необходимы подробные планы участка реки и прилегающей местности в зоне намечаемого мостового перехода. Для этих целей производятся следующие топографо-геодезические работы: съемка генерального плана мостового перехода (рис. 2.6) поперек реки в пределах разлива (с запасом 1—2 м над наивысшим уровнем воды) и вдоль реки вверх но течению на 1—1,5 ширины разлива, а вниз по течению на 0,7—1 ширины разлива; съемка детальных планов в необходимой полосе, непосредственно прилегающей к оси перехода, на всю ширину разлива реки поперек ее долины и вдоль реки выше и ниже по течению на 1—1,5 длины отверстия моста, но не менее чем по 100 м в каждую сторону от оси мостового перехода.
Рисунок 2.6 - План мостового перехода Генеральный план в зависимости от ширины разлива снимается в масштабах от 1:1000 до 1:10000. Весьма эффективна для получения таких планов аэрофотосъемка, а в горной местности и фототеодолитная съемка. Детальные планы снимаются для всех конкурентных вариантов мостовых переходов в более крупных масштабах 1:500—1:2000 с сечением горизонталей через 0,5 — 1,0 м. В тех случаях, когда собранные о реке данные указывают на интенсивный русловой процесс, для прогнозирования русловых деформаций производят в дополнение к съемкам детальных планов многократные съемки русл. Например, при побочневом типе руслового процесса (периодически расширяющиеся русла) русло снимают в горизонталях по окончании паводка на протяжении четырех побочней для фиксации наибольших глубин, образовавшихся при проходе паводка в плесовых лощинах. На меандрирующих реках русловую съемку выполняют по окончании паводка в пределах пересекаемой трассой излучины и двух смежных с ней — верховой и низовой. Инженерно-геологические обследования участка реки, пойм и склонов в пределах намечаемых вариантов мостового перехода имеют целью установить условия залегания и инженерно-геологические свойства грунтов речной долины для проектирования основных сооружений мостового перехода, сведения об аллювиальных отложениях реки для оценки возможных русловых деформаций и возможности допущения размыва под мостом, а также выявить условия использования местных строительных материалов в районе перехода.
Инженерно-геологические обследования включают инженерно-геологическую съемку и необходимые разведочные работы для составления геологического и геолого-литологических разрезов речной долины вдоль оси перехода, а в необходимых случаях и поперечных разрезов для выявления поперечного наклона напластований. Весьма эффективны для этих целей современные методы электроразведки, а также магнитные и другие геофизические методы инженерно- геологической разведки. При значительном протяжении пойменных насыпей существенное значение приобретают также обследования, необходимые для решения вопросов обеспечения устойчивости пойменных насыпей и отыскания земляных карьеров. Наряду с топографо-геодезическими и инженерно-геологическими изысканиями на пересекаемых водотоках производятся инженерно-гидрологические работы. Инженерно-гидрологические работы выполняют с целью изучения режима реки и определения необходимых расчетных гидрологических характеристик для проектирования сооружений мостового перехода. При этом должны быть изучены условия возможного изменения с течением времени естественного русла. Инженерно-гидрологические работы состоят из гидрометрических и морфо- метрических работ. При изысканиях мостовых переходов стремятся ограничиться производством морфометрических работ, менее трудоемких и доступных к выполнению в беспаводочный период. Однако ограничиться этими работами возможно лишь в условиях, когда вблизи проектируемого перехода имеются постоянные гидрологические посты, материалы наблюдений которых обеспечивают надежное определение расчетных гидрологических характеристик, либо когда вблизи проектируемого расположен существующий переход, нормальная работа которого проверена за период эксплуатации и размеры сооружений которого могут служить аналогом для проектируемого, либо, наконец, когда мостовой переход располагается на участке реки с небольшими поймами. В остальных случаях необходимо производство гидрометрических работ, которые определяют характеристики гидрологического режима водотока в период половодья или паводка. В ряде случаев применяют смешанные гидроморфометрические изыскания, выполняемые в весенне-летний период. Производство морфометрических изысканий в зимнее время не рекомендуется, за исключением тех районов, где проведение работ зимой значительно облегчается, а также если не требуется изучение зимнего режима рек. ЛЕКЦИЯ №3 ПЛАН ЛЕКЦИИ 3.5 Расчет размывов по гидрографу паводка 4 РЕГУЛЯЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ 4.1. Назначение и виды регуляционных сооружений 4.2 Основы проектирования регуляционных сооружений 3.5 Расчет размывов по гидрографу паводка Рассмотренные выше методы расчета общего размыва подмостового русла исходят из постоянной величины расчетного расхода и предполагают длительный период паводка. Последнее условие необходимо для того, чтобы успел произойти размыв соответствующего слоя. В действительности паводки, как правило, ограничены во времени, и это существенно сказывается на глубине размыва под мостом. В ЦНИИС Минтрансстроя создали метод расчета общего размыва с учетом продолжительности паводка, т. е. по гидрографу расчетного паводка. Выполненный с использованием этого метода ряд расчетов показал, что применение такой методики дает коэффициент размыва на 10—20% меньше, чем по методу скоростей динамического равновесия. Суть метода расчета размыва по гидрографу паводка состоит в следующем. На основе обобщения ряда гидрографов данного водотока, близких по вероятности превышения максимальных расходов к вероятности превышения, принятой при проектировании мостового перехода, строят гидрограф расчетного паводка. Максимальная ордината его равна расходу установленной вероятности превышения, а периоды подъема, стояния пика и спада паводка соответствуют характеру реальных гидрографов. При расчете размыва криволинейный гидрограф заменяется ступенчатым, при этом число ступеней от момента выхода воды на пойму до начала спада принимается, как правило, не менее трех. Для упрощения расчетов ступени на спаде принимают обычно при тех же расходах, что на подъеме (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 - Схематизированный гидрограф расчетного паводка Размыв определяют, последовательно суммируя его на каждой ступени гидрографа. В основе расчета размыва на данной ступени лежит зависимость:
где Δt — период времени, с, в течение которого объем размыва достигает ΔW; G1 — расход наносов, выносимых из-под моста при расходе водотока, соответствующем данной ступени гидрографа, кг/с; G2 — расход наносов, поступающих к мостовому сечению при том же расходе, кг/с; γ — плотность грунта, кг/м3. Расчет состоит в подборе такого объема, а, следовательно, глубины слоя размыва на каждой ступени гидрографа, на осуществление которого необходимо время, равное продолжительности данной ступени Т. Для этого, задаваясь последовательно небольшими слоями размыва Δh (например, 0,10—0,20 м), определяют соответствующий им объем размыва ΔW, м3, и по формуле (1) определяют время Δt. При равенстве ΣΔt = Т фиксируют суммарную глубину размыва на данной ступени гидрографа ΣΔh и переходят к аналогичному расчету на следующей ступени. Расчет на последующей ступени гидрографа производят с учетом величины размыва, происшедшего на предыдущей ступени. Объем размыва ΔW рассчитывается исходя из того, что размеры тела размыва определяются слоем смыва, отверстием моста и длиной распространения размыва вверх по течению реки от оси мостового перехода, которая в свою очередь зависит от ширины разлива реки, бытовой скорости потока и уклона водной поверхности. Расходы наносов, входящие в формулу (3.7), рассчитывают как произведение расхода воды и мутности потока: G1= Qρ; (3.8) G2 = Qpρp, (3.9) где Q и Qp — соответственно полный расход воды в подмостовом живом сечении и расход в русле реки, м3/с; ρ и ρр — мутность под мостом и в русле реки в зоне подпора, кг/м3. Мутность определяют в зависимости от скорости потока, размывающей скорости, среднего диаметра частиц наносов и средней глубины потока. Размывающая скорость также зависит от средней глубины воды и диаметра частиц. При определении мутности ρ все указанные величины принимаются для сечения под мостом, при определении ρр — для сечения русла в зоне подпора. Таким образом, в расчете на каждой ступени гидрографа учитываются величины соответствующего этой ступени расхода и уровня воды в реке, а на каждом шаге расчета в пределах данной ступени учитывается изменение глубины вследствие происходящего размыва и зависящее от глубины изменение скоростей, мутности и расхода наносов. По мере углубления размыва значения разностей G1 — G2 уменьшаются, а затем становятся отрицательными, что свидетельствует об отложении наносов под мостом. Переход от положительных к отрицательным значениям G1 — G2 соответствует максимальной величине размыва. Обычно он наступает на спаде паводка, однако, если паводок растянут и период подъема продолжителен, максимум размыва может совпадать с пиком паводка. Размыв, определяемый указанным методом, характеризует среднюю по живому сечению под мостом глубину размыва. Далее следует задаться несколькими вариантами отверстия моста L, для каждого из них определить величину размыва под мостом, рассчитать значения коэффициентов размыва Р и, построив зависимость Р( L ), установить границы возможного варьирования отверстием в технико-экономических расчетах.
4 РЕГУЛЯЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ 4.1. Назначение и виды регуляционных сооружений Общая цель регулирования водных потоков, пересекаемых дорогой, состоит в обеспечении течения потока воды и движения наносов в нужном направлении при соблюдении требуемых условий эксплуатации дорожных сооружений. С этой целью на мостовом переходе наряду с водопропускным сооружением возводят комплекс p е г у л я ционных сооружений, которые должны обеспечить: · плавный вход пойменного потока в отверстие моста, с тем чтобы избежать сбоя струй непосредственно у сооружения; · равномерное распределение расхода по всему отверстию, чтобы избежать сосредоточения размыва в отдельных частях живого сечения и связанного с этим подмыва опор; плавный вывод потока из-под моста; · предупреждение подмыва конусов и пойменных насыпей; прямолинейное направление потока под мостом; устойчивость и неизменность русла реки в районе перехода. В отдельных случаях в задачи регулирования потока входит спрямление русла, а также ограждение населенных пунктов и других объектов от затопления высокими водами в связи с возведением перехода. Регуляционные сооружения должны обеспечивать защиту дорожных сооружений от ледовых нагрузок, а также снижение высоты волн или их наката до пределов, безопасных для coopужений. К регуляционным сооружениям относятся (рисунок 4.1):
дамбы, поперечные сооружения, запруды и полузапруды, укрепительные сооружения, а также срезка под мостом пойменных берегов (уширение русла) и спрямление русла.
По роду потока, на который оказывается воздействие, peгуляционные сооружения разделяют на пойменные и русловые. Струенаправляющие сооружения обеспечивают требуемое направление потока. На мостовых переходах через равнинные реки обычно устраивают струенаправляющие дамбы на поймах для направления и плавного ввода пойменных потоков в отверстие моста и плавного вывода сжатого водного потока из-под моста. Мосты на переходах через блуждающие реки не имеют пойменных участков отверстия (стеснено само русло реки). Возводимые здесь дамбы предназначены для плавного сужения русла на подходе к мосту, направления струй воды и подвижных скоплений наносов. Русловые струенаправляющие сооружения в виде системы поперечных сооружений (шпор, полузапруд) возводят сравнительно редко. Для защиты подходной насыпи от размыва пойменным потоком используют отжимающие поперечные сооружения — пойменные траверсы. Если земляному полотну угрожает подмыв русловым потоком, то используют русловые поперечные сооружения или укрепление берегов русла. Для защиты подходов к мосту от волнобоя применяют различные средства гашения волн (уположение откосов земляного полотна, устройство берм, лесопосадки) или укрепление откосов насыпи. Для разграничения расходов воды между бассейнами смежных водотоков или защиты хозяйственных объектов от затопления высокими паводками устраивают оградительные сооружения — дамбы: сооружаемые на пойме для отделения малого водотока от основной реки; возводимые на водоразделе двух соседних бассейнов малых водотоков; дамбы обвалования, ограждающие от затопления объекты, в том числе населенные пункты, расположенные на пойме. Запруды на выключенных участках русла, протоках и староречьях, перекрываемых подходной насыпью, также можно отнести к оградительным сооружениям. Регуляционные сооружения (траверсы, шпоры) могут иметь сплошную и сквозную конструкции. Сплошные сооружения воздействуют на весь поток, который их обтекает или ими отжимается. Сквозные сооружения воздействуют только на часть потока, который их обтекает или ими отжимается, так как другая часть потока, проодя через зазоры в сооружении, сохраняет направление движения, близкое к бытовому. Сквозные сооружения меньше воздействуют на поток, чем сплошные. Поэтому местные размывы дна у сооружений сквозной конструкции обычно существенно меньше, чем наблюдаемые в сходных условиях у регуляционных сооружений сплошной конструкции. Регуляционные сооружения в ряде случаев имеют большую строительную стоимость, соизмеримую со стоимостью самого моста. Выбор рациональной системы регуляционных сооружений должен основываться на технико-экономическом сравнении вариантов. Иногда выгоднее увеличить отверстие моста, чем возводить дорогостоящие регуляционные сооружения. В зависимости от местных условий некоторые из сооружений могут отсутствовать. Так, если проектируемая дорога пересекает реку на прямолинейном участке без поймы и трасса располагается перпендикулярно направлению струй потока, отпадает необходимость в струенаправляющих дамбах и траверсах, достаточным является укрепление конусов моста и откосов подходных насыпей. Раздел «ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ» Оглавление
ЛЕКЦИЯ №1 План лекции 1 ТИПЫ СООРУЖЕНИЙ НА ПЕРЕСЕЧЕНИЯХ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГОЙ ВОДНЫХ ПРЕПЯТСТВИЙ 2 ИЗЫСКАНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ 2.1 Комплекс сооружений мостового перехода 2.2 Назначение и комплекс изыскательских работ 2.3 Выбор места мостового перехода
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-20; Просмотров: 559; Нарушение авторского права страницы
3.7)