книги / Проектирование пойменных насыпей на мостовых переходах

В тех случаях, когда на реке имеются водомерные посты с данными многолетних наблюдений за толщиной льда, его расчётную толщину опре­ деляют методом математической статистики. При этом используют данные наблюдений на ближайшем к мостовому переходу водомерном посту.

Если водомерные посты находятся выше и ниже створа мостового пе­ рехода, а период наблюдений за толщиной льда на них примерно одина­ ков, то рекомендуется использовать материалы водомерного поста, распо­ ложенного выше по течению. Это объясняется тем, что в период ледохода к мостовому переходу подходит лед, который формируется в верхнем бье­ фе.

За расчетную толщину льда принимают толщину, равную 0,8

от наибольшей за зимний период толщины 1%-ной вероятности превыше­ ния /гл(1»/о) >то есть

Йл(р)=0,8^’(!%)■

Для определения величины обрабатывают ряд годовых макси­ мальных толщин льда h„. Задача решается в следующей последовательно­

сти.

1. Измеренные на водомерном посту годовые максимальные толщи­ ны льда h„ располагают в убывающем порядке (графа 3 табл. 17), причем

каждой толщине льда присваивают свой порядковый номер и указывают соответствующий календарный год (графы 1 и 2 табл. 17).

2. Находят эмпирическую вероятность превышения р максимальных

толщин льда для каждого года наблюдений по формуле (8) и заполняют графу 4 табл. 17.

81.

3. Наносят на клетчатку вероятностей нормального распределения (рис.43) значения максимальных толщин льда hn (графа 3 табл. 17) и их

эмпирической вероятности превышения р (графа 4 таблЛ7). По точкам

проводят плавную кривую, представляющую собой график зависимости h=f(p) (сплошная линия на рис.43).

4. Полученный график экстраполируют до вероятности превышения р=1% (экстраполированный участок графика показан пунктирной линией).

Примеры определения расчетной толщины льда у мостового перехода методом математической статистики приведены в книгах [12,16].

При небольшом числе лет наблюдений (менее 15 лет), когда экстраполяция графика йл= f(p) оказывается недостаточно точной, за

расчетную толщину льда йл{/>) принимают наибольшую толщину, уста­ новленную в период изысканий мостового перехода.

При отсутствии натурных данных расчетную толщину льда йл(р), см, определяют по приближенной эмпирической формуле Ф.И.Быдина

(4 0 )

82

где Ег - наибольшая за все годы наблюдений сумма отрицательных

среднесуточных температур воздуха, °С, за зимний период с момента ле­ достава до начала снеготаяния (принимается по данным ближайшей ме­ теорологической станции).

Например, если I f =2130°, то расчетная толщина льда

йл(р)=2 Vz7 = 2 V2130 = 92 см.

17. УК РЕП Л ЕН И Е ОТКОСОВ ПОЙМЕННЫХ НАСЫПЕЙ

Укрепление откосов пойменных насыпей является одним из наибо­ лее важных условий обеспечения их прочности и устойчивости.

Как указывалось в п.З, пойменные насыпи работают в условиях пе­ риодического воздействия воды, текущей вдоль их откосов, ветровых волн, движущихся льдин, карчехода, атмосферных осадков и талых вод. При подъеме уровня воды в реке наблюдается явление инфильтрации. В период спада уровня может происходить суффозия грунта. Под влиянием разности уровней воды на верховом и низовом откосах пойменной насыпи возникает сквозная фильтрация через тело насыпи. Сухие откосы поймен­ ных насыпей подвергаются выветриванию.

При недостаточном укреплении откосов пойменных насыпей возни­ кают местные деформации, которые вызывают сползание вышерасположенного грунта. В результате этого происходит разрушение насыпи.

Укрепление откосов пойменных насыпей должно противодейство­ вать указанным выше процессам, а именно:

1) размыву и подмыву грунта насыпи текущей водой;

2)ударам ветровых волн;

3)ударам движущихся льдин; 4 ) карчеходу;

5)смыву грунта насыпи атмосферными осадками и талыми водами;

6)инфильтрации воды в грунт насыпи;

7)суффозии грунта;

8)сквозной фильтрации воды через тело насыпи;

9)выветриванию грунта.

Применяемые в настоящее время способы укрепления откосов пой­

менных насыпей можно подразделить на три группы:

1)укрепление грунтов откоса насыпи (засев откоса травами и созда­ ние растительногЪ покрова, посадка кустарника и т.д.);

2)устройство защитных одежд из дерна и древесных материалов (одерновка, хворостяные и фашинные тюфяки и т.д.);

83

3) устройство защитных одежд из каменных материалов и бетона (ка­ менная наброска, одиночное и двойное мощение, габионная кладка, габи­ онные тюфяки, бетонные и железобетонные плиты и т.д.).

Основными факторами, от которых зависит выбор типа укрепления откосов пойменных насьптей, являются:

1)скорость течения воды вдоль откосов насыпи;

2)высота ветровой волны (см.п.10);

3)толщина льда при ледоходе (см.п.16);

4)крутизна укрепляемого откоса насыпи (см.п.12).

Для предварительного выбора типа укрепления откосов пойменных насыпей рекомендуется пользоваться данными, приведенными в прилож.7. Эти данные получены на основании обобщения опыта эксплуатации раз­ личных типов укрепления.

При выборе типа укрепления откосов пойменных насыпей необходи­ мо учитывать следующие факторы:

1)высоту откоса насыпи;

2)физико-механические свойства и состояние укрепляемого грунта;

3)количество атмосферных осадков, их интенсивность и время выпа­

дения;

4)наличие грунтовых вод и их химический состав;

5)наличие местных строительных материалов;

6)время производства работ по возведению пойменных насыпей;

7)срок постройки мостового перехода;

8)возможность механизации производства укрепительных работ.

Для укрепления откосов пойменных насыпей нужно применять такие материалы, которые удовлетворяют следующим условиям: имеют достав точную прочность, не размываются, обладают длительным сроком службы и не являются дефицитными.

Рекомендуется назначать такой тип укрепления, который был бы эко­ номически выгодным, не требовал привозных материалов и не вызывал за­ труднений в процессе его содержания и ремонта. Следует отдавать пред­ почтение индустриальным типам укрепления, которые допускают механи­ зацию производства работ. К таким типам укрепления относятся, напри­ мер, бетонные и железобетонные плиты, гибкие покрытия из бетонных и железобетонных плит и каменные наброски.

Каменное мощение, габионная кладка, габионные тюфяки, хворостя­ ные и фашинные тюфяки требуют больших затрат ручного труда. Поэтому они имеют ограниченную область применения. Их используют только при небольших объемах работ.

Укрепление откосов производят как с верховой, так и с низовой сто­ роны пойменной насыпи. Однако тип укрепления верхового и низового от­ косов, как правило, принимают разный. Верховой откос обычно укрепляют сильнее, чем низовой. Это объясняется прежде всего тем, что скорости те­

84

чения вдоль верхового откоса пойменной насыпи значительно больше, чем вдоль низового. Иногда течение вдоль низового откоса вообще отсутству­ ет. Такие случаи неоднократно наблюдались в опытах, выполненных авто­ ром на жестких и размываемых моделях нормальных и косых мостовых переходов [37,38,39,.41]. В этом отношении наиболее характерным являет­ ся косое пересечение реки мостовым переходом при отклонении поймен­ ной насыпи вверх по течению (рис.44). Здесь скорости течения вдоль вер­ хового откоса пойменной насыпи достаточно высокие, тогда как вдоль ни­ зового откоса течение практически отсутствует.

Во время ледохода движущиеся льдины оказывают более сильное воздействие на верховой откос, чем на низовой. Это также приводит к не­ обходимости более сильного укрепления верхового откоса пойменной на­ сыпи.

Что же касается ветровых волн, то в зависимости от господствующего направления ветра и длины разгона они в одних случаях могут оказывать более сильное воздействие на верховой откос пойменной насыпи, а в дру­ гих - на низовой. Это необходимо учитывать при назначении типа и раз­ меров укрепления верхового и низового откосов.

Рис.44. Схема косого пересечения реки мостовым переходом с отклонением пойменной насыпи вверх по течению:

I— коренное русло; 2—пойма; а— угол косины

85

1

Рис.46. Зоны откосов низкой пойменной насыпи

Зона 1П находится ниже уровня меженных вод УМВ. К этой зоне от­ носятся нижние части откосов пойменных насыпей на участках пересече­ ния озер, староречий и протоков (рис.47).

Таким образом, зона II распространяется на всю длину пойменной насыпи, а зоны I и III встречаются лишь на сравнительно коротких ее уча­ стках.

Рис.47. Зоны откосов пойменной насыпи на участках пересечения озер, староречий и протоков

В зоне I откосы пойменной насыпи не подвергаются разрушающему ■ воздействию речного потока. В этой зоне откосы являются сухими. Укреп­ ление их производят с целью противодействовать выветриванию и смыву

87

89

П р и л о ж е н и е 3

90