РЕКОМЕНДАЦИИ AREA

Ниже приводятся (с некоторыми сокращениями) рекомендации, разработанные AREA, по вопросу о расположении и типах труб.

А. Потребное русло

Для правильного определения необходимой величины отверстия трубы необходимо знать площадь бассейна, величину стока, данные о наивысших уровнях воды выше и ниже сооружения, а также иметь подходящие формулы, опыт и сознательное отношение к их интерпретации. Необходимо изучить поток выше и ниже сооружения.

Идеальным отверстием является такое, при котором скорость течения воды, имеющая место выше сооружения, сохраняется или немного возрастает в сооружении и ниже его до места, где она не может влиять на железнодорожную линию.

Б. Потребное отверстие

Отверстие трубы необходимо назначать таким образом, чтобы территории, расположенной выше по течению, не могло быть причинено ущерба во время максимального стока, а создаваемый напор не вызывал разрушительных скоростей.

При малых высотах насыпи может потребоваться увеличение отверстия труб для обеспечения заданного живого сечения. При возможности укладки круглых труб толщину засыпки над ними (от подошвы шпалы) не следует назначать меньше 91 см.

Из практических соображений установлен минимальный диаметр круглых труб, который надо выдерживать даже в тех случаях, когда по расчету можно применить трубу меньшего диаметра. Для железнодорожных магистралей рекомендован минимальный диаметр 61 см, для автодорог и второстепенных железнодорожных линий его можно снизить до 45 см. Трубы меньшего диаметра трудно очищать; в случае замерзания в них воды их отверстия могут оказаться недостаточными.

В. Характер разрушающего действия водного потока (истирание, коррозия и др.)

За исключением особых условий (минерализованные, органические и соленые воды), встречающихся сравнительно не очень часто, сокращение срока службы труб гораздо сильнее зависит от механического воздействия водного потока (истирание поверхности), чем от корродирующего действия воды и грунта.

Обширные опыты, поставленные Бюро стандартов для исследования явления коррозии, возникающей по поверхности соприкосновения сооружения с грунтом, показали следующее: сильная коррозия возникала приблизительно для 10% видов грунтов, для других 10% коррозия была небольшой, а для 80% — ничтожной.

С точки зрения коррозии изнутри трубы наиболее опасными являются воды из шахт, особенно угольных. Эти воды оказывают вредное воздействие практически на все применяемые материалы, за исключением глазурованных керамических труб.

Щелочные грунты бывают двух типов; белые и черные. Белые содержат обычно некоторое количество сернокислых, углекислых и хлористых солей, которые после испарения влаги из грунта оставляют белую корку на поверхности; черные содержат карбонат натрия, который белой корки не оставляет. Белые щелочные грунты, особенно сульфаты, более опасны для бетона, чем для металла. Черные щелочные грунты и щелочные грунты, содержащие соли соляной кислоты, более опасны для металла, чем для бетона.

Морская вода вредна для всех материалов, применяемых в трубах. Хлориды, содержащиеся в соленой воде, сокращают срок службы металла, а попеременное смачивание и просыхание вместе с воздействием мороза при холодном климате ускоряют разрушение бетона.

Если по условиям работы сооружения можно ожидать интенсивного воздействия на него истирания или коррозии, то для трубы следует применять материал, наименее поддающийся этим воздействиям, в результате чего стоимость содержания трубы получится наименьшей.

Г. Топографические условия. Определение косины, уклона и длины сооружения

Труба представляет собой канал замкнутого сечения, помещаемый взамен части открытого русла, причем направление течения и глубина воды могут меняться. Поэтому косина, уклон и длина трубы должны Зыть определены таким образом, чтобы получить наиболее экономичное и безопасное сооружение.

Наилучшим углом косины трубы является такой, при котором течение воды не меняет своего направления при входе и выходе из сооружения. В тех случаях, когда водоток обладает очень извилистым руслом или меняет свое направление, русло можно спрямить и направить перпендикулярно или почти под прямым углом к насыпи. Однако в принципе наилучшим решением является такое, когда направление трубы, по возможности, совпадает с направлением водотока.

Трубе обычно придают тот же уклон, который имеет русло. Одной из обычных ошибок является расположение лотка трубы в одном уровне с руслом. В результате сечение трубы уменьшается за счет наносов. Можно рекомендовать устраивать лоток трубы на 5—10 см выше уровня дна водотока.

При укладке труб под новыми насыпями, где имеется возможность осадки грунта под подошвой, трубам следует придавать строительный подъем с тем, чтобы после окончания осадки в них не образовалось углублений.

Д. Устройство фундаментов

Для каждого сооружения должен быть устроен наилучший фундамент, стоимость которого находилась бы в пределах отпущенных ассигнований. Однако осуществление надежного основания для некоторых типов конструкций невозможно в пределах умеренной стоимости. В таких случаях сравнение стоимостных показателей может играть важную роль в выборе типа конструкции. Чем больше погонный вес сооружения, тем большей несущей способностью должно обладать основание.

В случае применения конструкций жесткого типа иногда необходимо устраивать подушку или даже свайный фундамент. Во всех случаях засыпку трубы необходимо тщательно утрамбовать и уплотнить.

Е. Высота и характер насыпи

При выборе типа труб необходимо учитывать поперечные силы, действующие в насыпях. Эти силы проявляются в стремлении грунта насыпи двигаться вниз и наружу до достижения угла естественного откоса, в стремлении растянуть круглые трубы и раскрыть швы в кладке. Поперечные силы имеются в любой насыпи, но наиболее резко проявляются на косогорах.

Ж. Экономика различных типов

При назначении величины отверстия основным является требование нормального пропуска воды. Одновременно с этим долж но быть проведено экономическое исследование, включающее в себя определение следующих величин: 1) процент на капитало вложения, 2)эксплуатациейные расходы и 3) ежегодные амортизационные отчисления, которые к концу срока службы сооружения должны составить соответствующую сумму, необходимую для смены сооружения. Сумма этих трех частей составляет ежегодные расходы. Такой принцип их подсчета давно установлен и широко применяется.

При определении стоимости необходимо рассмотреть различные методы производства работ. При применении круглых труб в некоторых условиях можно достигнуть значительной экономии применением таких средств, как тоннельная проходка, завинчивание или продавливание трубы сквозь насыпь.

После определения строительной стоимости сооружения первую часть ежегодных расходов определяют умножением этой суммы на средний годовой процент прибыли по железнодорожным акциям.

Вторая часть представляет собой эксплуатационные расходы, подсчет которых производят по фактическим данным для аналогичных сооружений.

Третья часть — амортизационные отчисления—зависит от суммы, которую необходимо накопить, процента возврата амортизационного капитала и срока службы сооружения. Имея эти данные, а также таблицу ежегодной ренты, легко определить третий компонент формулы ежегодной стоимости.

Срок службы сооружений различного типа следует определять, в зависимости от их назначения, из данных компании или из данных освидетельствования сооружения через 5—10 лет его службы. Многое может быть получено из тщательных обследований существующих сооружений, если во внимание приняты все факторы, влияющие на его свойства.

Поскольку сравнение стоимостей производится так легко и является одной из основных функций железнодорожного инженера, обязанного стремиться к максимальному снижению годовых расходов в сфере своих действий, экономические сравнения должны быть одним из ведущих факторов при выборе конструкций водопропускных сооружений.

БАРЫКОВА Н.Г., ГЛУЗМАН И.С. АМЕРИКАНСКАЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ — М.: ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, 1959.

на главную