В данной статье будут рассмотрены водопропускные трубы, их основные особенности, строительство котлована и фундамента, а также конструкции, используемые для строительства водопропускных труб.
Трубы водопропускные для автомобильных дорог – это искусственные сооружения, пропускающие под дорожными насыпями небольшие постоянные или действующие периодически водотоки.
Пример трубы
- В ряде случаев такие трубы могут также играть роль тоннельных путепроводов или скотопрогонов.
- В процессе проектирования дороги, особенно в случаях, когда насыпь имеет небольшую высоту, чаще всего встает выбор между одним из двух возможных типов сооружения – труба или малый мост.
- Труба водопропускная является предпочтительным вариантов в случае незначительных отличий технико-экономических показателей данных сооружений по следующим причинам:
- Водопропускная труба не вызывает нарушения непрерывности как земляного полотна, так и верхнего строения данного пути;
- Эксплуатация и ремонт водопропускных труб обходятся дешевле, чем в случае малого моста;
- В случае, когда засыпка над трубой имеет высоту, превышающую 2 м, снижается влияние временных нагрузок на сооружение и практически исчезает с увеличением данной высоты.
Особенности водопропускных труб
Пример трубы
В зависимости от материала тела трубы различают следующие типы труб:
- Водопропускные трубы железобетонные;
- Полимерные;
- Бетонные;
- Металлические.
Кроме того, трубы водопропускные железобетонные и другие различаются по следующим параметрам:
- Форма поперечного сечения: прямоугольные, круглые и овоидальные;
- Количество очков в сечении: одно-, двух- и многоочковые;
- Работа поперечного сечения: напорные, работающие по всей длине полным сечением, и полунапорные, работающие полным сечением около входного оголовка и неполным – на остальном протяжении трубы.
Трубы водопропускные
Железобетонные водопропускные трубы также имеют следующие значения диаметров отверстий:
- В случае, если длина водопропускной (редко канализационной) трубы не превышает 30 м, диаметр отверстия должен составлять как минимум 1 метр;
- При длине до 15 м – минимум 50 см в случае устройства в пределах быстроточной трубы;
- Устройство водопропускных труб для внутрихозяйственных дорог допускает диаметр отверстия в 50 см при длине трубы, не превышающей 10 метров.
Важно: засыпка над плитами или звеньями труб до нижнего уровня одежды дороги должна иметь толщину не менее 50 сантиметров.
Трубы железобетонные водопропускные и автодорожные мосты (средние и малые) могут располагаться на участках автодорог, профиль и план которых принят для дорог данной категории. Трубы обычно оборудуются в безнапорном режиме, исключением могут быть напорный или полунапорный режим с целью пропускать расчетный расход воды.
Кроме того, запрещается строить трубы водопропускные в случае наличия ледохода или наледей, а при устройстве на ручьях и реках, где имеются нерестилища рыб, обустройство труб требует разрешения рыбнадзорной инспекции.
О строительстве водопропускных труб
Процесс строительства
Расчет водопропускных труб при строительстве включает в себя также следующие нюансы:
- Бровка земляного полотна в местах подхода к трубе должна возвышаться относительно расчетного уровня воды как минимум на 50 сантиметров, а в случае работающих в полунапорном и полунапорном режиме труб – как минимум на 1 метр;
- Оголовки водопропускных труб должны включать в себя портальную стенку и два откосных крыла, которые заглубляют в грунт на 25 сантиметров ниже глубины его промерзания и устанавливают на основание из щебенки, толщина которого составляет 10 сантиметров.
Важно: естественный грунт, расположенный ниже глубины замерзания, заменяют на песчано-гравийную смесь.
Пример трубы
В соответствии с несущей способностью труб их классифицируют на три группы:
- Первая группа – расчетная высота засыпки грунтом составляет 2 метра;
- Вторая – 4 метра;
- Третья – 6 метров.
Важно: в зависимости от условий конкретного строительства при переходе через водоток или другие препятствие допустимо применение труб, имеющих другую расчетную высоту засыпания грунтом.
Котлованы для водопропускных труб
Строительство трубы
При разработке котлованов под фундаменты для водопропускных труб чаще всего не предусматривают крепление. Устойчивость стенок такого котлована невозможно обеспечить только в условиях водонасыщенного грунта со значительным притоком воды – в таком случае осуществляют разработку грунта, защищая его креплением.
Кроме того, крепление котлована предусмотрено в случае строительства трубы, расположенной на небольшом расстоянии от эксплуатируемых сооружений – в таком случае крепление обеспечивает устойчивость этих сооружений.
Различные характеристики котлована зависят от целого ряда факторов:
- Технологию разработки и очертание котлована проектируют в соответствии с конструкцией и фундаментом трубы, а также – видом и состоянием грунтов основания;
- При назначении крутизны откосов учитывают глубину котлована и характеристики разрабатываемого грунта;
- В случае нанесения гидроизоляционного слоя на конструкцию трубы или выполнения других работ, предусматривающих пребывание в котловане людей, расстояние вертикальная стенка котлована должна находиться на расстоянии минимум в 70 см от боковой поверхности фундамента;
Важно: если подобные работы не планируются, данную величину можно уменьшить до 10 см.
-
Железобетонные трубы водопропускные
В случае безопалочного бетонирования фундамента размеры котлована принимаются равными размерам самого фундамента; - В случае разработки котлована с откосами расстояние от подошвы откоса до фундамента не должно составлять менее 30 см.
В любом случае размеры котлована должны быть увязаны с возможностями используемого землеройного оборудования. Кроме того, при строительстве котлована следует предотвратить его заполнение грунтовыми и поверхностными водами, для чего по периметру котлована отсыпаются грунтовые валики.
В случае сооружения трубы на месте постоянного водотока производят строительство запруд либо при помощи канав русло отводят в сторону.
Удаление воды, проникающей в котлован, может осуществляться двумя способами:
- В низовой части котлована устраивают выпуск в канаву для отведения воды, что чаще всего применяется в случае строительства косогорных труб.
- Обеспечивают водоотлив механизированный. Для этого низовую часть котлована оборудуют ограждаемым приямком, вода из которого откачивается с помощью насоса.
Важно: приямок должен быть расположен вне контура фундамента, чтобы обеспечивать водоотведение на протяжении всех фундаментных работ, включая засыпку пазух.
По мере того, как котлован углубляются, ограждения приямка также опускают.
Фундамент
Пример трубы
Осуществляя строительство водопропускных труб, монтаж фундамента из сборных элементов для водопропускной трубы выполняют следующим образом:
- Производят укладку блоков фундаментов оголовков, доводя до подошвы фундамента самой трубы.
- Производят засыпание пазух фундаментов оголовков до равного уровня.
- Выполняют засыпку пазух оголовочных фундаментов грунтом местным.
- Места сопряжений фундаментов с разной глубиной заложения засыпают смесью песка и гравия или песка и щебня.
- Смесь уплотняют послойно и заливают раствором цемента.
- Производят одновременную укладку фундаментов оголовков и посекционный монтаж фундамента трубы.
Важно: монтаж выполняют последовательно с места, где находится выходной оголовок водопропускной трубы, двигаясь в направлении входного оголовка. При многорядной кладке выполняют перевязку швов.
Процесс обустройства монолитного фундамента включает в себя следующие операции:
- Изготовление и установка опалубки;
- Приготовление или доставка в готовом виде бетонной смеси;
- Укладка бетонной смеси;
- Уход за уложенным бетоном;
- Демонтаж опалубки;
- Засыпка пазух.
Полезно: фундамент имеет несложные очертания, поэтому для изготовления опалубки можно применять обычные инвентарные щиты.
В случае обустройство сборно-монолитного фундамента подготавливают подушку или основание, куда затем в межсекционные швы устанавливается опалубка.
Промежутки между находящейся в швах опалубкой и сборными элементами заполняют смесью бетона. В регионах со слабым грунтом используются также свайные фундаменты.
После того, как устройство фундамента и засыпка пазух завершены, начинают монтаж сборных оголовков и непосредственно тела трубы.
Для монтажа сборных труб используют самоходные краны, определяя их грузоподъемность в соответствии с массой блоков оголовков, тела трубы и фундамента, учитывая возможный вылет стрелы крана. Порядок монтажа зависит от условий местности и того, какая конструкция выбрана для оголовочного участка трубы.
Конструкции водопропускных труб
Труба водопропускная
Как уже было сказано, водопропускными называют гидротехнические сооружения водопропускного типа в виде искусственной структуры гражданского или промышленного назначения.
Подобные конструкции обычно сооружают непосредственно на естественном или искусственном водоеме, либо на небольшом отдалении от него. Чаще всего водопропускные сооружения выполняются в виде водопропускной трубы, расположенной над автомобильной дорогой.
Кроме того, водопропускные железобетонные трубы могут использоваться для корректировки или изменения русел малых речек.
Строительство таких сооружений чаще всего сегодня выполняется с использованием металлических гофрированных конструкций (МГК), применяемых для следующих объектов:
- Трубы водопропускные в полотне железных и автомобильных дорог в качестве альтернативы для труб из бетонных колец;
- Сооружения водопропускные, укрепляющие и изменяющие русла рек;
- Альтернатива мостам с одним пролетом в виде арочных сооружений;
- Мосты многопролетные, пролет которых достигает 18 м, в качестве альтернативы мостам из бетона или металла.
Сборные гофрированные металлические конструкции
Сборная ГМК
Металлические гофрированные сборные конструкции (СМГК) имеют более низкую стоимость при строительстве водопропускных сооружений по сравнению с железобетоном, а также имеют целый ряд преимуществ перед конструкциями других типов:
- Адаптивность, позволяющая благодаря различным поперечным сечениям труб подобрать для условий конкретного строительства наиболее подходящий вариант;
- Низкий вес облегчает транспортировку листов СМГК, а их упаковка в паллеты существенно уменьшает занимаемое листами пространство;
- Простота монтажа, позволяющая выполнять строительство трубы при помощи листов СМГК без специальных навыков и квалификации;
- Высокая прочность и гибкость конструкции, обеспечиваемые при использовании совместно с засыпным грунтом. Кроме того, это обеспечивает большую, чем у конструкций из бетона, сейсмостойкость;
- Длительный срок службы, достигающий 80-100 лет, как показывает многолетняя практика применения таких конструкций;
- Низкая стоимость, позволяющая снизить затраты при использовании СМГК на 30-50% по сравнению с применением других материалов;
- Возможность строительства водопропускных труб СМГК в условиях любого климата.
Габионные конструкции водопропускных труб
Габионная конструкция
- Широкой популярностью при строительстве водоотводных и водопропускных труб и сооружений, а также — при строительстве стабилизирующих и удерживающих сооружений, подпорных стен и локальных очистных дорожно-мостовых сооружений, пользуется также применение габионных конструкций.
- В готовом виде такое сооружение представляет собой укрепленную габионами водопропускную трубу необходимого диаметра.
- Габионы получили столь широкое распространение благодаря целому ряду положительных характеристик:
- Гибкость, прочность и сопротивление нагрузкам;
- Стойкость к негативным воздействиям влаги и атмосферных осадков;
- Способность дренирования, не требующая дополнительно затрат на монтаж обратного фильтра и дренажной системы;
- Возможность использования с сооружениями других типов;
- Простота монтажа и эксплуатации конструкции;
- Низкие временные строительные и эксплуатационные расходы;
- Экологическая безопасность и эстетичный внешний вид;
- Надежность и долговечность эксплуатации.
Вот и все, что хотелось рассказать о том, что собой представляют водопропускные трубы для автомобильных дорог.
Следует дополнительно заметить, что строительство данных сооружений (как и монтаж канализационных труб или установке металлопластиковых труб своими руками) требует особой тщательности и соблюдения требований и норм строительства и безопасности, поскольку их нарушение может вызвать не только повреждение или разрушение самой трубы, но и дороги, под которой данная труба пролегает.
Что такое водопропускные трубы, каковы особенности их — Учебник сантехника
На любой местности возможно отыскать речки, водоёмы, овраги и просто места протекания весенних паводков. Такие рельефные изюминки очень усложняют обустройство дорог, в особенности это относится соединения населённых пунктов. Существует два инженерных решения данной неприятности: водопропускные трубы и мосты.
О втором из них и отправится обращение в данной статье.
Технические и конструкционные изюминки
Водопропускная труба – это особое цилиндрическое сооружение определённых размеров, которое устанавливается в основании дорожного полотна и есть необычным туннелем для протекающего под ним водяного потока.
Другими словами, в случае если имеется, к примеру, ручей, через который нужно проложить качественную дорогу, в его русло монтируется обрисовываемая конструкция, и уже по ней выполняются запланированные работы.
направляться знать: пропусканием воды функциональность таких труб не исчерпывается, и время от времени они употребляются для скотопрогона или других путепроводов.
Сравнение с мостом
В случае если, по сути, главной задачей разглядываемого изделия есть прокладка дороги через водное препятствие, то из-за чего бы не установить для этого небольшой мост?
Дело в том, что при приблизительно однообразных затратах на постройку у трубы имеется пара преимуществ:
- Отсутствует нарушение целостности структуры и земляного полотна прокладываемого пути.
- Довольно низкое содержание водопропускных труб. техническое обслуживание и Ремонт обходятся дешевле, чем у мостов.
- Уменьшение нагрузок на трубу пропорционально повышению толщины насыпи грунта, начиная от двух метров.
- Приемлемая цена всей конструкции.
Так, возможно заключить , что при громадного расстояния между берегами мост остаётся единственно вероятной постройкой, а вот при малом – значительно более рациональной станет установка водопропускной трубы.
Разновидности
Существует множество видов разглядываемых конструкций, их отличительные черты возможно выделить в следующую таблицу:
| Различие | Вероятные варианты |
| По материалу |
|
| По форме поперечного сечения |
|
| По количеству очков в сечении |
|
| По осуществляемому напору |
|
Размеры
Рекомендуемое длины и соотношение диаметра водосточной трубы выглядят так:
| Диаметр, м | Протяженность, м |
| 1 | Не более 30 |
| 0,75 | Не более 15 |
| 0,5 | Не более 10 |
Кроме этого существует определённая формула, по которой производится расчет водопропускных труб:
Lтр=в+2(н-с-d)?м, где
| Знак | Значение |
| Lтр | Протяженность всей конструкции |
| в | Ширина полотна грунта |
| н | Толщина насыпного слоя |
| с | Толщина стенок |
| d | Диаметр сечения |
| м | Коэффициент заложений откосов |
Неспециализированные правила обустройства
- При установке десятиметровой трубы на внутрихозяйственной дороге с полуметровым сечением требуется осуществлять насыпь толщиной не меньше пятидесяти сантиметров.
- Водопропускные трубы на трассах по СНиП смогут размешаться лишь при условии плана и наличия профиля, соответствующего данному виду дорог.
- Наиболее распространённый тип работы данных сооружений – безнапорный, предполагающий естественный поток воды. Реже используется напорный либо полунапорный.
- Инструкция запрещает монтаж водопропускных конструкций на водоёмах, по которым при образования наледи движутся ледоходы, поскольку льдины смогут создать катастрофический затор на входе в трубу.
Совет: для обустройства труб в реках, где происходит рыбный нерест, нужно прежде всего взять разрешение у рыбного надзора. В обратном случае застройщика будет ожидать большой штраф.
- Расстояние до грунтовых вод должно соблюдаться в зависимости от режимов работы следующее:
| Режим работы | Расстояние, см |
| Безнапорный | 50 |
| Напорный | 100 |
| Полунапорный | 100 |
- Оголовки водопропускных труб создаются из стен из стен портала и откосных крыльев, закопанных в землю ниже уровня промерзания на 0,25 м, и имеющих под собой гравийную подушку толщиной не меньше десяти сантиметров.
- Простая земля под сооружением заменяется смесью щебня и песка. Это исключит её проседание.
- Возможно выделить три типа групп, отличающихся своими несущими свойствами. В каждой из них высота грунтовой засыпки имеет свой показатель: 2 м, 4 м и 6 м соответственно.
направляться знать: в нестандартных условиях допускается применять иные расчётные высоты и грунтовые засыпки для достижения более рационального применения ресурсов.
- Маркировка водопропускных труб осуществляется посредством цифр и букв, поделённых дефисом. По левую сторону указывается тип изделия, а по правую – диаметр условных проходов, номера групп и полезная длина, определяющих несущие возможности конструкции.
- Цементные изделия устанавливаются в соответствии с ГОСТу 26633. Для этого употребляется тяжёлый бетон с классом прочности не ниже В25 и водонепроницаемостью – W Лишь такие параметры гарантируют долгую и исправную работу сооружения.
направляться знать: наличие трещин на трубах из железобетона и бетона не допускается. Исключением есть только усадочная ширина, не превышающая 0,05 мм.
- Для крыльев подходят монолитные плиты из бетона класса B Наряду с этим армирование не обязательно.
Строительные работы
О исполнении работы только своими руками речи и быть не имеет возможности, поскольку элементы конструкции габаритные и тяжёлые. А вот с соответствующим оборудованием и монтажной бригадой совладать будет несложно.
Котлован
При рытье котлована соблюдается последовательность правил:
- Крепление стен предусматривается лишь при большого насыщения земли грунтовыми водами.
- Крутизна откосов определяется в соответствии глубины траншеи и свойствами разрабатываемой земли.
- В случае если планируется установка гидроизоляции на либо другие подобные работы, предполагающие присутствие людей в котловане, то его стены должны быть удалены от фундамента на расстояние не меньшее чем 0,7 м.
Совет: в случае если же никакие дополнительные работы по окончании укладки трубы не планируются, то возможно ограничиться промежутком в 0,1 м. Этого будет вполне достаточно для обеспечения обычного проведения монтажа.
- По периметру объекта обустраиваются грунтовые валики, предотвращающие проникновение поверхностных вод в траншею.
- В тех случаях, в то время, когда установка осуществляется на территории водоёма, возможно воспользоваться одним из двух способов удаления жидкости с места застройки:
- В случае если дело обстоит на склоне, то от дна котлована дополнительная траншея для водоотвода в канаву.
- В остальных же случаях потребуется выкачка и создание приямка из него жидкости при помощи насосного оборудования.
Фундамент
- Наиболее распространёнными являются сборный и монолитный фундаменты, реже используется сборно-монолитный, а для мест со не сильный грунтом лучше подойдёт столбчатый.
- Рассмотрим движение монтажа на примере самого трудоёмкого варианта – монолитного:
- Устанавливаем опалубку по периметру заливки.
- Замешиваем либо доставляем цементный раствор.
- Производим трамбовку и заливку смеси.
Совет: в ходе заливки бетона рекомендуется пробивать его иногда металлическим прутом. Это разрешит избежать образования воздушных карманов.
- Накрываем бетон плёнкой и поливаем водой до его схватывания.
- Снимаем опалубку.
- Засыпаем пространство между монолитом фундамента и землёй гравием, смешанным с песком.
Сборный вид основания отличается тем, что вместо заливки раствора, производится монтаж готовых цементных компонентов.
Материал трубы
Цементные либо бетонные трубы являются классическими в данном вопросе и проверены временем. Но хочется выделить отдельное внимание более продвинутому варианту, воображающему собой железную гофрированную конструкцию.
Преимущества для того чтобы типа сооружения:
- Большой ассортимент разных диаметров. Разрешает сделать наиболее оптимальный выбор для любой ситуации.
- Небольшой вес. Существенно упрощает транспортировку и сами монтажные работы.
- Лёгкость установки. Для обращения с разглядываемым материалом не нужно наличие каких-либо особых навыков.
- гибкости и Высокие показатели прочности. В сочетании с грунтом даёт громадную надёжность, чем бетонная конструкция.
- Долгий эксплуатационный срок, достигающий до ста лет.
- Низкая цена. Даёт до 50% экономии в сравнении с применением других материалов.
- Универсальность. Используется в произвольных климатических условиях.
Гидроизоляция
Гидроизоляционные работы значительно чаще выполняются при помощи битумного раствора либо страниц рубероида. Основное перед укладкой материала очистить поверхность трубы от мусора, грязи, а зимний период и от оледенения.
Обратная засыпка
По окончании того как конструкция установлена, её направляться обратно засыпать грунтом. Для данной цели в полной мере подойдёт тот, который ранее был изъят из котлована.
Происходит всё следующим образом:
- Равномерно засыпаем землю в пространство между стенками сооружения и почвой.
- В то время, когда грунт засыпан по обе стороны, уплотняем его посредством особых трамбовочных автомобилей.
- Затем создаём насыпь сверху, толщина которой соответствует вашему проекту.
- Конкретно над трубой уплотнение не происходит чтобы не было технических перегрузок на изделие.
Заключение
Сооружение мостов не всегда оправдано при постройке дорог через реки либо овраги. Чаще значительно рациональнее установка водопропускной трубы, которая обходится дешевле и имеет ещё пара важных преимуществ (см.кроме этого статью ‘Опрессовка труб в вашем доме’).
Залогом успешного монтажа есть соблюдение определённых правил, каковые детально обрисованы выше. Сам же процесс складывается из земляных работ, закладки фундамента, укладки самого изделия и обратной его засыпки.
- Видео в данной статье предоставит вашему вниманию дополнительное количество информации, имеющей яркое отношение к рассмотренным материалам.
- Установка обрисованных сооружений разрешает решить множество неприятностей, которые связаны с прокладкой дорог на местности, изрезанной овражками и реками.
Загрузка…
Виды водопропускных труб. Назначение их размеров
Водопропускные трубы — наиболее распространенный вид искусственных сооружений. Число их на железных дорогах в районах с различным рельефом местности составляет 0,3—0,9 трубы, а на автомобильных—1,0—1,4 трубы на 1 км трассы. В целом трубы составляют 75% общего количества искусственных сооружений на дорогах и 40—45 % стоимости общих затрат на постройку искусственных сооружений.
Прежде при постройке дорог были распространены каменные и бетонные трубы, но в начале XX в. стали применяться и железобетонные трубы. В 1936 г. были разработаны первые типовые круглые железобетонные трубы диаметром 1—2 м звеньями длиной 1 м для железных дорог.
С 1962 г. получили распространение типовые унифицированные сборные железобетонные трубы, разработанные Ленгипротрансмостом.
Первые металлические трубы были чугунными, в дальнейшем их вытеснили стальные гофрированные (гибкие) трубы. В России первые гофрированные металлические трубы появились в 1875 г. диаметром 0,53 и 1,07 м.
Металлические трубы подвержены вредному воздействию агрессивных вод, блуждающих токов, атмосферной и грунтовой коррозии.
Однако специальными мероприятиями по защите металла от коррозии удается увеличить срок службы их до 40—50 лет и более.
Железобетонные трубы долговечнее металлических, так как они менее подвержены вредному воздействию агрессивных вод, особенно в случаях, когда отсутствуют металлические элементы в стыковых соединениях. На заводах освоена технология изготовления круглых железобетонных звеньев труб диаметром до 1,5 м на вибростанках.
Водопропускная труба — это искусственное сооружение, предназначенное для пропуска под насыпями дорог небольших постоянно или периодически действующих водотоков. В отдельных случаях трубы могут использоваться в качестве путепроводов, для прогона скота и т. п.
Расход воды в трубе не должен превышать, как правило, 80— 100 м3/с. При проектировании дороги, особенно при малых высотах насыпи, часто приходится решать вопрос выбора одного из двух возможных сооружений — малого моста или трубы.
Если технико-экономические показатели этих сооружений примерно одинаковы, предпочтение отдается трубе, так как наличие трубы в насыпи не нарушает непрерывности земляного полотна и верхнего строения пути; эксплуатационные расходы на содержание трубы меньше, чем малого моста.
Влияние подвижного состава при высоте засыпки над трубой более 2 м на нее резко снижается, а затем по мере увеличения высоты насыпи практически теряет свое значение.
— Основные элементы водопропускных труб: средняя часть (собственно труба), состоящая из секций, оголовки входной и выходной и фундаментые секции воспринимают давление от веса грунта насыпи и расположенной на ней временной нагрузки. Это давление, неодинаково по длине трубы — оно увеличивается к середине и уменьшается к оголовкам.
Поэтому осадки трубы тоже неравномерны и, чтобы предупредить образование трещин и другие повреждения, секции жестких труб (железобетонных, бетонных и каменных) вместе с фундаментами разделяют деформационными швами, расположенными друг от друга на расстоянии до 5 м.
— При возведении трубе придают строительный подъем в продольном направлении по круговой кривой со стрелой подъема 1/40-1/80 от высоты насыпи с тем, чтобы предотвратить при эксплуатации образование впадины в середине трубы и застоя воды.
В зависимости от материала звеньев трубы могут быть каменные, бетонные, железобетонные, металлические (чугунные, стальные гофрированные), деревянные.
Деревянные трубы строят только в качестве временных сооружений на обходах, временных путях и т. п. Не применяют в настоящее время и каменные трубы, так как они не отвечают современным требованиям индустриализации строительства.
По очертанию отверстия трубы могут быть круглые, прямоугольные, овоидальные, эллиптические, арочные, а также треугольные и трапецеидальные (только деревянные); по числу отверстий — одно- двух-, и многоочковые.
По характеру протекания воды в трубах могут быть следующие гидравлические режимы: напорный, полунапорный и безнапорный. Напорные трубы, работающие на всем протяжении полным сечением, в ряде случаев оказываются экономичнее безнапорных, но сложность обеспечения водонепроницаемости между звеньями тела трубы и неблагоприятные условия работы насыпи как плотины ограничивают их применение.
Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над поверхностью воды в ней при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть: в круглых и сводчатых трубах высотой до 3 м не меньше 1/4 высоты трубы в свету; высотой больше Зм — не менее 0,75 м; в прямоугольных трубах высотой до 3 м — не менее 1/6 высоты трубы в свету; высотой больше 3 м — не меньше 0,5 м. Эти возвышения определяют на входе в трубу и в трубе, а для труб с 'повышенными звеньями — также на входе в нормальное звено.
В гофрированных трубах возможен частично напорный режим, при котором труба на участке, примыкающем к входу, работает полным сечением и на остальной части имеет свободную поверхность.
Оголовки труб предназначены для обеспечения плавного входа и выхода водного потока. Увеличивая этим водопропускную способность труб, они поддерживают откосы насыпи и предотвращают продольные деформации трубы от воздействия горизонтального давления грунта насыпи.
Известны следующие типы оголовков: портальные, состоящие из вертикальной стенки, перпендикулярной к оси трубы; коридорные с параллельными стенками постоянной высоты и развернутыми в начале оголовка; раструбные с откосными крыльями переменной высоты, расходящиеся от оси трубы; воротниковые со срезанным параллельно откосу насыпи концевым звеном трубы; обтекаемые в виде выступающего из насыпи усеченного конуса с плоской пятой, называемые коническими оголовками. Наилучшие условия протекания воды обеспечивают раструбные оголовки в сочетании с коническим или повышенным входным звеном.
- Металлические трубы часто строят без оголовков с наклонной срезкой конца трубы параллельно откосу насыпи или с удлинением трубы до основания откосов насыпи.
- Фундаменты труб, обеспечивающие равномерное распределение давления на грунт и объединение звеньев трубы в продольном направлении, делают сборными из бетонных блоков или монолитными бетонными.
- Звенья железобетонных и бетонных дорожных труб отверстием до 1,5 м, а также металлические трубы укладывают на щебеночно — песчаную или гравийно-песчаную подушку, а при благоприятных инженерно-геологических условиях — на спрофилированное естественное основание; такие трубы называют бесфундаментными.
Оголовки труб устанавливают на бетонные или железобетонные фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания. Наружные поверхности железобетонных и бетонных труб покрывают обмазочной или оклеечной гидроизоляцией.
Основная характеристика трубы — ее отверстие, определяющее водопропускную способность. Очертание и форму отверстия трубы принимают по конструктивным соображениям, а водопропускную способность определяют гидравлическим расчетом.
Полученные расчетом гидравлические характеристики должны обеспечивать нормальное протекание воды, чтобы в трубе и у оголовков не возникало таких скоростей воды, которые могли бы привести к повреждению трубы и размывам грунта насыпи, подводящего и отводящего русел.
По строительным и эксплуатационным качествам трубы предпочтительнее малых мостов, но в суровых климатических условиях, в частности на Байкало-Амурской магистрали, применение труб часто ограничивалось в связи с наличием наледей или пучинистых грунтов в основании труб. В этих районах целесообразно применение труб только на сухих логах и постоянных водотоках, на которых исключена возможность появления наледей, а также под высокими насыпями, когда постройка моста нецелесообразна.
В настоящее время наибольшее распространение получили сборные железобетонные и бетонные типовые унифицированные трубы. Железобетонные круглые трубы имеют отверстие от 0,5 до 2,0 м и прямоугольные — от 1,5 до 6,0 м.
- Отверстие и высоту в свету труб назначают, как правило, при длине их до 20 м не менее 1,0 м, а при длине трубы больше 20 м — 1,25 м.
- Трубы на автомобильных дорогах II категории допускается устраивать отверстием не менее 0,75 м при длине трубы до 15 м, а при длине до 30 м — не менее 1,0 м.
- Отверстия труб на железных и автомобильных дорогах в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С назначают не менее 1,5 м независимо от длины трубы с работой их по безнапорному режиму.
В местах образования наледей применяют прямоугольные трубы отверстием не менее 3,0 м и высотой не менее 2,0 м с сооружением противоналедных устройств. При наличии ледохода или карчехода трубы не применяют.
В северной строительно-климатической зоне нецелесообразно строить напорные и полунапорные трубы, потому что при значительных расходах воды возникает опасность проникания ее через стыки звеньев, что в большие морозы может вызвать разрушения.
Одноочковые и многоочковые металлические гофрированные трубы применяют отверстием 1; 1,5; 2 и 3 м, наибольшее распространение получают безоголовочные трубы диаметром 1,5 м.
Особенностью металлических гофрированных труб является малая поперечная жесткость.
Однако деформации от внешних нагрузок ограничены воздействием на трубу отпора грунта, который обеспечивают правильной засыпкой ее грунтом с тромбованием.
Высокая гибкость сплошной по длине гофрированной конструкции позволяет ей воспринимать деформации грунтового основания и укладывать ее на грунтовую подушку без фундамента. Это создает уменьшение стоимости строительства на 30—40 % по сравнению с железобетонными трубами и повышает производительность труда в 2—2,5 раза.
Минимальную высоту насыпи в месте расположения трубы определяют исходя из следующих условий: отметка бровки насыпи в месте расположения трубы должна обеспечивать минимальную толщину засыпки над трубой, которая на железных дорогах составляет не менее 1 м, считая от подошвы рельса до верха конструкции звена, а на автомобильных дорогах — 0,5 м от верха проезжей части по оси дороги до верха конструкции звена.
Бровка земляного полотна у трубы должна возвышаться над уровнем подпертых вод с учетом аккумуляции, соответствующей наибольшему расходу для железных дорог и расчетному расходу для автомобильных дорог не менее чем на 0,5 м, а для труб отверстием 2 м и более при напорном и полунапорном режимах — не менее чем на 1 м.
Возвышение высшей точки внутренней поверхности круглых труб в любом сечении над уровнем воды при максимальном расходе и безнапорном режиме должно быть не менее '/4 высоты трубы, не превышающей 3,0 м, и не менее 0,75 м при высоте трубы более 3,0 м. В прямоугольных трубах высотой до 3,0 м указанное выше расстояние должно быть не менее 1/е высоты трубы, а при высоте трубы более 3,0 м — не менее 0,5 м.
Обязательным и важнейшим конструктивным элементом при сооружении трубы является укрепление подводящего и отводящего русел. Вместе с проводимой унификацией конструкций водопропускных труб, кроме старых видов укреплений (каменные отсыпки и мощение), были рекомендованы следующие виды укреплений, кроме районов вечной мерзлоты:
- 1 — бетонными квадратными плитами размером 49х49х10см со срезанными углами, укладываемыми на щебеночное основание толщиной 10 см;
- 2 — бетонными призматическими плитами (блоками П-2);
- 3 — монолитным бетоном классом по прочности на сжатие не ниже В20 толщиной не менее 8 см;
- 4 — одиночным мощением и каменной наброской. Тип крепления выбирают с учетом скорости протекания воды, а также в результате технико-экономического обоснования.
Лотки и трубы на косогорах
На небольших водотоках с расходом воды до 4 м3/с при высоте насыпи до 1—1,5 м, если невозможно построить трубу или отвести воду в соседнее сооружение, устраивают лотки, отличающиеся от труб отсутствием засыпки сверху.
Железобетонные лотки прямоугольного замкнутого или открытого сверху поперечного сечения обычно имеют отверстие 0,75—1,25 м. Звенья их укладывают на бетонный фундамент, а при благоприятных геологических условиях — на грунтовое основание.
Открытые железобетонные или деревянные лотки глубиной 1,5—1,8 м пригодны для отвода верховой и грунтовой вод из выемок и оснований насыпей, а также вместо кюветов в выемках, когда необходимо осушить земляное полотно на глубину большую, чем это возможно с помощью кюветов.
В таких случаях железобетонные сборные лотки делают в виде рам с заборными стенками из железобетонных досок с отверстиями диаметром 3 см или прорезями для собирания воды.
К косогорным сооружениям относятся сооружения, расположенные на участках автомобильных дорог и железных дорог при поперечных к оси дороги уклонах местности 0,02 и круче, а также подводящие и отводящие русла и обустройства ко всем этим сооружениям.
В косогорных сооружениях формируется бурный поток. Их строят обычно по типовому проекту. Косогорными бывают трубы, мосты, быстротоки, гасители энергии водного потока, водобойные колодцы и стенки, перепады.
Основной тип косогорных сооружений — это прямоугольные и трапецеидальные быстротоки, которые можно сооружать с очень крутыми уклонами.
Укрепления подводящих и отводящих русел, где развиваются наибольшие скорости воды, должны обеспечивать сохранность сооружений и, следовательно, безопасность движения по дороге.
Русло потока у входа и выхода из трубы, конусы и прилегающие к трубе откосы насыпи защищают от размыва различными типами укреплений. Наиболее распространенные из них — одиночное и двойное мощение, монолитные или сборные бетонные плиты.
Косогорные трубы сооружают из тех же типовых элементов, что и равнинные. Звенья или секции трубы располагают ступенями или наклонно в соответствии с уклоном местности.
Расположение труб на косогорах строго по уклону местности вызывает увеличение длины трубы, большой объем земляных работ, наличие больших скоростей течения воды и необходимость устройства сложных и дорогостоящих гасителей энергии потока.
Загрузка...
