АКВЕДУКИ

Наиболее древним и типичным водопроводящим сооружением служит акведук — мост для транспортирования воды. По акведуку вода. движется, как по каналу, с равномерным режимом.

Акведуком можно пересечь широкую пойму реки или долину с небольшим водотоком. Опорами таких акведуков могут быть двухстоечные рамы, а собственно водопроводящим устройством — лоток разрезной конструкции со швами через 10—15 м по длине. Этот же случай перехода через малый водоток с широкой поймой может быть конструктивно решен и несколько иначе. Береговыми опорами могут служить одностоечные рамы, а в пролете одна или несколько двухстоечных рам. Число двухстоечных рам определяется шириной поймы или фактическим протяжением акведука.

Акведуки такого типа могут транспортировать большие расходы воды, достигающие десятков кубических метров в секунду. Входной и выходной оголовки акведуков различаются тем, что выходной оголовок имеет для сопряжения с отводящим каналом наклонный участок, на котором вода снижает повышенные скорости до обычных для земляного канала (рис. 49).

Типовые акведуки сборной конструкции для малых расходов воды на рамных опорах и с водопроводящйм лотком представлены во многих альбомах, разработанных Гипроводхозом и другими проектными институтами и организациями.

Как пример типового решения применительно к горным условиям можно привести акведук, состоящий из асбестоцементных труб, уложенных на стандартных-составных опорах высотой до 10 м. и проводящий расходы воды до 1,2 м³/сек.

Акведуки устраиваются в тех случаях, когда отметки проезжей части дороги или уровень воды пересекаемого водотока ниже пролетного строения акведука.

Возвышение нижней части пролетного строения акведука над максимальным расчетным уровнем во&ы пересекаемого водотока должны быть ие менее 0,5 м, а над автомобильной и железной дорогой принимается по СНиП. На судоходных водотоках указанное возвышение должно обеспечивать пропуск судов под акведуком.

Глубину заложения опор акведука назначают с учетом глубины промерзания грунта и глубины возможного максимального размыва водотоком русла в створе размещения акведука.

Возвышение верха стенок лотка акведука над максимальным расчетным уровнем воды в нем принимают в зависимости от расхода.

Конструкция акведука должна обеспечивать: плавность сопряжения входной и выходной части сооружения с каналом, что достигается устройством ныряющих стенок, косых плоскостей и др.; пропуск шуги и плавающих тел; водонепроницаемость швов лотка; отвод воды, фильтрующейся из подводящего и отводящего каналов, что достигается устройством дренажей, располагаемых в пределах входной и выходной части сооружения.

Акведуки могут быть бетонными, железобетонными, деревянными и реже металлическими. Бетонные и деревянные акведуки имеют конструкции, аналогичные конструкциям мостов: опоры примерно такие же, как и в мостовых переходах, а вместо проезжей части водопроводящее устройство в виде лотков или труб. Когда при возведении акведука устраивать опоры по техническим или экономическим соображениям нецелесообразно, проектируют акведуки арочного типа (железобетонные) с передачей распора на берега, если они достаточно прочны. При грунтах средней прочности устраивают лотки арочно-подвесной конструкции, когда лоток, будучи подвешенным к арке, работает как затяжка, принимая на себя распор арки. Металлические акведуки могут быть подвесными, имея на берегах трубчатые сваи-опоры, к которым на тросах подвешивается лоток из листовой стали. Такие адведуки применяют в горных условиях для преодоления сравнительно больших пролетов (до 50 м).

Гидравлический расчет выполняют для входа в акведук, лотка акведука и выхода из лотка акведука в канал.

Статический расчет акведука в зависимости от его конструкции делится на расчет опор и расчет лотка. Если опоры и лоток не имеют между собой жесткой связи, то их рассчитывают раздельно. Если же они конструктивно представляют собой одно целое, то и рассчитываются как рамы, образованные опорами-стойками и лотками-ригелями. В обоих случаях рассчитывают фундамент под опорами.

При расчете лоток можно считать не ригелем рамы, а балкой, если жесткость опор будет значительно превышать жесткость ригеля (лотка), то есть принимать лоток акведука как консольно-балочную систему, что несколько облегчает расчет.

Опоры в этом случае можно рассчитать, как отдельно стоящие колонны или рамы (в зависимости от их конструкции), и проверить общую устойчивость сооружения на боковую нагрузку (ветер) и сейсмические условия. Водонепроницаемость швов акведука должна быть обеспечена, причем стыки конструктивных деталей й элементов могут быть двух различных типов.

Первым типом можно считать стыкование анодной (или выходной) части акведука с лотком акведука, которые выполняют на грунте, служащем основанием койструктивному шву. В этом случае применяют коробчатую или плитчатую подкладку, куда помещают зубья лотка акведука и входной (или выходной) его части, имеющие битумную прослойку (рис. 53,в).

Ко второму типу относятся различные конструкции швов, расположенных в пролете между береговыми опорами и не имеющих поэтому поддерживающего элемента.

Простейшей конструкцией шва второго типа будет металлическая пластинка, расположенная по периметру торцовой части лотка и входящая наполовину в оба соединяемых элемента. В один элемент пластинку бетонируют наглухо, а в другой помещают, предварительно смазав маслом, парафином или мылом. Смазка необходима для того, чтобы была возможность свободного перемещения этого конца пластинки без нарушения водонепроницаемости.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968