Бабков В. Ф., Андреев О. В. - Проектирование автомобильных дорог. Ч. II

Учебник написали проф В. Ф Бабков—введение гл I—VII V - XVII, XXII, XXIII, § XXIV.2, XXIV 3, гл. XXV, XXVII-XXXV, послесловие; проф. О. В. Андреев —гл. VIII, IX, XVIII—XXI, § XXIV.1, гл. XXVI, XXXVI.

Бабков В. Ф., Андреев О. В.

Б12           Проектирование автомобильных дорог. Ч. П: Учебник для вузов по специальностям «Автомобильные дороги» и «Мосты и тоннели». — М.:  Транспорт,   1979, 407 с. В пер.: 1 р. 40 к.

Учебник посвящен изысканиям и проектированию автомобильных дорог. В первой части учебника излагаются основные требования, предъявляемые к элементам дороги в плане и профиле методы обеспечения устойчивости земляного полотна, назначения   толщины дорожных одежд и  проложения  трассы дороги  на  местности.

Во второй части описаны гидрологические, гидравлические и русловые расчеты при проектировании мостовых переходов, особенности проектирования дорог в сложных природных условиях СССР, а также технология проектно-изыскательских работ.

Учебник предназначен для студентов автомобильно-дорожных вузов и факультетов специальностей 1211 «Автомобильные дороги» и 1212 «Мосты и тоннели». Он может быть использован также инженерно технически ни работниками проектных и строительных организаций

© Издательство  «Транспорт»,   1979.

Раздел шестой ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

Глава XVIII Общие сведения  о  переходах  через  водотоки

§ XVIII.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. ВИДЫ ПЕРЕХОДОВ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ

Дороги пересекают многочисленные реки, ручьи, периодические водотоки в суходолах, ирригационные и другие каналы, а также водохранилища ГЭС. Для преодоления каждого водного препятствия строят систему сооружений, называемую переходом водотока. В состав перехода через водоток (рис. XVIII.1) входят: искусственное сооружение, служащее для пересечения собственно водотока; подходы к искусственному сооружению, устраиваемые обычно в виде земляных насыпей, откосы которых постоянно или периодически омываются водой. Подходы к искусственному сооружению могут включать также спуски в речную долину, устройство которых, как правило, сопряжено со строительством глубоких выемок, а в отдельных случаях — тоннелей; регуляционные к защитные сооружения, предназначенные для предохранения искусственного сооружения и подходов к нему от возможных повреждений потоком.

Искусственное сооружение и подходы к нему являются основными транспортными сооружениями перехода через водоток. Регуляционные и защитные сооружения обычно называют вспомогательными. Так как непосредственно по ним движения автомобилей или железнодорожных поездов не происходит. Однако в подавляющем большинстве случаен без устройства вспомогательных сооружений невозможно обеспечить сохранность и нормальную работу основных сооружений перехода. Кроме того, в некоторых сложных условиях пересечения водотоков стоимость регуляционных и защитных сооружений оказывается настолько большой, что иногда превышает половину стоимости всего перехода в целом. Поэтому, несмотря па вспомогательные функции регуляционных и защитных сооружений, их нельзя считать второстепенными, необходимо одинаково серьезно относиться к проектированию, строительству н эксплуатации всех сооружений, входящих в систему перехода через водоток.

Переходы через водотоки классифицируют по типам искусственных сооружений. Для пересечения водотока могут быть применены:

мост — сооружение, проводящее дорогу над водным препятствием; тоннель — сооружение, проводящее дорогу под водным препятствием; паром — подвижное устройство, перевозящее автомобили иди вагоны по водному препятствию.

Наибольшее распространение получили переходы, где в качестве искусственных сооружений применены мосты. Поэтому мостовые переходы являются основным видом переходов через водотоки.

Как правило, в состав мостового перехода входит один мост, перекрывающий русло реки (рис. XVIII.2, а). На реках с очень широким разливом за пределы русла во время подъема уровня воды можно устраивать несколько мостов на одном переходе (рис. XVIII 2, б). Дополнительные мосты, располагаемые вне пределов русла, называют пойменными.

Для обеспечения непрерывного проезда автомобилей или поездок при всех уровнях воды в водотоке мосты и подходы к ним устраивают незатопляемыми, высоководными (см. рис. XVIII.2, а). Только в отдельных случаях на временных дорогах и на автомобильных до рогах самых низких технических категорий, пересекающих значительные водотоки, допускается устройство низководных мостовых переходов, на которых подходы, а иногда и мосты затопляются высокими водами  реки  (рис. XVIII.3).  1

На мостовых переходах через судоходные реки, кроме постоянных мостов, иногда применяют разводные, движение по которым периодически   прерывают  на   короткое  время  для   пропуска судов.

Разводные мосты строят чаще всего на приморских устьевых участках рек, куда могут заходить высокие морские суда, и в городах, где из-за необходимости устройства съездов с моста на городские улицы иногда нельзя обеспечить высоту моста, требуемую по условиям судоходства.

Мостовые переходы с наплавными мостами обеспечивают путь через водоток на протяжении значительной части года, но характеризуются перерывами движения по дороге во время осеннего и весеннего ледохода и в периоды малой толщины льда. После того как толщина льда достигнет величины, необходимой для безопасного проезда автомобилей, устраивают ледяные переправы, являющиеся заменой наплавных мостов на зимнее время. На судоходных реках наплавные мосты периодически приходится разводить для пропуска судов, что вызывает перерывы движения как автомобилей, так и судов. Наплавные мосты устраивают при пересечении широких и многоводных рек, когда постройка моста па постоянных опорах, обеспечивающего круглогодичное непрерывное движение, еще не требуется в связи о малой интенсивностью движения на дороге.

Если дорога проходит через акваторию устьевого морского порта, устройство обычного моста становится затруднительным. В этих условиях можно применить мост-трансбордер, представляющий собой легкую ферму, которая расположена на большой высоте, обеспечивающей беспрепятственный пропуск морских судов. По ферме передвигается тележка, к которой на тросах подвешена платформа, пере возящая грузы о одного берега на другой.

Мосты по длине делят на три группы. Обычно мосты длиной до 25 м называют малыми, от 25 до 100 м — средними, длиной свыше 100 м — большими. К группе больших относят также мосты длиной менее  100 м, но с пролетами более 25 м.

Пролеты моста не всегда назначают одинаковыми. На судоходных Реках в случае стабильного положения судового хода только часть пролетов приспосабливают для пропуска судов. Остальные пролеты могут быть устроены существенно меньшими с размерам, наиболее выгодными  по экономическим  соображениям.

Подводные тоннели (рис. XVII 1.4) устраивают при пересечении больших рек в городах, где невозможно поднять мост так высоко, как это требуется для судоходства, а также в тех случаях, когда устройство автодорожного моста нежелательно по каким-либо другим причинам. Тоннели отличаются высокой стоимостью строительства по сравнению с другими видами искусственных сооружений. Поэтому применение тоннельных  переходов ограничено.

Паромные переправы применяют только на постоянных водотоках, чаще всего как временные сооружении, действующие до постройки моста. Наибольшее распространение паромы получили на автомобильных дорогах местного значения. На реках с ледоставом в работе паромных переправ возникают перерывы в те же периоды, что и  для  наплавных  мостов.

Подходы к паромным переправам устраивают чаще всего затопляемыми на время разлива реки за пределы русла. Это ограничивает возможность использования паромов во время паводков. Подходы к   причалам   переправы  устраивают  незатопляемыми  только  в  тех случаях, когда недопустимы длительные перерывы в перевозке грузов по  дороге.

Количество малых мостов, труб и других искусственных сооружении, возводимых при пересечении небольших постоянных и главным образом периодических водотоков, очень велико, однако стоимость каждого из них относительно мала. Их размещение всегда подчиняют направлению трассы дороги и в связи с тем, что выбор наилучшего по южен и я на местности для каждого малого моста или трубы привел бы к существенному удлинению дороги. В местах, недостаточно удобных по условиям пропуска воды, всегда имеется возможность значительного и относительно недорогого регулирования потока, вплоть до устройства сплошного искусственного русла необходимого направления.

Стоимость строительства больших, так называемых титульных мостов и подходов к ним высока и в сильной степени зависит от положения места перехода через реку. Поэтому места пересечений значительных постоянных водотоков являются пунктами, определяющими положение всей дороги на местности. 'Грассирование дороги на значительном протяжении у перехода реки подчиняется выбору оптимального места для строительства моста и подходов к нему.

Условия работы больших мостов значительно сложнее, чем малых искусственных сооружений, потому что они подвержены большей опасности повреждения водным потоком. В частности, эго объясняется различной длительностью периодов напряженной работы сооружений. Малые искусственные сооружения интенсивно, как правило, работают на пропуск воды всего несколько часов в год. Большие мосты работают в условиях длительных паводков, продолжающихся неделями, а иногда и месяцами. Речное русло подвижно и легко размывается, а создать искусственные укрепления под большими мостами практически невозможно. Поэтому стеснение реки сооружениями мостового перехода приводит к обязательным размывам русла. В русле заложены опоры моста, которым угрожает подмыв, в связи с чем увеличение скорости течения под большим мостом по сравнению со скоростью нестесненного потока существенно ограничивается.

Гидравлические расчеты, выполняемые при проектировании больших мостов и малых искусственных сооружений, также значительно разнятся. Для малых мостов и труб ограничиваются в основном расчетом протекания водного потока в сооружении по неразмываемому руслу; расчеты, связанные с проектированием больших мостов, являются прежде всего русловыми, связанными с расчетом движения как потока воды, так и потока наносов в размываемом русле.

Малые искусственные сооружения отличаются от больших мостов и по приемам гидравлических расчетов при проектировании. Для расчета притока воды к малым мостам и трубам используют теоретико-эмпирические нормы стока, дающие возможность назначать водопропускную способность сооружений лишь со значительной погрешностью. Применение такого приема расчета объясняется отсутствием данных о непосредственных наблюдениях за стоком на малых водосборах, где строят малые мосты и трубы.