книги / Мостовые переходы
..pdfэкономических обоснований. При большой интенсивности движе ния по дороге косой мостовой переход может оказаться экономи чески выгоднее нормального за счет резкого снижения транспорт ных расходов, обусловленного сокращением пути пробега грузов.
Иногда необходимость устройства косого мостового перехода диктуется специфическими условиями на реке в районе перехода (например, условиями выхода трассы на надпойменную террасу).
В-плане ось мостового перехода в пределах всей ширины раз лива должна представлять собой по возможности одну прямую. Повороты трассы в пределах поймы нежелательны: если поворот сделан вниз по течению от моста, то у пойменной насыпи образу ется водный «мешок», в результате чего сильно затрудняется слив пойменной воды в отверстие моста; если же поворот трассы вверх по течению от моста, то вдоль верхового откоса пойменной насыпи возникает течение с повышенными скоростями, вследствие чего требуется усиленная защита указанного откоса насыпи от подмыва или устройство струеотбойных траверсов.
Элементы плана и профиля трассы мостового перехода должны соответствовать требованиям СНиП П-Д.1—62 для железных до роги СНиП П-Д.5—72 — для автомобильных.
В районе мостового перехода направления течений в русле и на поймах должны быть по возможности параллельными при различ ных уровнях воды. Створ перехода следует назначать в наиболее узком месте разлива реки.
Русло реки на участке перехода должно быть устойчивым. Это му требованию лучше удовлетворяют плесы. Мостовой переход предпочтительней трассировать на таких участках реки, на кото рых поймы достаточно высоко приподняты над уровнем меженных вод, являются наиболее узкими и не имеют озер, болот, староречий и протоков.
При трассировании желательно избегать пересечения островов: они уменьшают площадь живого сечения потока под мостом, что приводит к необходимости увеличения отверстия моста. Не реко мендуется назначать створ перехода в местах образования наледей, заторов и зажоров льда. Не следует трассировать переход непос редственно ниже устья притока из-за возможного скопления нано сов под мостом.
При выборе места перехода необходимо принимать во внима ние геологические условия на разных участках реки. Целесообраз но назначать створ перехода в том месте, где коренные и плотные породы залегают на более высоких отметках (эти породы могут служить основанием фундаментов мостовых опор). Не следует рас полагать створ перехода на участках реки с оползневыми склонами, карстовыми явлениями и неблагоприятным для заложения опор напластованием грунтов.
При трассировании мостового перехода через судоходные и сплавные реки выбирают такой участок, который обеспечивает удобный и безопасный пропуск под мостом судов и плотов. Ось моста располагают нормально к направлению судовых ходов при
4* |
51 |
средних и низких уровнях воды в русле и при расчетном судоход ном уровне воды. Если отклонение оси моста от нормали к направ лению течения превышает 5°, то необходимо увеличение ширины подмостового габарита и устройство специальных регуляционных сооружений. Мост следует располагать на слгЛо*изогнутых плесо вых участках русла. Не рекомендуется пересекать реку на тех участках, где наблюдается перевал судового хода от одного берега
к другому. Трасса мостового перехода должна быть согласована
сместным бассейновым управлением пути Министерства речного флота и организациями, производящими сплав леса.
Трассирование мостовых переходов следует производить с уче
вого перехода на реке с побочневым ти пом руслового процесса:
t — створ |
мостового |
перехода; 2— побочень; |
|
3 — меженное русло; |
4 — фарватер; |
5 — плесо |
|
вая |
лощина; б — бровка чашки |
русла |
Рис. Ш.З. Варианты трассы мостового перекода через реку с ограниченно меандрирующим руслом:
/ — трасса |
перехода при перекрытии мостом все |
|
го пояса |
меандрнрования; / / — трасса |
перехода |
при укреплении подмываемых вогнутых |
берегов |
|
излучин; |
t — укрепление берегов; 2 — цилиндри |
|
|
ческая опора |
|
том типа руслового про цесса. При ленточногря довом типе (см. рис. П.9) створ перехода рекомен дуется располагать нор мально к руслу.
На реках с побочневым типом руслового про цесса при отсутствии спе циальных требований су доходства и сплава створ перехода располагают нормально к берегам, от деляющим чашку русла от пойменной террасы, не зависимо от положения меженного русла (рис. Ш.2). На больших судо ходных реках при медлен ном движении побочней рекомендуется пересекать меженное русло на прямолинейном или слабо изогнутом его участке с целью расположения мос та перпендикулярно к су довому ходу.
При пересечении рек с ограниченно меандрирующим руслом сравнивают два возможных варианта мостового перехода: вари ант перекрытия мостом всего пояса меандрирования (рис. III.3, вари ант /) и вариант укрепле ния подмываемых вогну тых берегов верховой и
52
Йересекаемой трассой излучин (рис. Ш.З, |
вариант |
Я). Впер |
вой варианте пояс меандрирования и русло |
можно |
пересекать |
под любым углом, а во втором рекомендуется пересекать их под прямым углом. По первому варианту мост целесообразно устраи вать на цилиндрических опорах, так как вследствие сползания из лучин русловой поток в различные годы будет подходить к опорам под разными углами.
На реках со свобод ным мёандрированием це лесообразно пересекать русло в середине хорошо развитой излучины, при жатой к одному из корен ных берегов долины. В том случае, когда выбран ная для перехода излучи на и сопряженные с ней верхбв^ и низовая излу чины образуют узкий пе решеек, следует рас смотреть два варианта устройства моста:, на из лучине русла с закрепле нием вогнутых берегов сближающихся излучин (верховой и низовой) и на искусственном русле, соединяющем эти излу-. чины.
При пересечении реки с руслом, деформирую щимся по типу незавер шенного меандрирования, трассу перехода также прокладывают через сере дину излучины (рис. II 1.4) а мост располагают или на излучине, или на спрямляющем протоке в зависимости от соотноше ния расходов, пропускае мых излучиной (QH3) и спрямляющим протоком
(Qnp) при расчетном уровне воды. Если QB3 <Qnp, то мост распола гают на спрямляющем протоке. Если же Qaa^Qnp, то рассматри вают оба варианта (с устройством запруд, пересекающих или излу чину или проток).
53
Мостовые переходы через реки с блуждающими руслами трасси руют нормально к границам зоны блуждания (рис. III.5, вариант /). При этом расположение отдельных рукавов и протоков при низком меженном уровне воды не принимают во внимание, так как они в течение сравнительно короткого промежутка*Времени могут резко изменять свои очертания. Реку желательно пересекать в том мес те, где зона блуждания имеет наименьшую ширину. Рекомендуется рассматривать вариант трассы в обход зоны блуждания с пересе чением реки в ближайшей тесйине, где русло не разбивается на рукава и протоки (рис. III.5, вариант II), если топографические условия позволяют проложить трассу в обход зоны блуждания.
При трассировании дорог в извилистых узких долинах горных рек иногда одну и ту же реку пересекают несколько раз, допуская косое пересечение водотока и даже расположение мостов на за круглениях дороги.
Окончательный выбор варианта трассы перехода должен быть обоснован (особенно на пересечениях крупных рек) специальными технико-экономическими расчетами (см. гл. X). В результате сопо ставления технико-эксплуатационных, объемно-строительных и эко номических показателей выбирают наиболее оптимальный вариант.
Выбранный вариант мостового перехода согласуется со всеми заинтересованными местными организациями.
§ Ш.З. ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Во время подробных технических изысканий мостового перехо да проводят топографо-геодезические работы, в состав которых входят прежде всего съемки генеральных и детальных планов.
Назначением генерального плана является обоснование пра вильности выбора местоположения оси перехода, вариантов трас сы, морфометрических и гидрометрических створов. Генеральный план служит топографической основой для производства инженер но-геологических и инженерно-гидрологических обследований рай она расположения мостового перехода. Детальный план предназна чается для проектирования подходов к мосту, регуляционных со оружений, укреплений берегов и спрямлений русел; кроме того, де тальный план необходим для проектирования строительных площа док с расположением временных сооружений.
В тех случаях, когда нужно заснять большую площадь (при на личии нескольких вариантов трассы мостового перехода), а также при изысканиях мостовых переходов в труднодоступных районах, целесообразно применять аэрофотосъемку. Она существенно облег чает производство изыскательских работ, значительно повышает их качество, дает изыскателям ясное представление о возможных ва риантах мостового перехода.
На рис. III.6 показан аэрофотоплан места мостового перехода, а на рис. III.7 — тот же план, но камерально дешифрованный про веденными горизонталями и указанием ситуационных признаков местности.
54
ках, меженное русло, границы разлива реки при уровне высоких вод УВВ, рельеф, ситуацию местности (контуры застроек и грани цы кустарника, леса, болот, сельскохозяйственных угодий); урезы воды русла, действующих протоков, пойменных озер, староречий; буровые скважины, водомерные посты, постоянные и вре менные реперы, опорные триангуляционные и полигонометрические пункты. Отмечают места заторов льда, обвалов крутых берегов, гравийно-галечных отложений и песчаных скоплений. Указывают направление ветра в паводочный и навигационный периоды. Съем ку генерального плана производят теодолитами-тахеометрами, ре же — мензулами.
Рис. III.7. Дешифрованный план места перехода
Пример оформления генерального плана мостового перехода представлен на рис. III.8.
При наличии топографических карт масштаба 1 : 25 000 и круп нее генеральный план может быть заменен выкопировкой из карты.
Детальный план снимают на площади, прилегающей к оси мос тового перехода. Эта площадь должна быть достаточной для про ектирования сооружений перехода (подходных насыпей, регуля ционных сооружений и т. д.), а также временных сооружений, не обходимых для строительства перехода. Детальный план снимают для каждого варианта мостового перехода.
Рекомендуются следующие минимальные размеры съемки де тального плана: поперек долины реки — на всю ширину разлива до
56
отметок, превышающих уровень высоких вод УВВ не менее чем на 1—2 м; вверх и вниз по течению реки по 1,0—1,5 отверстия моста, но не менее чем по 100 м в каждую сторону от оси мостового пере хода.
Рнс. III.8. Генеральный план мостового перехода:
t — трасса мостового перехода: 2 — морфоствор; 3 — временны* водомерный поет; 4 — роза расчетных скоростей ветра; о —лес; С— кустарник; 7 — болото; 8 — луг
Масштаб съемки детального плана зависит от размера пересе каемого водотока и площади съемки. Обычно принимают следую щие масштабы: для крупных рек 1:2000, средних— 1:1000, ма лых — 1 :500. Масштаб 1 : 500 принимают также для съемки отдель ных узлов регуляционных сооружений на переходах через средние и большие реки. Горизонтали на детальном плане проводят через 1,0 или 0,5 м. Съемку детального плана производят теодолитамитахеометрами или мензулами. На каждом берегу реки устанавлива ют один или несколько деревянных или бетонных постоянных репе ров, на которые переносят отметки от реперов государственного ни велирования.
На детальном плане мостового перехода показывают те же дан ные, что и на генеральном. Кроме того, показывают координатную сетку с величинами координат, пункты опорной плановой и высот ной сети, горизонтали берегов, дна русла и протоков.
57
Для построения плана дна реки в горизонталях или изобатах производят подводную съемку русла, староречий и протоков путем промеров глубин по створам с плановой привязкой их и нивелиров кой урезов. Зимой промеры глубин выполняют со льда, а в осталь ное время года — с лодки.
На открытой воде при большой ширине потока применяют три способа производства подводной съемки (рис. III.9): по поперечни кам, косыми галсами, продольными галсами.
Первый способ применяют при очень малых скоростях течения. Лодка перемещается по назначенному промерному створу; поло жение ее засекают теодолитом с постоянного пункта на берегу. Этот пункт выбирают с таким расчетом, чтобы угол между створом и направлением от лодки на теодолит был не менее 30°. Лодку ус танавливают в створе по береговым вехам.
Рис. III.9. Способы производства подводной съемки:
а — по |
поперечникам; б — косыми |
галсами; |
|
е — продольными |
галсами; I — базис; 2 — угло |
||
мерный |
инструмент; 3 — веха; 4 — промерная |
точка; |
S — направление |
течения; 6 — направле |
|||
|
ние движения лодки; |
ц — угол |
засечки |
(должен |
быть не |
менее 30”) |
Второй способ применяют при средних скоростях течения. Лод ка перемещается по косым по отношению к фарватеру реки направ лениям, которые фиксируются с помощью береговых вех.
Третий способ применяют при значительных глубинах и скорос тях течения. Положение лодки засекается двумя теодолитами, ус тановленными на разных берегах. Расстояние между промерными точками не должно превышать 7 10 ширины русла.
Для производства подводной съемки на крупных реках целесо образно использовать эхолоты, которые действуют по принципу из мерения времени, необходимого для прохождения ультразвукового импульса от прибора до дна реки и обратно. Наиболее широкое применение в практике изысканий мостовых переходов получил эхолот «Язь», который позволяет измерять глубины в диапазоне от 1 до 160 м (при этом глубины менее 1 м измеряют наметкой). Эхолот «Язь» снабжен самописцем, который производит радиаль
58
ную запись измеряемых глубин на электротермическую бумажную ленту. При производстве промерных работ судно перемещается со скоростью до 12 км/ч. Положение точек промера в плане определя ют с помощью специального дальномера.
Глубины измеряют по поперечникам, расстояние между которы ми принимают равным YeVs ширины реки. Поперечники закреп ляют вехами, установленными на берегах реки. Если длина попе речника превышает 200 м, то на нем через каждые 50—60 м наме чают промежуточные точки, в которых устанавливают плавучие буйки, закрепленные с помощью якорей.
В процессе производства промерных работ судно должно пере мещаться равномерно. В тот момент, когда оно проходит мимо буй ка, на ленте самописца делается отметка и указывается номер буйка.
Камеральную обработку материалов промерных работ, выпол ненных с помощью эхолота, производят следующим образом. Преж де всего определяют линейную невязку, которую находят путем сравнения общей длины данного поперечника и той же длины, по лученной как сумма расстояний между промерными точками, а также между крайними промерными точками и концами поперечни ка. Найденную невязку распределяют пропорционально измерен ным расстояниям.
После этого приступают к обработке полученных с помощью самописца батиграмм эхолота. На каждой батиграмме определяют участки между промерными точками по отметкам на батиграмме и номерам буйков. Одновременно выбирают характерные точки пере лома рельефа дна для переноса их на профиль поперечника. За пись глубин на батиграмме эхолота «Язь» производится в радиаль ной развертке. При глубинах менее 3 м отсчеты снимают измери телем без учета кривизны записи, а при глубинах более 3 м отсче ты снимают по специальной палетке, которая выполняется в виде кривой с радиусом, равным радиусу записи на батиграмме.
Для приведения длин всех участков промера к одному масшта бу при построении профиля поперечника применяют следующий графический способ (рис. ШЛО). На восковке в определенном мас штабе на горизонтальной прямой откладывают исправленное рас
стояние между урезами воды MNи показывают все промежуточные промерные точки I, II, III, IV и т. д. Из точки Мк прямой MNвос
станавливают перпендикуляр и на нем откладывают отрезок МО, приблизительно равный MN. Точку О соединяют прямыми с про межуточными промерными точками I, II, III, IV и т. д. Восковку накладывают на батиграмму так, чтобы промежуточные промер ные точки на батиграмме IV и III' находились на лучах ОНи ОШ.
Затем все характерные точки рельефа дна на данном участке |
бати |
|||
граммы |
(а, Ь, с, |
d) |
переносят на профиль поперечника. Для |
этого |
из точек |
a, b, с, |
d |
опускают перпендикуляры на линию начально |
|
го отсчета и получают точки a', b', с', d', которые соединяют пря |
||||
мыми с точками |
О. |
Указанные прямые продолжают до пересечения |
с линией MNв точках А, В. С. D. Из этих точек по перпендикуля
59
рам откладывают глубины, снятые с батиграммы, и в результате получают профиль дна.
Кроме съемки генеральных и детальных планов, в состав топо графо-геодезических работ на мостовых переходах входит разбивка вариантов трассы дороги на переходе, а также разбивка гидромет рических и морфометрических створов. Профили указанных створов вычерчивают отдельно. Положение их привязывают к полигону, ко торый служил основой для съемки плана.
В тех случаях, когда собранные в подготовительный период ма териалы разновременных
|
|
съемок |
данного |
|
участка |
||||
|
|
реки свидетельствуют |
об |
||||||
|
|
интенсивном |
|
|
русловом |
||||
|
|
процессе, |
|
производят |
|||||
|
|
съемки русла для оценки |
|||||||
|
|
естественных |
|
русловых |
|||||
|
|
деформаций. |
|
|
|
ленточ |
|||
|
|
При наличии |
|
||||||
|
|
ногрядового |
типа |
русло |
|||||
|
|
вого процесса |
(см. §11.3) |
||||||
|
|
русло снимают в горизон |
|||||||
|
|
талях |
или |
изобатах |
на |
||||
|
|
участке |
длиной, |
|
равной |
||||
|
|
трем |
шагам |
ленточной |
|||||
|
|
гряды. |
Съемку |
произво |
|||||
|
|
дят |
непосредственно |
пос |
|||||
|
|
ле спада паводка, т. е. в |
|||||||
|
|
тот период, когда |
гряды |
||||||
|
|
имеют |
наибольшую |
вы |
|||||
Рис. ШЛО. Построение профиля дна по бати |
соту. |
|
|
побочневого |
|||||
грамме эхолота: |
|
В случае |
|
||||||
/ — батиграмма эхолота; 2 — линия для |
фиксирова |
типа руслового |
процесса |
||||||
ния промежуточных промерных точек; 3 — линия на |
русло снимают в горизон |
||||||||
чального отсчета; 4 — линия записи дна; |
5 — профиль |
||||||||
дна |
|
талях |
или |
изобатах |
на |
||||
|
|
участке |
длиной, |
|
равной |
четырем шагам побочня. Съемку производят по окончании паводка для установления наибольших глубин, которые образуются в пле совых лощинах во время прохождения паводка. Минимальные от метки перекатов определяют в конце меженного периода. Съемка должна охватить бровки коренного русла, побочни и спрямляющие рукаве между отторженными побочнями и коренным берегом. На основании материалов съемки устанавливают наибольшую величи ну периодического расширения русла.
При наличии ограниченного меандрирования снимают в гори зонталях излучины русла и прилегающие к ним пойменные мас сивы. Ширину участка съемки принимают равной ширине пояса ме андрирования, а длину — двум шагам излучины. Съемку произво дят на спаде паводка для установления наибольших глубин в нле-
60