книги / Проектирование пойменных насыпей на мостовых переходах

для автодорожных мостов, которые находятся на дорогах общей сети, и до 40%о- для городских, а также для мостов, проектируемых на дорогах про­ мышленных предприятий. Однако в этих случаях с целью обеспечения безопасности движения рекомендуется устраивать повышенный бортовой камень (бордюр). Для всех автодорожных мостов с деревянным настилом максимальный продольный уклон принимают: не более 20%о при про­ дольной укладке досок и не более 30%о - при поперечной.

б

Рис. 11. Влияние продольного профиля мостового перехода на условия безопасности движения автомобилей:

а- выпуклый продольный профиль с крутыми подъемами на подходах к мосту;

б- проектирование с обеих сторон моста участков дороги с горизонтальным продольным профилем или весьма незначительными уклонами; 1 - автомобиль, подъезжающий к мосту; 2 - встречный автомобиль; 3 - зона отсутствия видимо­ сти для автомобиля

Контрольными точками, которые определяют положение красной ли­

нии на продольном профиле мостового перехода, являются:

1)минимальная допускаемая отметка проезжей части по оси моста VOM и соответствующая ей минимальная отметка бровки насыпи у моста VBM;

2)минимальная отметка бровки низкой пойменной насыпи VBI1.

Минимальная допускаемая отметка проезжей части по оси моста в пределах размещения судоходных пролетов высоководного моста нахо­ дится из следующего выражения (рис. 12):

21

где РСУрасчетный судоходный уровень, м (см.п.7); Г - высота подмостового габарита (см.рис.21), м (принимается по

прилож. 1 в зависимости от класса пересекаемого водного пути); С - конструктивная высота пролетного строения, м, которую отсчи­

тывают от низа пролетного строения моста до отметки оси проезжей части (принимается по прилож. 2 для балочных мостов и по прилож. 3 для ароч­ ных);

hd n- толщина дорожного покрытия на мосту по оси проезжей части, м; величина hd n зависит от типа и конструкции дорожного покрытия.

На несудоходных и несплавных реках, а также в пределах размеще­ ния несудоходных пролетов судоходных рек минимальная допускаемая отметка проезжей части по оси моста определяется по формуле (рис. 13)

где РУВВрасчетный уровень высоких вод, м (см. п.6); М - наименьшее возвышение низа пролетных строений над РУВВ, м

(принимается по прилож. 4).

Величины С и Ид п имеют тот же смысл, что и в формуле (1).

Если на проектируемом мостовом переходе ветровые волны достига­ ют большой высоты, то пролетные строения могут подвергаться воздейст­

22

вию волнобоя. Поэтому на таком мостовом переходе возвышение низа пролетных строений над РУВВ следует принимать равным не менее чем 0,75 рассчитанной высоты ветровой волны ( определение параметров вет­ ровых волн рассматривается в п. 10).

Рис. 14. Схема к определению отметки V БМ и стрелы выпуклости дорожного полотна /

Минимальная отметка бровки насыпи у моста находится из следую­ щего выражения (рис. 14):

где / - стрела выпуклости дорожного полотна, равная (рис. 14)

где в- ширина проезжей части, м;

а- ширина обочины, м;

I'l - поперечный уклой проезжей части; i2 - поперечный уклон обочины.

Величины в, а , 1, и /2 , входящие в формулу (4), для автомобильной

дороги заданной технической категории принимаются по табл. 1, состав­ ленной на основании СНиПа 2.05.02-85.

23

томобильных дорог I-а и I-б категорий в ширину проезжей части следует включать ширину разделительной полосы d между различными направле­ ниями движения. Наименьшая ширина разделительной полосы составляет: для дорог I-а категории 6,0 м и для дорог I-б категории 5,0 м.

В формуле (4) поперечные уклоны i\ и i2 нужно принимать в деся­

тичной дроби, а не в промилле.

Минимальная отметка бровки низкой пойменной насыпи определяет­

где РУВВрасчетный уровень высоких вод, м;

Ah„- расчетный максимальный подпор, м (см. п. 9);

Ииаб- высота набега ветровых волн на откосы пойменной насыпи, м

(см. п. 10);

Azтехнический запас, который принимается равным 0,5 м.

На величину наименьшего возвышения бровки земляного полотна ав­ томобильной дороги над поверхностью земли за пределами разлива высо­ ких вод оказывают влияние следующие факторы:

1)дорожно-климатическая зона, в которой проложена трасса дороги;

2)грунты по трассе,дороги;

24

3)глубина залегания грунтовых вод;

4)условия снегозаносимости.

Рис. 15. Схема к определению минимальной отметки низкой пойменной насыпи УБП ( V высота ветровой волны; Я-длина ветровой волны)

В табл. 21 СНиПа 2.05.02-85 приводятся нормативные значения наи­ меньшего возвышения поверхности дорожного покрытия h над расчет­

ным уровнем грунтовых вод УГВ для различных дорожно-климатических зон и грунтов рабочего слоя.

Наименьшее возвышение бровки земляного полотна над поверхно­

Рис. 16. Схема к определению наименьшего возвышения бровки земляного полотна над поверхностью земли

где h„- наименьшее возвышение поверхности дорожного покрытия над

расчетным уровнем грунтовых вод УГВ, м;

К.а~глубина залегания грунтовых вод, м;

а - ширина обочины, м;

i*2- поперечный уклон обочины в десятичной дроби.

25

В целях повышения незаносимости автомобильных дорог снегом СНиП 2.05.02-85 рекомендует принимать возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова ДЛ (при расчетной • вероятности превышения 5%) не менее 1,2 м - для дорог I категории; 0,7 м - для дорог II категории; 0,6 м - для дорог III категории; 0,5 м - для дорог IV катего­ рии и 0,4 м - для дорог V категории. При этом наименьшее возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли, м, по условию снегозаносимости во время метелей, находится‘из выражения:

(7) где hcn - расчетная высота снегового покрова, м, в месте возведения насы­

пи с вероятностью превышения 5%.

Окончательно принимается большая из двух величин, найденных по формулам (6) и (7).

Рельеф и геологическое строение берегов речной долины оказывают влияние на положение красной линии продольного профиля на участках выхода трассы мостового перехода за пределы разлива высоких вод (на­ сыпь или выемка), особенно тогда, когда на береговых откосах имеются места выхода грунтовых вод.

Продольный профиль мостового перехода рекомендуется выполнять

вследующих масштабах:

1)для переходов через равнинные реки - горизонтальный масштаб

1:5000; вертикальный масштаб 1:500; масштаб грунтового профиля 1:50; 2) для переходов через горные реки-горизонтальный масштаб 1:2000;

вертикальный масштаб 1:200; масштаб грунтового профиля 1:50.

На рис. 17 показан образец сетки продольного профиля. Сетка состо­ ит из 14 граф.

В графе 1 показывают развернутый в прямую линию ситуационный план трассы в пределах 50-метровой полосы по обе стороны от оси мосто­ вого перехода. Ситуационный план трассы оформляют в соответствии с общепринятыми условными топографическими обозначениями.

В 1рафе 2 указывают тип местности по условиям увлажнения верхней

толщи грунтов на различных участках трассы мостового перехода (соглас­ но классификации, приведенной в СНиПе 2.05.02-85) и отмечают границы каждого участка.

Графу 3 заполняют после построения поперечных профилей земляно­ го полотна в наиболее характерных местах трассы мостового перехода и установления рабочих отметок.

Графы 4-9 заполняют после выполнения проектирования поверхност­ ного водоотвода и назначения укрепительных работ. Отметки дна и укло­ ны кюветов и резервов определяют в том случае, когда они не параллель­ ны красной линии.

26

Рис. 17. О бразец сетки продольного профиля мостового перехода

В графе 10 указывают уклоны прямолинейных участков красной ли­ нии в промилле и их длину в метрах, а также элементы вертикальных кри­ вых. В начальной и конечной точках кривых отмечают расстояния до ближайших пикетов и значения уклонов в этих точках. Записывают радиус кривой и ее длину.

В графе 11 записывают отметки красной линии на пикетах и плюсо­ вых точках.

27

Вграфе 12 указывают отметки рельефа местности по оси дороги на пикетах и плюсовых точках.

Вграфе 13 записывают промежуточные расстояния между пикетами.

Вграфе 14 приводят данные плана трассы мостового перехода, а именно: длину каждого прямолинейного участка с указанием румба, номе­ ра и величины углов поворота, элементы закруглений, разбивку трассы на пикеты и километры.

При оформлении продольного профиля мостового перехода должны соблюдаться определенные размеры каждой из 14 граф. Ширину 1 графы следует принимать равной 2,0 см; 2,3,4 и 7 - 0,5 см; 5,8,10 и 13 - 1,0 см; 6,9,11 и 1 2 -1 ,5 см; 1 4 -3,5 см.

Размеры сетки а, в и с рекомендуется принимать равными соответст­ венно 1,0; 2,5 и 4,0 см. Размер с на чертеже показан не в масштабе.

Разбивку вертикальных кривых производят по методу Н.М.Антонова

[46]с использованием специальных шаблонов и таблиц.

На протяжении многих лет при проектировании продольного профи­

ля автомобильных дорог и мостовых переходов в графе 11 указывались отметки бровки земляного полотна (рис. 17).

В 1997 г.вышел ГОСТ Р 21.1207-94 [30], который рекомендует указы­ вать в графе 11 отметки оси дороги. Этот же ГОСТ предлагает исключить графу «Развернутый план трассы», а основные элементы ситуации местно­ сти показывать в графе 14. Однако в этом случае графа 14 получается пе­ регруженной различными обозначениями и цифровым материалом. По­ этому автор считает целесообразным сохранить графу «Развернутый план трассы» (рис. 17).

Так как для построения продольного профиля мостового перехода не­ обходимо знать расчетный уровень высоких вод РУВВ, расчетный судо­ ходный уровень РСУ, размеры подмостовых габаритов, максимальный подпор у пойменной насыпи Дй„ и высоту набега ветровых волн на отко­ сы насыпей Ahun6, то в дальнейшем все эти вопросы подробно рассматри­

ваются (см. п.п. 6-10).

В п.11 приводится конкретный пример проектирования продольного профиля мостового перехода.

6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО УРОВНЯ

ВЫСОКИХ в о д

Расчетным уровнем высоких вод РУВВ называется такой уровень во­ ды в реке, который соответствует расходу заданной вероятности превы­ шения.

Для рек, хорошо изученных в гидрологическом отношении, расчет­ ный уровень высоких вод можно определять двумя способами:

1) по кривой расхода;

28

2) на основании статистической обработки ряда годовых макси­ мальных уровней.

Первый способ применяется в тех случаях, когда на водомерном по­ сту производятся измерения как уровней воды, так и расходов. Второй способ применяется тогда, когда на водомерном посту измеряются только уровни воды.

Рассмотрим эти способы.

А. Определение расчетного уровня высоких вод по кривой расхода. Кривой расхода называется график зависимости расхода воды в реке Q от уровня воды z , то есть Q =f ( z ) .

По данным многолетних наблюдений на водомерном посту наносят на график (рис. 18) точки с координатами Qj и z

Рис. 18. Кривая расхода и её экстраполяция

На оси абсцисс откладывают значение расчетного расхода Qp. По точкам проводят плавную кривую (кривую расхода) и графически экстра­ полируют её до пересечения с вертикалью, проведенной через Qp> в точке

а (пунктирная линия). Полученное по графику значение ординаты и будет

являться расчетным уровнем высоких вод РУВВ.

Примеры определения расчетного уровня высоких вод по кривой рас­ хода приведены в книгах [12,16].

29

Б. Определение раочетного уровня высоких вод н"а основании стати­ стической обработки ряда годовых максимальных уровней.

Задача решается в следующей последовательности.

1. Измеренные на водомерном посту годовые максимальные уровни воды в реке г -,, располагают в убывающем порядке (графа 3 табл.2), при­

чем каждому уровню присваивают свой порядковый номер и указывают соответствующий календарный год (графы 1 и 2 табл.2).

где п - число членов ряда (число лет наблюдений);

т- порядковый номер члена ряда при расположении членов в убываю­

щем порядке (графа 1 табл. 2).

Результаты расчета величины р заносят в.графу 4 табл. 2.

Величину р по формуле (8) следует определять с точностью до 0,1%.

3. Наносят на клетчатку вероятностной нормального распределения

(рис. 19) значения максимальных уровней воды в реке Z;(графа 3 табл.2) и их эмпирической вероятности превышения р\ (графа 4 табл.2). По точкам

проводят плавную кривую, представляющую собой график зависимости z ~ f(p ) (сплошная линия на рис. 19).

30