Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Трасса на пересечении больших водотоков

Типы сооружений на пересечениях железной дорогой водных препятствий.

На пересечениях железной дорогой больших водотоков — рек, каналов, либо таких водных преград как водохранилища или морские проливы и заливы устраивают различные инженерные сооружения. На реках и каналах в большинстве случаев сооружают мостовые переходы. Большие реки и морские проливы пересекают как мостовыми так и тоннельными переходами.

При пересечении Главсибом р. Амур у Хабаровска был сооружен мостовой пе-реход, а впоследствии в качестве дублера построили тоннель. Для соединения же-лезнодорожной сети материка и острова Сахалин через пролив Невельского рас-сматриваются варианты мостового перехода и тоннельного пересечения.

Тоннели построены под проливами Ла-Манш (длиной около 50 км) и Цугару (между японскими островами Хонсю и Хокайдо — протяженность около 54 км). Пересечение пролива Эресунн между Швецией и Данией осуществлено на восточной части трассы мостовым переходом протяженностью 8 км, а на западной — тоннелем длиной 5 км (рис. 4.24).

При пересечении таких водных препятствий, где нет течения (озеро, залив) и судоходства, наряду с мостовыми и тоннельными переходами сооружают дамбы, земляные или фильтрующие.

Земляная дамба возведена через залив Сиваш Азовского моря на направлении Запорожье — Симферополь. При пересечении Кандалакшского залива Белого моря сооружена фильтрующая дамба длиной около 1 км и высотой до 10 м, которая пропускает приливы и отливы с колебанием уровня воды почти 2 м.

Трасса железной дороги в районе гидросооружений может быть проложена по плотине или через водохранилище.

Железнодорожный путь уложен по плотинам большинства волжских гидроэлек-тростанций, Братской ГЭС и др. Зейское водохранилище на трассе БАМа пересечено мостом длиной 1100 м и высотой 40 м в узком месте примерно в 250 км выше плотины.

Особое место в ряду инженерных сооружений занимают паромные переправы, которые заменяют более трудоемкие и дорогие мостовые и тоннельные переходы. Если пересекаемое водное пространство зимой замерзает, то при достаточной толщине ледяного покрова в зимнее время может быть устроена ледяная или свайно-ледяная переправа (путь укладывается на эстакаду, сваи которой забивают в грунт через лунки во льду).

Паромная переправа через р. Амур на железной дороге Комсомольск - Советская Гавань в сочетании с ледяной переправой в зимнее время работала более 30 лет, до 1975 г., когда у Комсомольска-на-Амуре был построен мост длиной 1,5 км. Круглогодично действует паромная переправа между материком и о. Сахалин на трассе Ванино - Холмск.

Выбор места пересечения водотока мостовыми и тоннельными переходами.

Мостовой переход (рис. 4.25) — комплекс сооружений, возводимых в границах разлива высоких вод, включающий в себя в общем случае мост /, подходные насыпи 2 и регуляционные сооружения 3, 4.



Тоннельный подводный переход (рис. 4.26), как правило, состоит из руслового и берегового участков тоннеля, а в ряде случаев и подходной рампы.

На выбор места перехода влияют: обшее направление проектируемой железной дороги, форма речной долины и гидрологические характеристики реки, инженерно-геологические условия, а применительно к мостовому переходу — еще и требования судоходства и сплава.

По условиям увязки с общим направлением дороги желательно наименьшее отклонение места перехода от кратчайшего направления трассы. Это имеет особое значение применительно к железным дорогам большой грузонапряженности. Однако чем выше стоимость перехода, тем целесообразнее может быть выбор места перехода в более благоприятных условиях, обеспечивающих существенное снижение его стоимости иеной некоторого удлинения трассы. При сравнении вариантов учитывают как строительную стоимость перехода, так и стоимость прилегающих участков трассы между общими точками для всех вариантов, а также эксплуатационные расходы по вариантам.

Участок русла реки в месте мостового перехода должен быть устойчивым, по возможности прямолинейным или представлять собой плавную излучину. Направления течений в русле и на поймах должны быть параллельными. При этом ось перехода следует располагать, как правило, перпендикулярно к направлению руслового и пойменного потоков. В этом случае отверстие моста и регуляционные сооружения будут минимальными. Такое же положение оси тоннельного перехода сокращает его протяженность, особенно длину руслового, наиболее сложного участка подводного тоннеля.

На рис. 4.27 приведены три варианта трассы мостового перехода, из которых варианты / и // обеспечивают меньшую протяженность трассы между общими точками А и Б, однако по некоторым показателям уступают несколько более длинному варианту III Так, в варианте / при повороте трассы от моста вниз по течению на пойме при паводках образуются водные “мешки” (участок а), создающие угрозу прорыва насыпи и затрудняющие слив воды с поймы в отверстие моста. При повороте трассы от моста вверх по течению в варианте II при паводках возникают вдоль пойменной насыпи сильные течения (участок б), что потребует дополнительных средств защиты насыпи от подмыва Только учет всех факторов, определяющих строительные и эксплуатационные расходы по вариантам, позволит выбрать наилучший.


Применительно к мостовым переходам следует указать еще на следующие положения.

Ось перехода не следует располагать на участке реки, где могут образоваться заторы льда, а также в местах, где река имеет рукава или острова. Острова уменьшают площадь живого сечения потока под мостом, и приходится увеличивать отверстие моста.

Следует избегать пересечения рек непосредственно ниже устья крупных притоков, чтобы не допускать скопления наносов под мостом.

Предпочтительны участки реки с узкими поймами, расположенными на высоких отметках, незаболоченными, по возможности без озер и староре- чий. Это обеспечит наименьшую протяженность и высоту подходных насыпей к мосту и меньшие размеры регуляционных сооружений или отсутствие необходимости в них.

При пересечении судоходных рек приобретает особое значение требование располагать мост перпендикулярно направлению течения. Отклонение оси моста от нормали к направлению течения более чем на 10° требует увеличения ширины габарита судоходных пролетов моста.

Инженерно-геологические условия имеют существенное значение при выборе места и мостового, и тоннельного перехода. По условиям сооружения моста преимущество имеют участки реки, где коренные и плотные породы, могущие служить основанием фундаментов опор моста, залегают неглубоко, а напластование пород исключает их смещение. Сооружение подводного тоннеля при достаточно большой глубине русла водотока (более 20 м) наиболее часто осуществляется закрытым способом (щитовой проходкой). В этих условиях целесообразно избежать участков с большим гидростатическим давлением и высокой температурой грунтовой среды, а также со значительной агрессивностью подземной воды к материалам конструкций.

В практике проектирования мостовых переходов есть много примеров того, как тщательный выбор места перехода обеспечивал существенное уменьшение его стоимости. Так, в 1891 г. при окончательных изысканиях Транссибирской магист

рали известный изыскатель и строитель железных дорог писатель Н.Г. Гарин- Михайловский, исследуя трассу на пересечении р. Оби, сумел на 170-километровом участке реки найти место, где разлив реки в скалистых берегах составляет 850 м (там возник г. Новониколаевск, теперь — Новосибирск, вокзальная площадь которого названа именем Гарина-Михайловского), в то время, как первоначально пред-полагалось осуществить переход Оби у Колывани (ниже по течению), где разлив реки достигает почти 13 км.

Проектирование продольного профиля трассы мостовых и подводных тон-нельных переходов. Продольный профиль мостового перехода должен обеспечивать условия судоходства на пересекаемом водотоке и незатопляемость земляного полотна подходных насыпей. Соответственно уровень проектной линии на мосту и на подходных насыпях на пойме принимается, как правило, различным (см. рис. 4.25).

Отметка проектной линии на мосту Ятш(ч), м, определяется расчетным судоходным уровнем и высотой подмостового габарита в судоходных пролетах моста:


Минимальная отметка бровки насыпи на пойме Нтт (п), м, определяется в зависимости от наивысшего уровня воды с учетом подпора, ветрового нагона и наката волны на откос насыпи:


Значения величин AhM и дйГ1Ш зависят от глубины воды в акватории перед мостом, скорости ветра и протяженности охваченной ветром акватории по направлению к пойменной насыпи, а высота наката волны, кроме того, зависит от крутизны и типа укрепления откоса насыпи. Эти величины определяют по СНиП 2.06.04-82* [40].

Продольный профиль подводных тоннелей, как правило, проектируют двускатным вогнутого очертания с пологим нижним разделительным участком, имеющим минимальный уклон 2—3 %о (см. рис. 4.26). Наибольшая крутизна уклонов в тоннеле не должна превышать ограничивающий уклон проектируемой линии, уменьшенный в соответствии с положениями, рассмотренными в п. 3.9. >

Изыскания и проектирование железных дорог. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 288 с..

Экспертиза

на главную