книги / Примеры проектирования мостовых переходов

	|
н тер в ала	ени
1№ и	| врем
	—
	I

И

III

IV

V

У р оп ен ь полы .

Общ ин

ра с х о д ,

м

м*/сек

2

192.70

1800

193.50

3140

194.10

4460

193.50

3140

192.90

2080

	сти я	Ф аза
	ер	в од н ого
		реж им а
	отв
		t., сутк и
	№
	3	4
	1	7,0
		подъем
	2	7,0
		подъем
	1	5,0
		подъем

Расчет деформации дна русла и протоки в отверстиях мостов

M^jcerc	L, м	О)-, М-	'V	%	^ б .р з	Б б.р>	лб .Р .	1/б.Р.	d t м	т!м3
			м!се к		м^/сек	М	м	м/сек
5	6	7	8	9	10	И	12	13	14	15
1480	1395	2336	0,634		1338	200	5,29	1,26	0,001	1,70
320	1230	1583	0,202		165	80	2,70	0,765 0,0005		1,65
2340	1921	5891	0,397		1550	200	6,09	1,265 0,С01		1,70

Т а б л и ц а			11-17
^Об.р 1	у	сутки	£
Miceк -	«и	1,75
о			VOгГ~
9*			С* VJ
		м	О *
16	17		18

0,97 4,27 1430

0,69 2,26 48,4

1,005 3,81 1270

2	5,0	800	779	2290		0,349		236	80	3,50		0,842 0,0005		1,65	0,735	2,90		88,8
	подъем
1	4,0	2970	1820	7760		0,382	г-	1704	200	6,69		1,27	0,001	1,70	1,03	3,52		1145
	подъем						о
	и спад						о
2	4,0	1490	920	3769		0,405	о	290	80	4,10		0,885	0,0005	1,65	0,767	3,03		105
	подъем
	н спад
1	7,0	2160	1785	£541		0,40		1550	200	6,09		1,265	0,001	1,70	1,005	3,81		1270
	спад
2	7,0	9S0	915	2640		0,37		236	80	3,5		0,842	0,0005	1,65	0,735	2,90		88,S
	спад
1	12,0 спад	1475	1925	3669	|	0,401		1380 |	200	5,49	|	1,26	0,001 I	1,70 1 0,98 I		4,16	I	1340
2	112,0спад|” 605 |		715 |	1296	|	0,466		183 1	80	| 2,90	|	0,79	|o,0005l	1,65	\ 0,702|	2,48	|	52,2

S й а§

5 а 7] «

^“

1

I

II

	У р о в ен ь		­
	поды . О б ­		е р	Ф аза	й о д ­
	щ ий	р а с ­	т в	н ого	р е ­
				ж им а
	х о д ,	м	№ о стия
	м^/сек			сутк и
	2		3		4

192.701 7,0

		подъем
1800-	2	7,0
		подъем

193.501 5,0

		подъем
3140	2	5,0
		подъем

Продолжение табл. 11-17

	Р Лр0	'V	''им-	Лм-	Q	N	Ко	деф орм ац ии	Do	Л'()| М.	1
				сек*							Т
м		м!сек	Mjceic					Х арак тер			1
				м1,75 сутки	Q6.V			ли а
											сушки
19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
200	1,0	1,40	0,97	5,63	1 ,п	1,945	0,896	Размыв	0,178	349,0	0,00387
80	1,0	1,48	0,69	12,0	1,935	75,0	0,361	»	0,001	104,0	0,00215
200	1,0214	1,88	1,01	8,72	1,51	11,9	0,636	»■	0,0193	257,0	0,00406
80	1,470	1,94	0,81	13,2	3,38	592	0,320	»	0,0000	143,0	0,00221

	194.10	1	4,0	200	1,165	1,90	1,07	8,11	1,74	19,25	0,580	»	0,0042		240,0	0,00357
			подъем									»
Ш			и спад
	4460	2	4,0				0,922
			подъем
				80	2,09ё	2,17	2,17	13,10	5 ,14		0,314		0,0000		181,0	0,00177
			и спад							ЗО Ю
	193.50	1	7,0	200	1,281	1,38	1,07	4,18	1,38	4,09	0,922	Размыв	0,229		249,0|	0,0042
IV			спад				0,904
	3140	2	7,0	80	2,285	1,53		—	—	—	—	Стабилиза­	—		—	—
			спад				2,12					ция дна
	192.90	1	12,0	200	1,338	1,005	1,05		—	—	—	Нам ыв	—		249,0	0,0049
V			спад
	2080	2	12,0	80	2,55 ,	1,02	0,886	—	—			Стабилиза­
													1	j	i
			спад				2,07					ция дна

	№>вертииа- лениврема	У ровень		№ревтостия	Ф аза	в о д ­
		волы . О б ­
		щ ий	р ас­		н ого	р е ­
		х о д , м			ж им а
		м*,!сек			сутк и
	\ 1			|1
	'-1		2	3	4
		192,70		1	7,0
	I				подъем
		1800		2	7,0
					подъем
		193.50		1	5,0
	II				подъем
		3140		2	5,0
					подъем
		194.10		1	4,0
					подъем
	III				и спад
		4460		2	4,0
					подъем
					и спад
		193.50		1	7,0
	IV				спад
		3140		2	7,0
					спад
		192.90		1	12,0
	V				спад
		2080		2	12,0
					спад

м	D	и		Я,.,	аяг,
				М	М
31	32	33	34	35	36
0,0486	0,227	0,9204	1,026	0,13	0,13
0,0109	0,012	0,580	1,61	1,65	1,65
0,0253	0,045	0,735	1,18	0,97	1,10
0,0049	0,005	0,500	2,26	2,76	4,41
0,0140	0,018	0,627	1,256	0,61	1,71
0,00215	0,00215	0,407	2,72	2,56	4,50
				0,09
0,0422	0,271	0,937	1,305	0,15	1,86
—	—	—	—	—	4,50

—— — 1,22 —0,65 1,21

—— — — ■ — 4,50

Продолжение табл. 11-17

П рим ечание

37

—

В отверстии N° 2 ра\змыв почти дости­ гает слоя крупного песка с мелкой галь­ кой (#=15 мм)

Цифры в числителе для мелкого песка (#=0,5 мм), в знаменателе — для круп­ ного с галькой (#=15 мм)

В гр. 22 числитель при #=0,5 мм; зна­ менатель — #=15 мм

Расчет намыва в отверстии № 1 ведет­ ся по формуле (II-48)

В гр, 22 числитель при #= 0,5 мм; зна­ менатель— #=15 мм

Установив расходы воды через отверстия в I интервал време­

ни, по зависимости (П-39)

производят для этого интервала рас­

чет деформации дна

реки

в отверстиях

мостов

(табл.

11-17)!

Порядок

расчета

деформа-

17,=/#,7/7

j

ции

дна

в отверстиях

под­

робно

разобран

в §

9.

/

Как видно из табл. II-17,

в I интервал времени

(стро­

'ШПЕЖт

ки таблицы 1 и 2) за 7 су­

ток

происходит

довольно

значительный общий размыв

дна в отверстии моста № 2

через протоку— 1,65 м и не­

большой

общий

размыв

в

отверстии №

1

через

корен­

ное

русло — 0,13

м

(см.

гр. 36 табл. 11-17). Это объ­

ясняется' тремя

причинами:

1) в протоке мера стеснения

потока

воды

Q/QM гораздо

больше,

чем

в

русле

(см.

гр. 24 табл. 11-17); 2) удель­

ный расход донных наносов

в

бытовых

условиях

(Gr>.р//м), поступающий свер­

ху по течению, в протоке

гораздо меньше, чем в рус­

ле

(см.

гр.

18

и 19

табл.

11-17); 3) донные наносы

в

протоке мельче (d= 0,5 мм),

нежели

в русле

(rf= 1

мм).

Расчет для

II

интервала

времени

начинается, так же

m

1500 Hut?/сек

как

и для

I

интервала,

с

Q2,п%ек 680

расчета

распределения во­

ды

между частями

морфо­

Рис. П-22. График к определению расхо­

метрического

створа

(см.

дов воды в отверстиях мостов через рус­

табл. П-15). Но

расчет этот

ло (№ 1) и через протоку

(№ 2) по усло­

выполняется

дважды:

1)

с

вию равенства максимальных

подпоров

учетом общего размыва дна,

происшедшего

за

1

интер­

вал, и 2) для бытовых условий (без учета размыва). Рассматри­ вая таблицу, следует обратить внимание на то, что расход воды через протоку при размытом дне почти -вдвое превышает расход через нее при неразмытом дне (см. гр. 12 табл. П-15), так как из-за значительного размыва дна водопропускная способность

124

протоки увеличилась. В то же время расход воды через размы­ тое коренное русло немного уменьшается.

Определение расходов воды через отверстия мостов во II ин­ тервал времени (см. табл. П-16) производится по зависимости (П-49),такжекак это было разобрано при I интервале. Но во II интервал меру стеснения потоков (см. гр. 7, 8 таблицы), площадь живого сечения потока под мостом (гр. 11) и соответственно коэффициент D (гр. 15 таблицы) следует при расчете брать с уче­ том ранее происшедшего (в I интервал) размыва дна в отвер­ стиях. На рис. 11-22 показаны графики II интервала (при отметке уровня ^2=193.5), точка пересечения которых определяет расхо­ ды воды через отверстия Qi = 2340 мъ/сек и С?2 = 800 мъ/сек и ве­ личину максимального подпора Д/гн= 0,34 м. Обращает на себя внимание то, что по сравнению с I интервалом времени расход воды в отв. № 2 через протоку возрос в 2,5 раза, а через отв. № 1 на русле только в 1,6 раза. Причина этого в возросшей водопропускной способности протоки из-за происшедшего в ней значительного размыва за I интервал времени.

Расчет общего размыва, в отверстиях мостов за II интервал времени продолжительностью 5 суток приводится в табл. 11-17. Как видно, интенсивный размыв дна продолжается под мостом № 2 через протоку Яг = 2,76 м\ под мостом № 1 размыв мень­ ше— Яг = 0,97 м. Причины интенсивного размыва дна в отв. № 2 были указаны ранее (они те же, что и для I интервала). Следует отметить дополнительно, что во II интервал на большое возрас­ тание меры стеснения потока в отв. № 2 до Q/QM= 3,38 оказы­ вает влияние увеличившаяся водопропускная способность про­ токи вследствие размыва ее в предшествующее время.

К концу II интервала времени суммарный размыв в отв. № 2 достигает ЕЯг = 4,41 м (см. табл. 11-17, гр. 36). Слой мелкого песка, лежащий на дне протоки сверху, имеющий толщину 4,5 и/, таким образом почти полностью оказывается смытым, и линия размыва доходит до нижележащего пласта крупного песка с мелкой галькой и гравием.

Порядок расчета для последующих интервалов времени III, IV и V аналогичен расчету во II интервал времени. Все резуль­ таты расчета приведены в табл. II-15—II-17. Необходимо лишь пояснить определение величины размыва в отв. № 2 через про­ току за III интервал времени (см. табл. П-17).

Если принять, что размыв продолжается в мелком песке, тол­ щина слоя размыва в отв. № 2 оказывается к концу III интервала времени равной 2,56 м (см. гр. 35 табл. П-17). Слой же мелкого песка на дне протоки к началу III интервала всего 0,09 м. По­ этому во время III интервала произойдет обнажение пласта круп­ ного песка с мелкой галькой и гравием. Для этого грунта в начале III интервала размывающая скорость под мостом У0м=2,17 м/сек (см. гр. 22 табл. П-17). Она равна фактической скорости под

125

мостом 1/м = 2,17 м(сек (см. гр. 21 табл. 11-17). Следова/гельно, дальнейшего размыва дна в отв. № 2 после обнажения крупного песка с галькой и гравием происходить не будет. А мелкий песок, поступающий в отверстие моста сверху по течению, будет смы­ ваться, так как Ум = 2,17 м/сек значительно больше, чем размы­ вающая скорость мелкого песка VOM=0,92 м/сек (см. гр. 22

Рис. 11-23. Гидрографы стока через от­ верстия мостов № 1 и № 2 (а) и ход де­ формации дна под мостами во времени

(б)

табл. 11-17). Таким образом, слой размытого грунта в отв. № 2 за время III интервала составит #* = 0,09 м.

Во время IV и V интервалов на спаде половодья скорость те­ чения воды в отв. № 2 VMменьше, чем VQM д л я крупного песка с галькой и гравием (см. табл. П-17, гр. 21 и 22), и размыва этого грунта происходить не будет. Мелкий же песок, поступающий в небольшом количестве сверху (G6.p = 90—50 мъ/сутки) г будет смываться, поскольку скорость течения VMбольше размывающей.

126

скорости V OM мелкого песка. Поэтому следует считать, что во время IV и V интервалов общей продолжительностью 19 суток дно протоки в отв. № 2 стабилизируется. Суммарный слой размыва в отв. № 2 2 # ; = 4,5 м, образовавшийся к концу III ин­ тервала, изменяться не будет.

В отв. № 1 размыв продолжается и на спаде половодья (IV интервал). Наибольший суммарный размыв 2#г=1,86 м на­ ступает в конце IV интервала времени. Размыв в отв. № 1 оста­ навливается в верхнем слое мелкого песка с примесыо гравия.

ВV интервал времени в отв. № 1 происходит уже не размыв, а намыв дна (см. предпоследнюю строку табл. П-17).

Максимальный подпор у пойменной насыпи подхода наиболь­ шую величину имеет в III интервал — Дйн =0,37ж (см. табл. 11-16).

Вдальнейшем (IV, V интервалы) происходит уменьшение под­ пора, причем на спаде половодья при тех же уровнях воды, что и на подъеме, подпор меньше. Это снижение объясняется размы­ вом, происшедшим в отверстиях мостов.

Согласно произведенному расчету на рис. П-23 показано из­ менение во времени величин расходов воды через отверстия мос­ тов и суммарного слоя размыва дна в отверстиях.

Г Л А В А 111

ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВ

Эскизное проектирование конструкций мостов являет­ ся неотъемлемой частью проектирования мостовых переходов. Эскизный проект моста в виде конструктивной схемы необходим при сравнении вариантов мест перехода через реку, а также при назначении величины отверстия моста в данном месте перехода, когда сравниваются отверстия разной величины с различной глу­ биной размыва.

Эскизное проектирование моста включает в себя разбивку от­ верстия моста на пролеты, выбор материала пролетных строений и опор, выбор системы пролетных строений и типа фундаментов опор, -назначение основных размеров конструкций моста.

Детальная разработка конструкции моста с необходимыми статическими расчетами производится после выбора варианта перехода и величины отверстия моста.

§11. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, НОРМАТИВЫ

ИИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Мосты на железных и автомобильных дорогах располагают преимущественно на прямых участках дороги. Расположение мостов на кривых применяется редко, так как усложняет конст­ рукцию мостов. При расположении мостов на кривых радиусы кривых принимаются в соответствии с нормами проектирования дорог. Железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью располагают только на прямых участках.

В продольном профиле мосты располагают на горизонталь­ ных площадках и на уклонах. Величина допускаемого продоль­ ного уклона на мосту принимается в соответствии с нормами про­ ектирования дорог. Железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью не рекомендуется располагать на уклонах кру­

че 4%0.

Количество путей на железнодорожных мостах и ширина про­ езжей части автодорожных мостов устанавливаются в задании на проектирование в зависимости от предполагаемой интенсивности движения и назначаемой в соответствии с этим категорией доро-

128

ги. Согласно действующим ныне СНИП'ам :i: на автодорожных и городских мостах применяются в основном габариты Г-7, Г-8, Г-9, Г-10,5, Г-14 и Г-21.

Расположение конструкций железнодорожных и автодорож­ ных мостов должно удовлетворять утвержденным для железных дорог и автодорог габаритам приближения строений.

Основными величинами, характеризующими мост, являются длина моста, количество путей на железнодорожном мосту или ширина проезжей части на автодорожном или городском мосту, числовая схема разбивки моста на пролеты, высота моста и вели­ чина временной подвижной нагрузки.

Длина моста определяется расстоянием между крайними кон­ структивными элементами моста. Например, при устоях с обрат­ ными стенками длина моста определяется расстоянием между концами обратных?стенок устоев.

В числовой схеме разбивки моста на пролеты указывается число пролетов и расчетные величины пролетов. Например, чис­ ловая схема моста: 5X32, 10+ 2x104,00 + 2X32,10 означает, что река перекрыта мостом, имеющим 9 пролетов: на пойменных уча­ стках 7 пролетов величиной по 32,10 м, а на русловом участке 2 пролета величиной по 104 м.

Высота моста определяется расстоянием от обреза фундамен­ та опоры до уровня проезда в наиболее высокой части моста.

По действующим ныне техническим условиям нормативной нагрузкой для железнодорожных капитальных мостов является нагрузка С-14, для автодорожных и городских мостов, за исклю­ чением деревянных, расчетными нагрузками являются нагрузки Н-30 и НК-80.

Конструкция и материал пролетного строения и опор моста определяются необходимым сроком службы перехода, величиной пролетов, геологическими условиями на переходе и экономически­ ми требованиями.

На постоянных мостовых переходах мосты сооружают из же­ лезобетона и металла. Из дерева сооружают временные мосты небольших пролетов. В районах нашей страны, богатых камнем, могут сооружаться мосты из естественного камня.

Пролетные строения мостов применяются сборными и моно­ литными.

При перекрытии пролетов величиной не более 30 м в желез­ нодорожных мостах и не более 40 м в автодорожных и городских мостах применяются исключительно железобетонные пролетные строения. Металлические пролетные строения применяются толь­ ко при перекрытии больших пролетов.

©поры мостов устраивают из бетона и железобетона в виде сборных и монолитных конструкций.

СЫИП Н-Д. 7—62. Госстройиздат, 1963.
5—3457	129

На судоходных и сплавных реках величины пролетов должны в первую очередь удовлетворять требованиям судоходства и спла­ ва, определенным нормами проектирования подмостовых габари­ тов на судоходных и сплавных реках (НСП ЮЗ—52).

В зависимости от класса водного пути, устанавливаемого для каждой реки органами Министерства речного флота (или другой -организацией, ведающей судоходством и сплавом по данной

.реке), по нормам определяется минимальная ширина и высота

.подмостовых габаритов в судоходных пролетах.

Подмостовые габариты по ширине и высоте должны обеспе­ чиваться как при расчетном, так и при меженном уровнях воды.

Расположение судоходных пролетов должно совпадать с рас- -положением судовых ходов на реке.

На реках с ледоходом величины пролетов моста должны также, обеспечивать беззаторный пропуск льда

Величины несудоходных пролетов назначаются из условия минимальной стоимости моста, из условий беззаторного пропус­ ка льда и из производственных требований.

Приближенно можно считать, .что стоимость моста будет ми­ нимальной в; том случае, когда стоимость промежуточных опор равна стоимости пролетного строения.

Из этого следует, что при возможности по геологическим условиям сооружать опоры простой конструкции следует пролеты моста назначать небольшой величины, а при значительной слож­ ности устройства опор пролеты моста следует назначать большой -величины. Величина пролета, удовлетворяющая условию мини­ мальной стоимости моста, называется экономически выгодной.

На переходах через равнинные реки можно иногда в отвер­ стии моста выделить пойменные и русловые участки, стоимость сооружения опор на которых будет различной. Поэтому в этих -случаях существует несколько различных для каждого характер­ ного участка отверстия экономически выгодных величин пролетов, -и целесообразно разбивку мостов через большие реки произво­ дить на пролеты неодинаковой величины.

На судоходных и сплавных реках в судоходных пролетах низ пролетных строений моста должен возвышаться над расчетным судоходным горизонтом на такую величину, чтобы обеспечива­ лась высота подмостового габарита. В несудоходных пролетах

.минимальное возвышение низа пролетных строений постоянных

..железнодорожных, автодорожных и городских мостов над уров­ нями воды и ледохода принимается по специальным нормам **.

*Ориентировочные величины пролетов, обеспечивающие беззаторный пропуск льда под мостом, приведены в книге Й. С. Ротенбурга [и др.]. «Про­ ектирование мостовых переходов через большие водотоки», гл. II.

**См. табл. 37 в книге И. С. Ротенбурга [и др.] «Проектирование мос­ товых переходов через большие водотоки».