23.08.2017
Выполнение сварочных работ требуется в самых разных промышленных сферах. Предприятия не могут обойтись без качественной сварки...


23.08.2017
Такая услуга как генеральная уборка уже давно пользуется популярность не только у владельцев частных домов, но и у обладателей...


22.08.2017
Оценка со всех сторон требуется для того, чтобы представление о предмете было максимально полным. Аксессуары для окон на рынке...


22.08.2017
Все хорошие руководители прекрасно знают, что производительность сотрудников напрямую зависит от условий их труда. Повышенное...


22.08.2017
Множество разнообразных функций выполняют окна в коттеджах и частных домах. Помимо обеспечения доступа естественного света, окна...


22.08.2017
Скважина – основной источник воды для коттеджей и частных домов, расположенных за пределами города. В дома вода может подаваться...


Существующие требования к водопропускным трубчатым сооружениям

25.05.2016

Водопропускные сооружения должны обеспечивать не только пропуск воды без нарушения безопасности и непрерывности работы всего комплекса дорожных сооружений, но и быть удобными для движения автотранспорта. Вне зависимости от материала водопропускной трубы её основными характеристиками являются форма и размеры отверстия (ширина, высота, диаметр), которые в основном и определяют пропускную способность всего сооружения. Если форму и очертание отверстия трубы и её входных оголовков принимают по конструктивным соображениям, то размеры отверстий труб и габариты малых мостов обосновывают гидрологическими и гидравлическими расчётами. Гидрологические расчёты связаны с определением расчётных расходов и объёмов стока.
Методика гидравлического расчета МГК не является отработанной в полной мере. Это подтверждают и результаты натурных обследований, представленные далее. Гидравлический расчет водопропускных труб включает в себя определение следующих основных характеристик: размеров отверстия трубы; скорости протекания потока на входе и выходе из трубы; глубины воды на входе и выходе из трубы; подпора воды во входном и выходном отверстиях трубы; типа укрепления русла.
Полученные расчетом гидравлические характеристики должны обеспечивать протекание воды в расчетном гидравлическом режиме с допустимой степенью заполнения трубы на входе (при принятии в качестве расчетного безнапорного режима) со скоростями на входе и выходе из трубы, которые не могли бы привести к повреждению трубы, размывам грунта насыпи, подводящего и отводящего русел.
Дорожные трубы обычно проектируются нерегулируемыми. Пропускную способность малых труб определяют гидравлическим расчётом отверстий с учётом аккумуляции части объёма стока перед водопропускным сооружением (или без учета аккумуляции), определением скоростей течения в трубе, на её выходе, а также в верхнем и особенно нижнем бьефах сооружения и соответствующих им величин возможных местных размывов, оценки возможности возникновения неустойчивых сбойных течений, которые могут привести к эрозии и деформации грунта насыпи, повреждениям трубы, размывам отводящего и подводящего русел водотока и прилегающих береговых участков. Все эти вопросы рассматриваются в специальной литературе.
Исходными материалами для гидравлического расчёта являются расчётный расход и расчётный уровень воды, режим работы трубы, уклон лотка сооружения, характеристики русла. Закрытые водопропускные сооружения могут работать в трёх основных режимах: безнапорном, полунапорном и напорном (частично-напорном), а также в переходном режиме. Согласно существующим нормативным Рекомендациям Росавтодора круглые водопропускные трубы из СМГК диаметром d до 3 м проектируются на пропуск расчетного и наибольшего расходов в безнапорном режиме с заполнением на входе hвх/d, не превышающем 0,75 и 0,9 соответственно.
Определить размер поперечного сечения трубчатой конструкции небольшого диаметра (до 3 м) на предварительной стадии проектирования можно по номограммам, разработанным на основе данных многолетних исследований или более точно в ходе детального гидравлического расчёта. Гидравлический расчет МГТ с гладким лотком по дну, защищающим её от абразивного воздействия водного потока и спиральновитой гофрированной трубы выполняется по рекомендациям, приведенным далее.
Экономичность выбранного конструктивного решения трубчатого водопропускного сооружения подтверждается вариантным проектированием или математической оптимизацией. В качестве критерия оптимальности приняты суммарные строительные и эксплуатационные расходы. При этом учитываются следующие факторы: типы и размеры труб с учётом принятых видов оголовков и фундаментов; типоразмеры укреплений; подходы земляного полотна к сооружению с учётом площадей занимаемых земель и возможного подтопления близлежащих угодий; возможности поставщиков строительных конструкций; возможности строительной организации; технология строительных работ; затраты на эксплуатацию сооружений и другие специфические особенности.
Поскольку в предлагаемой работе в основном рассматриваются водопропускные сооружения из гибких конструкций - трубы из СМГК, имеющие повышенную шероховатость, а также некоторые специфические конструктивные и гидравлические особенности, то пропускная способность таких труб зависит от конструкции входных оголовков, размера отверстий, напора перед сооружением и условий гидравлической работы, которые должны быть учтены в проектах повторного применения. Кроме того, следует учесть, что в отечественной практике дорожного строительства, в отличие от зарубежной, водопропускные трубы обычно проектируются на пропуск расчетного и наибольшего расходов в безнапорном режиме. Поэтому назначаются значительно большие диаметры труб, чем в случае, если в качестве расчетного принимается полунапорный или напорный (частично-напорный) режимы, как это делается за рубежом. Существующие нормативные рекомендации по применению в дорожном строительстве труб из гофрированного металла не содержат рекомендаций по их гидравлическому расчету при работе в полунапорном, напорном и частичнонапорном режимах. Отсутствуют нормативные рекомендации и по выполнению гидравлического расчета гофрированных труб с обязательным защитным гладким лотком по дну гофрированной трубы и труб со спиральной формой гофра при всех возможных гидравлических режимах их работы. Это приводит к тому, что зачастую гидравлические расчеты металлических гофрированных труб выполняются по методикам, разработанным для гладких бетонных труб, что приводит к неадекватным конструктивным решениям водопропускного сооружения как с экономической точки зрения, так и со стороны безаварийности работы всего сооружения в целом.
Во всех водопропускных сооружениях из СМГК не зависимо от их назначения трубы устанавливают на заранее подготовленное основание или грунтовую подушку. На обычных водотоках в донной части этих труб устраивается бетонный, железобетонный или асфальтобетонный лоток толщиной 0,1...0,3 м, а на зарыбленных - каменная наброска. В отличие от дорожных труб, на нерестовых водотоках для сохранения естественной среды обитания рыб дно водопропускных труб заглубляют ниже дна водотока (на глубину не менее 2...3-х расчётных диаметров камня). Лотковую часть трубы укрывают природным материалом, устойчивым к расчётным скоростям воды в трубе (камень, гравий, песок и т.п.), характерным для данного водотока.
В проектах повторного применения длина трубы обычно определяется шириной проезжей части насыпи, её высотой, заложением верхового и низового откосов и размерами входного и выходного оголовков (рис. 1.41). Минимальная высота насыпи определяется с учетом высоты трубы и минимальной толщины её засыпки примерно в 1,0 м, считая от верха звена трубы.
Существующие требования к водопропускным трубчатым сооружениям

На концевой части любого водопропускного сооружения осуществляется сброс потока в нижний бьеф и гашение избыточной кинетической энергии при помощи различных устройств. Устройствами нижнего бьефа принято называть такие конструктивные элементы водопропускных сооружений, которые служат как для предохранения дна водотока от механического разрушения в зоне гашения избыточной кинетической энергии, так и для интенсификации процесса сопряжения бьефов с помощью специальных гасителей энергии потока.
При проектировании устройств нижнего бьефа решается целый ряд взаимосвязанных задач, основные из которых - расчет параметров гидравлического режима сопряжения бьефов; прогноз параметров взаимодействия потока с отдельными частями устройств нижнего бьефа для последующей оценки их устойчивости и прочности; прогноз общих и местных переформирований дна ниже сооружения.