книги / Примеры проектирования мостовых переходов

На участке подъема к мосту через протоку запроектирован поперечный профиль, показанный на рис. IV-13. Крутизна отко­ сов надводной части насыпи принята равной 1: 1,5, а подтапли­ ваемой— 1:2. Бермы запроектированы шириной 2,0 м.

В табл. IV-4 приведены принятые типы укреплений откосов земляного полотна по участкам. Назначенные типы укреплений указаны также на соответствующих поперечных профилях (см. рис. IV-11 — IV-13).

ления, .«2

Пример 5. Расчет устойчивости откосов высокой пойменной насыпи на ПК 184-00 автодорожного мостового перехода (см. рис. IV-2).

191

Исходные данные. Поперечный профиль насыпи (рис. IV-14); высота насыпи Я = 11,37 м. Отметка расчетного горизонта высо­ ких вод (РГВВ) — 32.75. Грунт, из которого отсыпана насыпь,— суглинок; удельный вес грунта 5= 2,70 Т/м3; объемный вес сухо­

ГК25+00

Рис. IV-13. Поперечный профиль насыпи у моста через про­ току:

Расчет. Заменяем временную колесную нагрузку НК-80 весом эквивалентного слоя грунта. Показатели колесной нагрузки НК-80: вес машины 80 Г, число осей 4, давление на ось 20 Г, длина соприкасания ската с покрытием проезжей части вдоль движения 0,2 м, расстояние между осями скатов вдоль движения 1,2 м.

Ширина земляного полотна 5=12 м; в поперечном направ­ лении на проезжей части дороги могут разместиться две колес­ ные машины НК-80, следовательно, толщина эквивалентного слоя грунта

Определяем положение центров наиболее опасных кривых скольжения. Для этого строим прямую центров, нижняя точка которой В находится ниже подошвы рассчитываемого откоса на величину, равную высоте насыпи Я, и на расстоянии 4,5 Я от точ­ ки С. Верхняя точка прямой центров (точка О) находится на пересечении двух лучей, проведенных из точек А и М под угла­ ми pi и р2 к откосу и горизонту. Угол наклона спрямленного

192

//=//,37 , Л=ЛЛ>

Рис. IV-14. К примеру расчета устойчивости откоса пойменной насыпи

откоса (пунктирная линия) а=19°40/. По табл. IV-1 находим угол Pi=25°, угол 02=35°.

Намечаем положения пяти кривых скольжения: кривая I проходит через бровку левого откоса; кривая I I — через точку, находящуюся посередине между бровкой левого откоса и осью земляного полотна; кривая III — через ось земляного полотна; кривая IV — через точку, находящуюся посередине между осью земляного полотна и бровкой правого откоса; кривая V — через бровку правого откоса.

Для всех кривых скольжения определяем значения коэффи­ циентов устойчивости. Приводим расчет для III кривой.

Устанавливаем положение линии депрессии, считая, что она совпадает с линией гидравлического градиента I, проведенной с уклоном 0,06 из точки Р, находящейся на оси земляного полот­ на на уровне РГВВ. Линия депрессии делит отсеченный кри­ вой III объем грунта на верхнюю (сухую) и нижнюю (водонасы­ щенную) части; последняя заштрихована.

Определим объемный вес водонасыщенного грунта:

Разбиваем отсеченный кривой III объем грунта земляного полотна вертикальными сечениями на ряд отсеков— 1, 2, 3,... 9 шириной по 4 ж и длиной 1 м. Отсек 10 получился меньшей ширины.

Определяем расстояния х от центра тяжести каждого отсека до вертикали, проходящей через центр кривой скольжения (вправо — со знаком плюс, влево — со знаком минус).

Находим углы наклона 0 отрезков кривой скольжения к го­ ризонту в пределах каждого отсека, используя выражение

х

sinO = — ,

А

где i? — радиус кривой скольжения (/? = 30,4 м).

Для каждого отсека вычисляем площадь сухой Qc и водонасыщеиной £2Вчастей, а затем соответствующие веса

N = G cos 0,

194

и составляющую веса каждого отсека, касательную к кривой скольжения:

Т = G sin0.

Подсчитаем суммы сил HN и 27\ Все расчеты сводим в табл. IV-5.

Находим длину сухой части кривой скольжения Lc = 3,60 м и

В результате аналогичных расчетов, проделанных для кри­ вых скольжения I, II, IV и V, получены соответственно следую­ щие значения коэффициента устойчивости к: 1,77; 1,43; 1,41 и 1,51. Все эти значения отложены из соответствующих центров перпендикулярно к линии ОБ (см. рис. IV-14). Концы отрезков соединены плавной кривой. Как видно из рисунка, критической является кривая скольжения III, проходящая через ось земля­ ного полотна. Этой кривой соответствует наименьшее значение коэффициента устойчивости к=1,38.

Для всех кривых скольжения, в том числе и для критической, коэффициент устойчивости к получился больше 1,3. Следова­ тельно, устойчивость откосов запроектированной насыпи обеспе­ чена.

§ 17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ И ОЧЕРТАНИЯ

СТРУЕНАПРАВЛЯЮЩИХ ДАМБ

Струенаправляющие дамбы устраиваются при стеснении по­ тока подходами к мосту. Дамбы улучшают условия движения воды и наносов у моста, образуя искусственное мостовое русло, в котором поток перед мостовым отверстием плавно сужается до ширины отверстия, а за мостом постепенно расширяется.

На мостовых переходах через равнинные реки струеиаправляющие дамбы располагаются на поймах.

Как правило, ось верховой дамбы очерчивается в плане по эллиптической кривой, радиус кривизны которой уменьшается от корня к голове дамбы (рис. IV-15). В голове к эллиптической кривой добавляется круговая приставка с углом разворота 30°; радиус приставки следует брать равным малому радиусу эллип­ са в головной части дамбы.

196

Низовая дамба очерчивается по дуге круга радиусом, рав­ ным большому радиусу эллипса верховой дамбы в ее корне. Угол разворота круговой кривой низовой дамбы назначается не более 6—8° (рис. IV-15), чтобы обеспечить безотрывное от тела дамбы растекание потока.

Расчет размеров и очерта­ ния струенаправляющих дамб у русловых мостов на перехо­ дах через равнинные реки про­ изводится по способу А. М. Латышенкова *.

Основные размеры верхо­ вой эллиптической дамбы в плане — ее разворот Ьв и вы­ лет ав (см. рис. IV-15) опреде­ ляются в зависимости от меры стеснения потока подходными

где k принимается в зависимости от величины меры стеснения по табл. IV-7.

Большой и малый радиусы эллипса вычисляются следующим образом: большой радиус (в корне верховой дамбы)

R

* А. М. Л а ты ш е н к о в . Вопросы гидравлики искусственно сжатых русел. Госстройиздат, 1960.

197

малый радиус (в голове верховой дамбы)

г= — &В

Длина эллиптической части верховой дамбы находится как длина четверти эллипса:

5Э~ — [ 1,5 (#в ^в) У^в^в] •

Безразмерные координаты эллиптической части оси верховой дамбы (в долях величины разворота Ьв), необходимые для ее разбивки, приведены в табл. IV-8 (начало координат в корне дамбы).

Вылет круговой низовой дамбы (см. рис. IV-15) назначается равным половине вылета верховой дамбы:

«*=-§?-. (IV-10)

198

Т а б л и ц а 1V-8

Если при таком размере низовой дамбы угол разворота круго-. вой кривой, по которой описывается ось дамбы, оказывается большим, чем 8°, то часть дамбы до величины угла 8° описы­

ся по прямой линии, касательной к круговой кривой. Это делает­ ся для того, чтобы угол растекания не превышал 8°.

В случае резко выраженного несимметричного двусторон­ него стеснения потока подходами (неравные поймы) рекомен­ дуется устанавливать границу раздела потоков в отверстии моста на левый и правый, как это разобрано в гл. II (§ 7, при­ мер 3). Размеры струенаправляющих дамб рассчитываются в этом случае как при одностороннем стеснении — отдельно для каждого из потоков (левого и правого) в соответствии с найден­ ной границей их раздела. При двустороннем несимметричном стеснении может оказаться необходимым устраивать струена­ правляющую дамбу, располагаемую на пойме меньшей ширины,

спрямолинейной вставкой в средней части дамбы (рис. IV-16).

Упойменных мостов, где нет постоянно действующего корен­ ного русла или протоки, при расчете размеров дамб рекомен­

дуется взамен ширины русла Вб.р вводить в качестве линейного размера величину отверстия, пойменного моста минимально допустимого размера /м (соответствующего наибольшему коэф­ фициенту общего размыва).

199

При этом вылет и разворот верховой дамбы определяются по формулам

— Akim И Ьптт — A/jy'

где коэффициенты А и k берутся по табл. IV-6 и IV-7.

На мостовых переходах через предгорные реки с блуждаю­ щими руслами, не имеющими пойм, верховые дамбы часто выво­ дятся вверх по течению на значительное расстояние и сопряга­

гурация русел, проток и другие местные усло­ вия, влияющие на движение воды и наносов вблизи моста. Впол­ не допустимо изменять размеры струеиаправляющих дамб по сравнению с полученными по изложенному выше расчету, если это диктуется местными особенностями мостового перехода. Осо­ бенно важное значение имеет учет местных условий на переходах через предгорные реки с блуждающими руслами, где часто струе­ направляющие дамбы имеют целью не только направить движе­ ние воды и наносов в отверстие моста, но являются также бере­ гозащитными сооружениями.

Пример 6. Проектирование струенаправляющей дамбы на мостовом переходе через равнинную реку с односторонней поймой.

Исходные данные соответствуют условиям на мостовом пере­ ходе, рассматривавшимся в примерах 4 § 8 и 1 § 12. Схемати­ ческий план мостового перехода показан на рис. IV-1. Струе­ направляющая дамба располагается на левобережной пойме. На этой пойме |В!близ1И от м-оста трасса перехода пересекает за­ тон.

Мост перекрывает коренное русло шириной 5 б.р=440 м. Под­ ходная насыпь (см. рис. IV-2) создает одностороннее стеснение

200