книги / Проектирование подходов к мостам

Крутизну

откосов пойменной насыпи назначают в зависимости

от

ее высоты,

грунта, из которого она отсыпана (сч .п .4 ) ,

грун­

та

основания

и воздействия текущей воды. Откосы насыпей,

ко­

ме т ого,

грунт,погруженный л воду, теряет в весе. Все это

приводит

к существенному снижению устойчивости пойменной на­

сыпи.

1.

Поперечный профиль

пойменной насыпи на участке, нахо­

дящемся между спуском с берега

речной долины на пойму и подъ­

емом к

мосту (р и с .3 4 ) .

а )

I

Р и с.34. Поперечные

профили

низкой пойменной насыпи:

а - при высоте И «

6 - 9 м;

б - при высоте Н >* - 8 ч

РУВВ (с м .п .5 -) . При

высоте пойменной насыпи И до 6 - 8 м

(рис.3 4 ,а )

крутизну

подтапливаемого откоса следует назначать

не более 1

: 2 и лишь тогда, когда насыпь возводят из камня

слабовыветривающихся

пород,-не более 1 : 1 ,5 . На данном участ­

ке откосы

пойменной

насыпи подталливаютоя почти на всю высоту

(вследствие набега ветровых воли ),

поэтому

их проектируют

с

указанной крутизной (не более 1

:

2

или 1

:

1 ,5 )

по

всей

вы­

соте.

Н

При высоте пойменной насыпи

более

6 - 8

м .(рис.3 4 ,б)

крутизну верхней части откоса до

высоты 6 - 8

м принимают рав­

ной 1

: 2 , а затем через каждые

6

-

8 м крутизну

откосов

умень­

шают на 0 ,2 5 . Если для возведения

насыпи используют

слабовывет-

ривающиеся породы, то крутизну верхней части

откоса до высоты

В - 8

ч принимают равной 1 :1 ,5

с

уменьшением ее

на 0 ,2 5

через

каждые

6 -

8 ч.

2 .

Поперечный профиль высокой пойменной

насыпи на участке

подъема к

мосту через судоходную реку (р и с .3 5 ) .

ты 6-8 м принимают'равной 1 : 1,5

, а затем через каждые 6

-

8 м

крутизну откосов уменьшают на 0 ,2 5 .

Откосы насыпи в пределах подтопления проектируют так же,

как

и в случае более низкой пойменной

насыпи (р и с .3 4 ,б ) .

Надводная и подтапливаемая части откосов высоких насыпей

со ­

прягаются с помощью берм, ширину которых принимают не менее

4

м.

ных работ в процессе эксплуатации пойменной насыпи с применением

средств механизации. Бермам придают уклон ЗОЙоВ сторону от зем­

ляного полотна для обеспечения отвода поверхностных вод.

Бермы с верховой и низовой стороны пойменной насыпи проек­

тируют на разных уровнях. Отметку бровки бермы с верховой сто­

роны назначают так же, как отметку бровки земляного полотна на

участке, расположенном перед подъемом к мосту, то есть опреде­

ляют по формуле (5 ) , в которой технический

запас Д 2 прини­

мают равным 0 ,25 ад. Отметку бровки бермы с низовой

стороны

уменьшают на величину разности уровней воды

по обе

стороны

слабого грунта основания.

И более 12 м производят рас­

Для пойменных насыпей высотой

чет устойчивости

их

откосов

(см .

п .1 3 ) .

3 .

Поперечный

профиль пойменной

насыпи в местах пересечения

озер,

староречий

и

протоков

(р и с .3 6 ) .

Qм

ъ Р У в в

30°/оо

-я т г-р /т //

j w

f))i м

р г

ъ

У М В

i >Т>TW 4VW

г м

m ftp * а

7») W

9W V H T B

Рис.36. Поперечный

профиль

пойменной насыпи в местах

1

пеоесечения

озер,

староречий и протоков:

- берег пересекаемого

озера, староречья

или протока; 2 - берма

Как указывалось в п .2 ,

при

трассировании

мостовых переходов

следует стремиться

к тому,

чтобы трасса перехода не пересекала

озер, староречий и

протоков. Однако бывают случаи, когда избежать

такого пересечения не представляется возможным.

Если пойменная насыпь пересекает озера,

староречья или протоки,

то

на участках их

пересечения она остается под воздействием воды

дают уклон ЗО&в .сторону от земляного

полотна для

обеспечения

отвода поверхностных вод. Крутизну откосов пойменной насыпи

ниже бермы принимают меныпей, чем над

бермой.

Примеры проектирования поперечных

профилей земляного по­

лотна подходов к мостам приведены в работе [ e j .

'1 3 . РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ

ВЫСОКИХ ПОЙМЕННЫХ НАСЫПЕЙ

В соответствии с указаниями СНиПа 2 .0 5 .0 2 -8 5

для оценки устой­

производить

специальный, расчет. Пойменная насыпь может иметь вы­

соту более

12 м на участках подъема к мосту (участок III на р и с .7 ) .

Расчет устойчивости откосов высоких пойменных насыпей произ­

водят

графоаналитическим

способом. При этом учитывают следующие

силы:

1 )

силы тяжести;

2 )

силы

сцепления;

3 ) силы внутреннего трения;

4 ) силы гидродинамического давления воды.

Вре'«иную нагрузку заменяют весом эквивалентного слоя грунта.

Расчет

выполняют для начального периода спада паводка, когда пой­

менная насыпь находится в

самых неблагоприятных условиях

(с м .п .З ).

Поверхность возможного

обрушения (скольжения) откоса

прини­

кривых скольжения

находятся

на некоторой прямой

O J{

(р и с .3 7 ),

положение которой зависит от высоты насыпи и крутизны

ее откосов.

Расчет выполняют в следующей последовательности.

1. Производят

построение

прямой O jsf . Предварительно

нахо­

дят местоположение

точки

. Для этого через точку

Л

, со о т -

ветствуюущую подошве рассчитываемого откоса пойменной

насыпи

(р и с .3 7 ), проводят

вертикальную прямую и на ней

откладывают

о т -

резок

ЯЕ

,

равный высоте насыпи

Н

. Через

точку Е

про­

водят

горизонтальную

прямую,

Искомая

точка

J/

находится

на расстоянии

4,5 Н

от

точки

Е .

О

После

атого

определяют

положение

точки

,

которая

нахо­

дится на пересечении двух лучей, проведенных из

точек

Л

и

М

( точка

М

соответствует

бровке

насыпи)

под углами

f i f

и f i g

к. откосу

и горизонту. Значения

углов

и f i g

зависят

от угла наклона откоса

Ос

к горизонту

и берутся

из табл.14 .

Значения

углов f i ^

и J&g

Таблица

14

Крутизна

Угол наклона

Угол

Угол

откоса

откоса

f i i

>

■

Об

град

град

1

;

0,58

60°

29

40

1

:

1

45°

28

37

1

:

1,5

33?41'

26

35

1

:

2

26°34'

25

35

1

:

3

18°2б'

25

35

1

:

4

14°03/

25

36

1

:

5

11°19'

25

37

Если откос

ломаный (с

переменным коэффициентом заложения / П

)

или имеет бермы, то его заменяют прямой

Л М

,

соединяющей

точку подошвы откоса

(точку Л ')

и точку

бровки

насыпи ( точкуМ )

(пунктирная линия на ри с.3 7 )

. После

определения

положения то­

чек J/

-а

О

их

соединяют

прямой,

которая

и является

прямой

центров наиболее опасных кривых скольжения.

2 .

Намечают

положение нескольких

кривых скольжения. Обычно

принимают пять

кривых

(р и с .37)

: кривую

j

проводят

через

бровку

левого

откоса

пойменной насыпи;

кривую П -

через

точку,

находя­

щуюся посередине между бровкой левого откоса и осью земляного

полотна;

кривую Ш -

через

ось

земляного

полотна;

кривую 1У -

че­

рез точку,

находящуюся посередине

между осью

земляного

полотна

и бровкой

правого откоса;

кривую У -

через

бровку

правого

откоса.

Указанные

кривые

скольжения имеют радиусы

, R2

, R3 ,

и R§,

3.

Заменяют временную нагрузку весом эквивалентного слоя

грунта толщиной

Ьэ

(р и с .3 8).

Согласно

СНиПу 3 .0 5 .0 2 -8 5

при расчете

устойчивости земля­

ного

полотна

на

автомобильных дорогах I

- ГУ технических ка­

тегорий

нагрузку на одиночную наиболее'" нагруженную ось двух­

осного автомобиля следует принимать равной 100 кН. В соответст­

вии

с "Кратким

автомобильным

справочником" [2 2 ]

таким автомо­

билем является

МАЗ-5335 . У этого автомобиля нагрузка на заднюю

ось

Q 3

составляет

100

кН,

а

на.переднюю

-

45,5

кН. Об­

щая нагрузка на

обе

оси

Q

= Qg

+ Q n

= 100

+ 49,5 = 149,5 кН.

Толщину

эквивалентного

слоя грунта

Ьэ

,

м,

находят из сле­

дующего выражения:

-

(2 9 )

9 ~

B ( c f + e ) % ’

где

Q -

общая нагрузка на обе оси автомобиля, кН;

П

-

количество автомобилей, которое монет разместиться

на проезжей части

автомобильной дороги

в поперечном направлении

(для дорог

П -

1У технических

категорий

П

= 2 ;

для дорог I

технической

категории

величина П

зависит от

количества полос

движения;

В

-

ширина земляного полотна автомобильной доро­

ги,

м;

с /

-

расстояние

между

осями автомобиля,

ч; для автомо­

биля MAS-5335

d

= 3 ,9 5

ч [2 2 ] ;

е

-

длина соприкасания

ската с дорожным покрытием вдоль движения,

ч;

можно принимать

б

=

0 ,2

м;

у

-

удельный вес

грунта,

кН/м3.

Например, если проектируемый мостовой переход является

частью автомобильной дороги. П технической

категории

(В

= 15 м),

а удельный

вес

грунта

^

=

18,5

кН/м3 ,

то

толщина эквивалент­

ного

слоя

грунта

.

=

O n

149,5*2

2,91 ч.

А

--------- ------------- = — ---------------------------------

9

B ( d + e ) t f

1 5 (3 ,9 5 + 0 ,2 )1 6 ,5

4 .

Устанавливают положение кривой депрессии. Ее условно при­

нимают за

наклонную прямую и проводят из точки

Р

(р и с.3 8 ) ,

находящейся

на

оси

зе'ш ш ого полотна на расчетном уровне

высо­

ких вод

РУВВ,

под

углом,

тенгенс которого равен гидравлическому

гпадиенту

сУ

•

На рис«38

для

большей наглядности показана только

одна кри­

вая

скольжения (кривая

Ш,

проходящая через

ось земляного

полотна).

V

f o > - f a . « * X 1(XI

- n )

(3 0 )

os '

loo

где

-

удельный вес твердой фазы (скелета)

грунта,

кН/м3 ;

XSagb, -

Удельный вес воды,

кН/м3 ; # 1ЮДЫ =

10 кН/чэ ;

V? -

пористость грунта,

%.

7 .

Определяют по чертежу расстояния X, (р и с .3 8 )

от цент­

кривой скольжения (вправо -

со

знаком плюс, влево -

со знаком

минус) .

О

8 . Находят углы наклона

(р и с.3 8) отрезков

кривой сколь­

s i n

е

=

,

где

R

- радиус

кривой

скольжения,

ч;

этот радиус находят

по

чертежу.

Q

Э .

Зная синус угла

,

определяют

угол

части iO>a ,

9 . Для каждого отсека

вычисляют

площадь сухой

м2 ,

и водонасыщенной

,

ч2 ,

а

затем

находят

соответствую ­

щие

веса,

кН/м,

=

Й'е ;

=

‘f i 'e t f e

»

где

Х с

~ удельный вес

сухого

грунта,

кТГ/м3;

v >

~ УДельннй вес

водонасыщенного

грунта,

кН/ч3.

Тогда общий вес отсека,

кН/ч,

О

-

Ос +

G-g.

12. Подсчитывают

суммы сил

и

U T .

Все расчеты сводят в

табл .15.