книги / Примеры проектирования мостовых переходов

потока, мера стеснения которого

0_ = 1,38.

QM

Расчетный горизонт высоких вод — на отметке 32.75. Гори­ зонт низких вод в затоне, пересекаемом трассой перехода, имеет отметку 25.50. Бровка насыпи подхода у моста расположена на отметке 38.92. Величина максимального подпора у перехода А/гн =0,42 ж. Высота набега волны на откос /гиаб=1,82 ж. Ледо­ ход сильный, толщина льдин достигает 1 ж, отметка горизонта высокого ледохода 31.25.

Определение размеров дамбы в плане. По табл. IV-6 при

находим по интерполяции коэффициент А = 0,30 и по табл. IV-7

около моста откладываем от оси перехода полученные размеры. При этом выясняется, что головная часть эллиптической верхо­ вой дамбы будет размещаться в непосредственной близости от затона, а круговая приставка к эллипсу вплотную подойдет к правому берегу затона. При таком расположении головы верхо­ вой дамбы не обеспечивается плавное подведение пойменного потока воды к мостовому руслу и снижается устойчивость отко­ сов дамбы. Ввиду этого целесообразно увеличить размеры вер­

Принимаем следующие размеры эллиптической верховой дам­ бы (рис. IV-17): разворот дамбы 6В=210 м и соответственно вылет дамбы ав = £&в=1,83-210 = 384 м.

Координаты эллиптической части верховой дамбы определя­ ем по табл. IV-8 три А = 1,83 «путем умножения табличных зна­ чений координат на величину разворота 6В= 210 м. Они приво­ дятся в табл. IV-9.

Определяем радиус круговой приставки:

2102

115 ж.

384

201

У161,0 172,0 179,0 210 ,0

При угле разворота приставки 0= 30° половина хорды с= = г sin 0=115 sin 30°= 57,5 м и стрела сегмента

202

вылет дамбы до головы круговой приставки 384—15,5= 368,5 м (см. рис. IV-17).

Длина оси верховой дамбы складывается из эллиптической части и длины круговой приставки:

При Р = 700 м и угле разворота 0= 8° длина круговой кривой

$~ = « т = 7 0 0 ш = 9 е м '

половина хорды c= R sin 0= 700 sin 8°= 97 м и стрела сегмента

Так как с<аи (97< 192), добавляем к круговой части низо­ вой дамбы прямолинейный участок, проекция которого на ось, перпендикулярную оси перехода, будет равна 192 — 97= 95 м. Длина прямолинейного участка низовой дамбы

95

5пр — cos 8° — 96 му

а его проекция на ось перехода будет 95tg8°=13,4 м. Окончательно полные размеры оси низовой дамбы выража­

укрепления откосов дамб. Дамбы возводятся из суглинистого грунта, который идет и на отсыпку подходной насыпи (см. при­ мер 3 §16). Ширина дамб поверху — 3 м\ в головах дамб устра­ иваются круговые площадки и ширина увеличивается до 6 м

203

(см. рис. IV-17 и рис. IV-18, сечение /-/). Отметка верха дамбы

VK= РГВВ + Дйя + /гиаб + 0,25 =

= 32,75 + 0,42 + 1,82 + 0,25 = 35,24 м.

Головы верховой и низовой дамб устраиваются с более поло­ гими откосами, крутизна откоса 1:4 (рис. IV-18, сечение /-/).

Сечение 1-1

Рис. IV -18. Поперечные сечения струенаправляющей дамбы (масштаб сечения IV—IV в 2 раза крупнее, чем сечения 1-1,

П-П,

ние ///-///), кроме участка в месте пересечения затона. На этом участке высота дамбы доходит до 9,8 м\ для обеспечения устой­

204

чивости откосов они устраиваются с крутизной 1:3 (сечение //-//).

Сопряжение струенаправляющей дамбы с подходной насыпью показано в плане на рис. IV-17 и в разрезе на рис. IV-18 (сече­

§ 12) устанавливается точное положение оси струенаправляю­ щей дамбы на трассе перехода — на ПК 21 + 66,3.

Укрепления откосов верховой и низовой дамб приняты сле­ дующие. Откос, обращенный к руслу, подвергающийся волново­ му воздействию, динамическому воздействию плывущих льдин и действию текущей воды, укрепляется сборными разрезными железобетонными плитами размерами 2X3X0,15 м. Такой же тип укрепления откосов назначен в головах дамб.

Откосы дамб, обращенные в -сторону поймы, на которые главным образом действуют волны, имеющие при направлении ветра вдоль трассы перехода сравнительно небольшую высоту — до 0,5 м, укрепляются более легкими сборными бетонными пли­ тами с размерами 0,5X0,5X0,12 м.

Подошвы откосов дамб со стороны русла и у голов дамб укреплены тюфяком из бетонных плит размерами 0,5X 0,5X Х0,12 мл прикрепленным к бетонному упору на железобетонных сваях сечением 0,3X 0,2 м. Ширина тюфяка из бетонных плит, зависящая от возможной глубины размыва дна поймы, принята в головах дамб и на участке вблизи моста 6 м. На остальном протяжении откоса ширина тюфяка меньше 3,8 м. В месте пере­ сечения затона устраивается каменная наброска в три слоя, вы­ водимая на 0,5 м выше уровня воды в затоне при низких водах.

У подошв откосов дамб, обращенных к пойме, устраивается врезаемая в дно призма из камня, служащая упором для бетон­ ного укрепления, лежащего на откосе.

Назначенные типы укреплений и их размеры указаны на поперечных сечениях дамбы, показанных на рис. IV-18.

Пример 7. Определение размеров дамб в плане на мостовом переходе через равнинную реку с несимметричным стеснением потока подходами (неравные поймы).

Исходные данные соответствуют условиям примера 3 § 7 (см. рис. II-4). Коренное русло реки имеет ширину £б.р = 250 м. Более широкая левая пойма имеет ширину 2260 м, правая пойма зна­ чительно уже, ее ширина 840 м. Отверстие моста /м = 450 м. В него, кроме русла, входят участок левобережной поймы шири­ ной 160 м и участок правобережной поймы шириной 40 м. В пой­ менных частях отверстия устроены срезки дна поймы.

Согласно расчету, произведенному в примере 3 § 7 (см. табл. И-З), граница раздела потоков в отверстии моста на левый и правый находится в 25 м от бровки русла на правом берегу.

205

При этом общий расход воды через отверстие моста Q= = 3440 м*/сек делится следующим образом: расход левого пото­ ка <3лев = 3000 м?/сек, правого — Qnp= 440 мг/сек. Меры стесне­ ния потоков:

левого

Определение размеров дам.б производим отдельно для левого и правого потоков.

Для л е в о г о п о т о к а относящаяся к нему большая часть ширины коренного русла составляет £б.р. л е в =250 — 25 = 225 м; мера стеснения

Полная длина оси верховой левобережной струенаправляющей дамбы равна сумме длины четверти эллипса и длины кру­

ч 206

Согласно формуле (IV-10) вылет низовой левобережной

дамбы

ав С1ц— ■

Низовая дамба описывается радиусом

4 = 1542 = 282 м. Ъв 84

При угле разворота низовой дамбы 0=8° и R= 282 м длина кру­

говой кривой

8

5К= 282 57,3 = 39,3 м;

половина хорды c = 282sin8°=39,l ле и стрела кругового сег­ мента

8°

/г = 39,1 tg — = 2,74 м.

Ввиду того что с<он (39,1 <77), добавляем к круговой части низовой дамбы прямолинейный участок, ось которого идет по касательной к круговой кривой. Проекция прямолинейного уча­ стка на ось, перпендикулярную оси перехода, будет равна 77 — 39,1 = 37,9 м. Длина прямой

37 9

•Snp = ---- — — 38,4 м, cos 8

а проекция прямой на ось перехода составит 37,9tg8°=5,3 м. Полные размеры оси левобережной низовой дамбы будут следующими (рис. IV-19): вылет ан= 77 м\ разворот £>Е=2,74 +

+ 5,3=8,04 м\ длина SH= 39,3+ 38,4=77,7 м.

Для п р а в о г о п о т о к а , которому соответствует ширина части коренного русла 5б.р. пр=25 м, мера стеснения

По табл. IV-6 и IV-7 находим: Л = 0,421 и k=2. Разворот и вылет эллиптической части правобережной верховой дамбы оп­ ределяются по формулам (IV-8) и (IV-9): Ьв=ЛВб.р. пр=0,491Х Х25=12,3 м\ aB — kbB=2 • 12,3=24,6 м. Полученные размеры го­ раздо меньше, чем размеры левобережной струенаправляющей дамбы (&в=84 м и ав—154 м).

Учитывая, что со стороны широкой левой поймы в отверстие моста направляется основная масса воды (расход левого потока составляет 3000 м3/сек из общего расхода водотока 3440 м5/сек),

207

необходимо увеличить вылет правобережной дамбы, чтобы из­ бежать отклонения потока в мостовом русле вправо.

Удлиняем правобережную верховую дамбу путем добавления к рассчитанной эллиптической части с вылетом 24,6 м прямоли­ нейной вставки (см. рис. IV-19).

= ■ ^ [ 1 , 5 ( 2 4 , 6 + 12,3) — У24,6 - 1 2 , 3 ] + 1 2 9 , 4 = 159,2 ж.

Правобережная низовая дамба продолжает прямолинейный участок верховой дамбы и на всем протяжении устраивается по прямой с вылетом, равным вылету левобережной дамбы — 77 ж (см. рис. IV-19), с целью не допустить косого течения в мосто­ вом русле в сторону правой поймы.

Пример 8. Проектирование струенаправляющих дамб на мо­ стовом переходе через предгорную реку с блуждающим руслом.

Исходные данные. Проектируются дамбы на мостовом пере­ ходе, рассматривавшемся в примерах 6 § 8 (гл. II) и 4 § 13 (гл. III).

Схематический план перехода показан на рис. III-25. Шири­ на зоны блуждания по конусу выноса— 1,2-г-1,7 км. При низком меженном горизонте воды, река на участке перехода разбивает­ ся на пять рукавов небольшой ширины — от 5 до 25 м. Во время

разлива. Терраса левого берега обрывается в русло уступом вы­ сотой 2—3 ж. Она сложена лессовидным грунтом. Во время паводков левый берег интенсивно размывается, чем наносится ущерб зданиям и садам населенного пункта, расположенного на левом берегу.

208

Запроектированный мост (см. рис. Ш-26) имеет отверстие 135 м. Он расположен на основном широком рукаве (второй рукав от левого берега). Другие рукава пересыпаются подход­ ными насыпями.

Так как вода левобережного рукава используется для водо­ снабжения населенного пункта, в месте пересечения этого рука­ ва запроектирована труба d= 1,5 м с шандорным затвором. Вода из остальных мелких рукавов отводится прокопами в основной рукав, через который устроен мост. Под мостом, а также выше и ниже его устраивается срезка дна русла.

Расчетный горизонт высоких вод в створе перехода имеет отметку 595.60. Продольный уклон реки во время паводка —

и для того, чтобы защитить от размыва левый берег реки. На­ чало (голова) верховой дамбы располагается на левом незатопляемом берегу в 950 м от мостового перехода, в месте, где начи­ нается расширение зоны блуждания (см. рис. Ш-25) и левобе­ режный рукав приближается к берегу. Дамба перекрывает ру­ кав. Для пропуска низких меженных вод рукава, используемых для водоснабжения населенного пункта, в теле дамбы проекти­ руется труба d= 1,5 м с шандорным затвором, который закры­ вается перед наступлением паводков.

Ось дамбы от ее начала идет в сторону моста по прямой, на­ клоненной к оси перехода под углом 79°. Вблизи моста ось дам­ бы очерчивается по круговой кривой радиусом 800 м с углом разворота 11°. Длина круговой части дамбы 153 м, прямолиней­ ная часть — 827 м. Полная длина левобережной верховой дамбы 980 м.

На прямолинейной части верховой дамбы с речной стороны запроектированы пять траверсов (рис. Ш-25). Они предназна­ чены для ослабления у тела дамбы сильного прижимного тече­ ния воды,, которого можно ожидать в паводочный период. Оси траверсов наклонены вниз по течению, образуя с линией защи­ щаемого фронта угол 60°. Длина траверсов назначена равной 50 м. Проекция траверса на прямую, перпендикулярную защи­ щаемому фронту, составит 50cos30°=43 ж Принимая угол рас­ текания потока за траверсом примерно 15°, получим расстояние между траверсами 43 ctg 15°= 160 м.

Л е в о б е р е ж н а я н и з о в а я д а м б а является продол­ жением верховой дамбы и очерчивается тем же радиусом 800 м с углом разворота 10°; длина низовой дамбы— 140 м.

П р а в о б е р е ж н а я в е р х о в а я д а м б а начинается на правом незатопляемом берегу в створе реки, где ширина потока между левобережной дамбой и правым берегом равна 1100 м

100 м с углом разворота 65°. Длина круговой части 114 м. Пря­ молинейная часть дамбы имеет длину 950 м. Полная длина пра­ вобережной верховой дамбы 1064 м.

Для спуска воды в реку из треугольной пазухи, образуемой

круговой части верховой дамбы. Угол разворота 30°. Длина дам­ бы 52 м. Сравнительно большой угол разворота (30°) и малая длина низовой дамбы назначены потому, что поток, пройдя че­ рез мостовое отверстие, должен растекаться главным образом в сторону более широкой правобережной части русла.

Проектирование поперечных профилей и назначение типов укрепления откосов дамб и траверсов. Струенаправляющие дам­ бы и траверсы возводятся из песчано-гравелистого грунта, ко­ торым сложено дно реки.

Ширина дамб и траверсов поверху принимается равной 4 м, чтобы обеспечить по ним свободный проезд грузового автомо­ биля, что необходимо во время эксплуатации сооружений при подвозе строительных материалов для производства ремонтных

волны на откос; 0,25 м — технический запас.

Вверх по течению отметка бровки дамб повышается с уче­ том уклона подпертой водной поверхности (см. продольный про­ филь по оси дамбы на рис. IV-20).

Откосы всех дамб, обращенные к реке, проектируются с кру­ тизной 1 :3 (рис. IV-20, сечение 1-1). Откосы дамб со стороны берега имеют крутизну 1:2. Откосы траверсов по обе стороны, вверх и вниз по течению, имеют крутизну 1 :3 (рис. IV-20, сече­ ние 2-2). Головы низовых дамб и траверсов также устраиваются с крутизной 1: 3.

Укрепления откосов левобережной верховой струенаправля­ ющей дамбы и траверсов показаны на рис. IV-20.

Откос дамбы, обращенный к реке, и оба откоса траверсов

210