Проектирование регуляционных сооружений.

Неблагоприятное развитие русловых деформаций на участке мостового перехода может привести к повреждениям сооружений. Чтобы сделать неизбежные русловые деформации безопасными для основных транспортных сооружений, в состав мостового перехода включают регуляционные сооружения различной формы, конструкции и назначения. Форму и размеры сооружений устанавливают исходя из конкретных задач регулирования.

Так прямолинейные струенаправляющие сооружения, возводимые для смещения размыва вверх от моста или для отжима мощных пойменных течений от конуса или устоя моста, устраиваются достаточно длинными, так как иначе вихревые зоны, неизбежно возникающие у головных частей таких сооружений, будут располагаться слишком близко к мосту и угрожать подмывами опор моста. Обычно размеры верховых прямолинейных пойменных струенаправляющих сооружений назначают равными половине отверстия моста, а низовых дамб -четверти отверстия. Как и при устройстве криволинейных сооружений, размеры прямолинейных дамб корректируются соответственно местным условиям.

На участке мостового перехода проектируют комплекс регуляционных сооружений. На крупных водотоках устраивают криволинейные струенаправляющие дамбы, обеспечивающие плавный ввод пойменных вод в подмостовое отверстие, и траверсы защищающие пойменные насыпи от продольных течений. Струенаправляющие дамбы имеют верхнюю и нижнюю ветви. Размеры струенаправляющих дамб возможно определить различными способами и, в основе которых лежит их взаимосвязь с шириной русла реки и коэффициентом стеснения потока (К_ст)

К_ст=Q_п/Q_p (7.1)

К_ст=Q_п/Q_p=0,20

Q_п - расход проходящий в бытовых условиях на части поймы, м³/с,

Q_p - расчетный расход воды, м³/с.

Очертания криволинейных струенаправляющих дамб строят обычно по парным координатам Х и У, определяемым по таблицам.

Струенаправляющие дамбы устраивают в тех случаях, когда поймы пропускают более 15 % расчетного расхода воды или когда средняя скорость потока под мостом более 1 м/с.

Траверсы проектируют при отсутствии набега волны на подходную насыпь. В поперечном профиле откосы траверса проектируют как откосы подходных дамб, с крутизной не более 1:2.

Размещение и длину траверсов у подходной насыпи увязывают с размерами струенаправляющей дамбы. Угол между линией защищаемого участка насыпи и траверсом принимают 70-90⁰. В зависимости от значения a траверс длиной l_т защищает участок насыпи 3:7 l.

Откосы дамб и траверсов защищает от продольных течений, ледовых воздействий каменной наброской, плитами и т.д. Для обеспечения устойчивости укрепления на откосе и защиты подошвы от подмыва устраивают каменную призму. ширину дамбы и траверсов принимают не менее 3х метров. В головной части их уширяют.

Сопряжение струенаправляющих дамб с устоем моста и насыпью осуществляют с помощью обычных устоев.

При выборе материалов и конструкций для регуляционных сооружений следует ориентироваться в основном на местные материалы. Только в тех случаях, когда они не могут обеспечить необходимую прочность защитных сооружений и укреплений, необходимо применять привозные и искусственно приготовляемые материалы. Однако местные материалы (грунт, дерн и камень) имеют предел применения.

Грунт может быть использован с достаточно высокой степенью механизации работ. Поэтому следует стремиться, как можно шире применять грунт в качестве основы для сооружений. В большинстве случаев это удается, особенно на равнинных реках. Исключение составляют те случаи, когда грунт по своим физико-механическим свойствам непригоден для возведения сооружений.

Чтобы больше механизировать труд на укрепительных и регуляционных работах, все чаще стремятся применять габионы (камень в металлических сетках), бетон и железобетон. а также другие материалы, позволяющие индустриализировать изготовление элементов укреплений, производить элементы заблаговременно вне места непосредственной укладки в сооружение и механизировать их укладку. В ряде случаев, где требуется особо надежная защита, применение этих материалов диктуется и соображениями прочности, например при защите насыпей и других сооружений от волн на водохранилищах, при защите участков еще деформируемого дна, при высоких скоростях течения и т.п. Эти современные конструкции и материалы находят все большее применение и становятся основными в регуляционных и защитных работах на мостовых переходах.

Земляным регуляционным сооружениям придается трапецеидальное поперечное сечение с крутизной откосов, как правило, 1:2. Откосы, соприкасающиеся с текущей водой (II высотная подзона), укрепляют, причем тип укрепления назначают в зависимости от скорости потока, обтекающего эти сооружения или набегающего на них.

Речные откосы регуляционных сооружений, непосредственно соприкасающиеся с быстро текущей водой, приходится защищать камнем или бетонными и железобетонными плитами.

К регуляционным сооружениям относят верховые и низовые струенаправляющие дамбы, траверсы, водораздельные дамбы и дамбы обваловывания, лесонасаждения. Для направления водного потока под мост проектируют криволинейные струенаправляющие дамбы, которые строятся в том случае, когда на участке поймы, перекрытой насыпью, проходит не менее 15 % всего расчетного расхода воды. При двухсторонних поймах устраивают дамбы на обоих берегах, а при наличии только одной поймы – односторонние. Дамбы представляют собой насыпи из песчаного и супесчаного грунта, трапециевидного очертания, шириной поверху не менее 2 метров, конец дамбы, называемый головой, шире в 2-2,5 раза основной части дамбы.

Минимальный радиус кривизны струенаправляющей дамбы определяется по формуле:

, м (7.2)

где:

L_min - минимальное отверстие моста при максимально допустимом размыве, м

К - коэффициент, зависящий от относительной величины перекрытого насыпью подходов пойменного потока (для левобережной струенаправляющей дамбы потока перекрытого левобережной насыпью, для правобережной – правобережной насыпью) Q_п к расчетному расходу водотока

Таблица 7.1

Qп/Qр	К	Qп/Qр	К
0.6	0.25	0.3	0.1
0.5	0.2	0.20	0.05
0.4	0.15	0.15

При К =0, струенаправляющая дамба не проектируется, а заменяется укрепленным конусом.

Разбивка осей криволинейной, струенаправляющей дамбы производится по координатам X и Y.

Рис. 7.1 Схема к расчету криволинейных, струенаправляющих дамб.

Координаты точек осевой линии дамбы в долях от R приведены в таблице 5 (приложение, таблица).

В целях предотвращения размывов откосов насыпи текущим вдоль нее потоком воды, проектируются струеотбойные сооружения - траверсы. Траверсы представляют собой короткие дамбы, устраиваемые в поперечном направлении к оси насыпи подходов (чаще всего под углом 70-90° с верховой стороны насыпи). Являясь искусственными препятствиями для движения воды вдоль насыпи, траверсы отклоняют поток от земляного полотна и тем самым защищают его от размывов. Траверсы должны быть расположены так, чтобы между каждыми двумя соседними струеотбойниками образовалось защищенное протяжение вала. С этой целью расстояние между траверсами назначается не более 6· l_т · sina, где:

l_т - длина вышележащего траверса

α - угол между осью траверса и направлением течения.

Рис. 7.2 Схема расположения траверсов в плане.

Число траверсов выбирается произвольно в зависимости от длины поймы до границы разлива. Рекомендуется проектировать меньшее число длинных траверсов, чем большое число коротких.

Дата добавления: 2015-08-21