Водопропускная способность труб и малых мостов

Расчетные и наибольшие расходы. Водопропускные сооружения рассчитывают на воздействие водного потока при двух расходах: расчетном и наибольшем. Вероятности превышения расходов и соответствующих им уровней принимают следующие: для железных дорог III категорий и выше — 1 % при расчетных паводках и 0,33 % при наибольших паводках; для линий IV категории — 2 % при расчетных паводках и 1 % при наибольших паводках. Для водопропускных сооружений на подъездных путях IV категории, на которых по условиям технологии производства не допускаются перерывы в движении поездов, вероятность превышения расчетных расходов и соответствующих им уровней воды принимают равной 1 %.

Водопропускная способность труб. Различают следующие режимы работы труб: безнапорный — входное сечение не затоплено и на всем протяжении трубы поток имеет свободную поверхность (рис. 5.12,о); полунапорный — входное сечение трубы затоплено, а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность (рис. 5.12,6); напорный — входное сечение трубы затоплено и на большей части длины труба работает полным сечением (рис. 5.12,в). Расчетные расходы в трубах должны пропускаться в безнапорном режиме. Согласно Строительно-техническим нормам СТН Ц-01-95 полунапорный режим может быть допущен только в случае пропуска наи-большего расхода водотока и когда у трубы имеется фундамент. При этом необходимо обеспечить водонепроницаемость швов между звеньями трубы и устойчивость насыпи против фильтрации. Для труб, расположенных в районах с низкими температурами (где средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже —40 °С), не допускается предусматривать полунапорный режим работы, за исключением случаев расположения труб на скальном основании.

Согласно нормам проектирования возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над уровнем воды в ней при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть:

в круглых и сводчатых трубах — не менее 1/4 высоты трубы в свету при высоте ее до 3 м и не менее 0,75 м при высоте трубы более 3 м;

В металлических гофрированных трубах наибольший расход должен пропускаться в безнапорном режиме, а заполнение входного сечения трубы не должно превышать 0,9 высоты трубы.

На рис. 5.13—5.16 приведены построенные В.А. Копыленко графики во-допропускной способности труб в зависимости от глубины подпертой воды перед трубой (напора) Н [30]. В соответствии с указанными ограничениями в режимах пропуска воды через трубы на графиках показана зона расчетных расходов. Ограничение наибольших допускаемых расходов определяется максимальной скоростью воды на выходе из трубы. Значения 2Q и 3Q по оси абсцисс соответствуют водопропускной способности двух- и трехочковых труб.

Водопропускная способность мостов. Длина пролетных строений сборных железобетонных мостов эстакадного типа (см. рис. 5.3,в) составляет 6,0; 9,3; 11,5; 13,5 и 16,5 м. Эти мосты применяют, как правило, при высоте насыпи от 2 до 8 м. Обычно используют следующие схемы разбивки отверстия моста на пролеты: 1) 6,0 м х п\ 2) 9,3 м х п; 3) 11,5 м х п; 4) 9,3 + + 13,5 х т + 9,3 м; 5) 11,5 + 16,5 х т + 11,5 м; где п — общее число пролетов в схеме моста; т — число внутренних пролетов. Наряду с указанными схемами могут быть применены и другие с различным сочетанием длин крайних и внутренних пролетов.

Целесообразность применения различных пролетных строений определяется высотой насыпи на подходах к мосту. При насыпях высотой до 4 м используют пролетные строения длиной 6; 9,3 и 11,5 м. При большей высоте насыпи (до 6 м) применяют мосты со всеми указанными выше типами пролетных строений. При насыпях высотой более 6 м использовать пролетные строения длиной 6 м не следует, так как при высоких насыпях возрастает стоимость опор и поэтому целесообразно принимать пролетные строения большей длины, уменьшая число пролетов и соответственно количество опор моста.

При высоте насыпи более 7—8 м мосты с трапецеидальной формой подмостового сечения имеют длину более 25 м, т.е. относятся уже к средним мостам. Их сооружают со стоечными или массивными опорами, обсыпными устоями (рис. 5.21); длина железобетонных пролетных строений достигает 18,7; 23,6; 27,6 и 34,2 м. Водопропускную способность мостов с обсыпными устоями можно определить в зависимости от ширины русла по дну Ьян и напора Н (рис. 5.22 [30]).

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