CC BY
0TRANSPORT MUHANDISLIGI
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О ПОВЕДЕНИИ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ПРИ ИХ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
асс. У.Алланазаров, ст. преп. Э.Уразханова, маг. Д.Елмуратов, Каракалпакский государственный университет имени Бердака
Аннотация: В статие расмотрен основные сведения и статистические данные о поведении водопропускных труб на автомобильных дорогах при их эксплуатации
Ключовые слово: трубы, русло, фундамент, дорога, сооружения, проезжей част,
воды.
Наиболее распространенным видом искусственных сооружений на автомобильных дорогах являются водопропускные трубы, которые предназначаются для пропуска под земляным полотном дороги постоянных или периодически действующих водотоков с относительно небольшими расходами (до 100 м3/с). Дорожные трубы могут выполнять и иную роль — например, скотопрогонов или пешеходных труба ей.
При устройстве таких труб по сравнению с малыми мостами сохраняются непрерывность и однообразие проезжей части дороги. Это обстоятельство выгодно характеризует трубы с точки зрения безопасности движения автомобильного транспорта без снижения расчетных скоростей. Кроме того, простота конструкций и способов сооружения делает водопропускные трубы незаменимыми при строительстве автомобильных дорог.
Основными конструктивными элементами трубы являются ее тело, фундамент, входной и выходной оголовки.
Тело трубы предназначается для восприятия внешних нагрузок, а также для образования необходимого отверстия. Оголовки осуществляют сопряжение обделки с откосами земляного полотна и вместе с тем служат для улучшения условий протекания воды. Оголовки, расположенные с верховой стороны трубы, называются входными, а расположенные с низовой стороны трубы — выходными Фундаменты обделки и оголовка воспринимают передаваемое на них давление и обеспечивают необходимую надежность грунтового основания под трубой [ 1].
Подводящие и отводящие укрепленные русла служат для обеспечения соответствующих условий протекания водного потока на входе в трубу и на выходе из нее в зависимости от его климатических особенностей. В зависимости от условий строительства трубы подразделяют на два типа: сооружаемые в обычных условиях (равнинной местности) и сооружаемые в сложных условиях (на косогорах и т.п.) [2].
По применяемым для изготовления материалам трубы бывают железобетонными, бетонными, каменными, металлическими, полимерными и деревянными. Преимущественное распространение получили железобетонные трубы. Имеются типовые разработки бетонных труб, которые разрешается строить на дорогах различных технических категорий. Каменные трубы находят применение в основном на горных дорогах. В последние годы возрождены и внедряются в практику дорожного строительства трубы из гофрированного металла. За рубежом ведутся исследования и осуществляется опытное строительство труб из волнистого стеклопластика [3]. По форме поперечного сечения трубы постоянного типа могут быть круглыми, прямоугольными, овоидальными, сводчатыми. Преимущественное распространение получили круглые и прямоугольные трубы. При значительных расходах воды круглые и прямоугольные трубы устраивают многоочковыми: два, три и очень редко - четыре очка. Массовое применение
TADQIQOT VA TARAQQIYOTILMIY JURNALI
TRANSPORT MUHANDISLIGI
круглых труб предопределяется прежде всего высокими статическими показателями такой формы поперечного сечения сооружения и, кроме того, возможностью широкой индустриализации технологии их изготовления. Прямоугольные трубы по сравнению с круглыми обладают более высокими гидравлическими показателями, но уступают им в статическом и технологическом отношениях.
Применение прямоугольных труб эффективно при строительстве косогорных сооружений. Овоидальным трубам может быть придано очертание, соответствующее без моментного сооружения, однако такая конструкция значительно сложнее в изготовлении, чем круглая. Сводчатая форма поперечного сечения характерна для каменных труб.
В зависимости от количества протекающей воды и предполагаемого режима гидравлической работы водопропускные трубы могут быть безнапорными, полунапорными и напорными. Наиболее распространены безнапорные трубы, работающие неполным сечением. Отметка верха трубы в этом случае превышает, как правило, отметку воды в тальвеге. Особенностью напорных труб является то, что они работают полным сечением. При этом поток в них развивает значительные скорости, что вызывает необходимость надежного укрепления откосов насыпи и отводящего русла. Кроме того, при напорном режиме образуется подпор воды перед трубой, а это требует соответствующего увеличения высоты насыпи. В силу отмеченных недостатков такие трубы применяют сравнительно редко. Полунапорные трубы являются промежуточными между безнапорными и напорными [3].
По характеру статической работы с окружающей грунтовой засыпкой различают трубы жесткие, упругие и гибкие. В первом случае грунтовая засыпка действует на трубу только как активная нагрузка. Во втором и третьем случаях засыпка участвует в совместной работе с трубой, в процессе деформирования которой возникает упругий отпор грунта, что оказывает благоприятное влияние на величину и распределение расчетных усилий.
Водопропускные трубы в продольном профиле дороги, как правило, располагают в местах с наименьшей черной отметкой. Однако это не предопределяет обязательного строительства трубы в каждом пониженном месте. В случае, когда тальвеги расположены на небольшом расстоянии друг от друга, возможно запроектировать одну трубу, но с большей пропускной способностью, подводя к ней воду из другого тальвега по специальной канаве. Следует иметь в виду, что такое решение может быть рекомендовано лишь при незначительных кратковременных расходах. В случае же постоянного дебета воды лучше прокладывать трубу по естественному логу, чтобы не создавать фильтрации воды из водоотводящих канав в сторону насыпи. Красная линия продольного профиля дороги в месте укладки трубы должна проходить выше контрольной рабочей отметки, определяемой из условия, согласно которому бровка земляного полотна должна быть выше горизонта подпертой воды на 0,5 м. Расположение водопропускных труб в плане определяется двумя характерными случаями: продольная ось трубы образует с осью дороги прямой угол или пересекается под углом, меньшим 90°. С точки зрения расхода материалов и стоимости сооружения на выгоднейшим является расположение трубы нормально по отношению к оси дороги. В то же время условия пропуска паводковых вод требуют, чтобы ось трубы совпадала с направлением течения воды, что приводит к косому расположению трубы [4].
Длина трубы, расположенной косо, всегда больше длины трубы, расположенной нормально по отношению к оси дороги; при малых углах эта разница весьма значительная. В связи с этим в некоторых случаях может оказаться целесообразным
TADQIQOT VA TARAQQIYOTILMIY JURNALI
TRANSPORT MUHANDISLIGI
исправление русла на косом пересечении узкого тальвега или спрямление русла при широком тальвеге с устройством прямой трубы.
Трубы представляют собой сооружения, расположенные в теле земляного полотна, поэтому принципиально их возможно устраивать на любом участке дороги в случае любого сочетания элементов плана и профиля.
При проектировании необходимо стремиться к созданию однотипных конструкций труб на всем протяжении строящейся дороги, широко используя типовые решения. К составлению индивидуальных проектов труб следует прибегать в исключительных случаях, с соответствующим технико-экономическим обоснованием, при отсутствии возможности применения других вариантов [5-6].
В реальных же условиях конструкции водопропускные трубы сопротивляются рабочим (а не предельным) нагрузкам. Для построения расчетных моделей конструкций водопропускных труб применительно к реальным условиям эксплуатации необходимо учитывать процессы взаимодействия рассчитываемых конструкций как с нагрузками, так с грунтовыми средами. При этом, также следует корректно описывать и характер напряженно-деформированного состояния рассчитываемых конструкций, и механические свойства используемых материалов.
Объединяя все вышесказанное, можно сделать вывод, что для построения наиболее правильной расчетной модели водопропускной трубы в реальных условиях эксплуатации необходимо учитывать процессы взаимодействия рассчитываемой конструкции, как с силовыми факторами, так с рабочими средами в теле насыпи.
Список использованной литературы:
1. Многоочковая гофрированная труба под высокой насыпью О.М. Шапошник, Л.Б. Кудрявцев, М.Г. Раткевич и др. Трансп. стр-во. - 1983. - №2. - С. 14-16.
2. Рабухин Л.Г. Водопропускная труба с горизонтальной диафрагмой Трансп. стр-во. - 1978. -№11. - С. 50.
3. Рабухин Л.Г., Рабухина Э.Л. Водопропускная труба с наклонной диафрагмой на входе Автомоб. дороги. - 1983 - № 11 -С. 15-16.
4. Денисенко И.Д., Букраба Н.М. Расчет глубин размывов в нижних бьефах дорожных труб Трансп. стр-во. - 1978. - № 12. - С. 45-50.
TADQIQOT VA TARAQQIYOTILMIY JURNALI
