Виды искусственных сооружений на ЛД. Расчет отверстия малых мостов

Искусственные сооружения являются составляющей частью дороги. Устраиваются на пересечении трассы дороги суходолов, оврагов, постоянных водотоков. ИС бывают водопропускными (мосты, трубы и т.д.) и водоотводящими (кюветы, канавы, резервы). Основными видами искусственных сооружений на лесных дорогах являются мосты и трубы. Основная классификация искусственных сооружений осуществляется в зависимости от площади водосбора (бассейна), т.е. площадь территории, с которой протекает вода к автомобильной дороге в месте пересечения ею водотока: малые при F≤ 100км² и длине моста до 25 м, средние при F≤ 100 км² и длине моста 25-100м и большие при F> 100 км² и длине моста более 100м.

Кроме того выделяют следующие виды искусственных сооружений, которые используются на автомобильных догах:

- по прочности конструкции – капитальные, рассчитанные на долгое пользование, и временные – для непродолжительной эксплуатации;

- по материалам – металлические, каменные, бетонные, железобетонные, деревянные;

- по способу движения и методу проезда – автодорожные, железнодорожные с ездой поверху и понизу;

- по количеству пролетов и отверстий: для мостов – однопролетные, двух-пролетные и т.д.;

- по габаритам – габаритные и негабаритные;

Расчет мостов сводится к определению отверстия моста и минимальной высоты.

Отверстие моста – расстояние в свету между береговыми опорами-стенками или конусами подходов по урезу вод при расчетном уровне воды и свободном истечении или по средней линии живого сечения при затопленном истечении.

Протекание воды под мостом возможно по схеме свободного или несвободного истечения. Характер истечения определяется в зависимости от соотношения критической глубины потока h_к и бытовой глубины h_б.

Если h_б≤ 1, 3h_кр – имеет место свободное истечение (незатопленный водослив); при h_б> 1, 3h_кр–истечение не свободное (затопленный водослив).

Гидравлические схемы протекания воды через малые искусственные сооружения: а) свободное истечение; б) с заполненным водосливом

Критическая глубина определяется в зависимости от принятой допустимой скорости течения воды под мостом V_с, принимаемой по типу укрепленного русла:

Бытовая глубина определяется методом подбора. Для этого на поперечниках русла задаются величиной h_б и определяют бытовой расход при нескольких значениях h_б:

– площадь живого сечения, при треугольной форме водотока ; I – сумма коэффициентов заложения откосов; – скоростной множитель, где y - показатель степени, принимается равным, при R> 1 ; n - коэффициент шероховатости: для естественного земляного русла равен 0, 04; – гидравлический радиус, ; - продольный уклон канавы.

На основании полученных данных в прямоугольных координатах строим кривую Q=f(h). Отложив на оси общий расчётный расход воды на оси ординат находим бытовую глубину h_б.

Величину отверстия моста для затопленного водослива определяем по формуле:

Для свободного истечения:

Н – глубина подпора, .

Подбирают типовой проект и уточняют величину Н в связи с изменением отверстия моста b₀:

Выбираем типовое отверстие моста и уточняем подмостовую скорость потока и подпор:

Минимальную высоту моста определяем по формуле:

где С – высота пролетного строения (C = 0, 3-1, 4 м); Z – просвет между уровнем воды под мостом и низом пролетного строения, равная 0, 5…1 м.

Длина моста рассчитывается по следующей формуле (при береговых опорах с конусами):

При свайных опорах с заборными стенками:

где - отверстие, м; - ширина промежуточных опор, м (ширина промежуточных опор при свайных опорах 0, 35); - коэффициент заложения откосов конуса ( 1, 5); - высота моста, м; - строительный размер, =0, 5∙ 1, 55=0, 775м; – строительный размер, для деревянных мостов 0, 5-1, 0 м; – сумма длина пролетных строений; – сумма зазоров между пролетными строениями.

План трассы, продольный и поперечный профили ЛАД

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в определенном масштабе, называют планом дороги.

Для дорог круглогодового, летнего или зимнего действия, используемых в летний период для нужд лесного хозяйства или подсочки леса при равнинном и пересеченном рельефе местности, масштаб равен 1: 2000; для такого же типа дорог при горном рельефе местности— 1: 1000; для дорог только зимнего действия, не используемых в летний период, — 1: 5000.

На плане дороги отображается ситуация и рельеф местности на полосе, расположенной вдоль трассы дороги шириной 100 м.

Сечение рельефа горизонталями при масштабе плана 1: 2000 принимают через 1, 0 м, а при 1: 1000—0, 5...1, 0 м.

Продольным профилем дороги называют графическое изображение разреза дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ее ось.

Для автомобильных лесовозных дорог продольный профиль в нормальных условиях вычерчивается в масштабах: вертикальном 1: 500 и горизонтальном 1: 5000, а для узкоколейных железных дорог соответственно 1: 1000 и 1: 10000. Вертикальный масштаб грунтового профиля принимают 1: 50.Различие в вертикальном и горизонтальном масштабах продольного профиля дорог позволяет более наглядно представить рельеф местности по трассе дороги.

Под продольным профилем внизу вычерчивается условный план дороги с указанием румбов, длин линий, углов поворота, элементов кривых и т. д.

Продольный профиль проектируемой дороги определяется, проектной линией. Если линия поверхности земли характеризует рельеф местности по трассе дороги, то проектная линия характеризует продольный профиль дороги по бровке земляного полотна. Проектная линия вычерчивается по вычисленным проектным отметкам.

Отметки поверхности земли по оси дороги называются черными отметками, отметки точек проектной линии, отнесенные к бровке земляного полотна — проектными. Разность проектных и черных отметок на одном поперечнике есть рабочая отметка. Она определяет высоту насыпи или глубину выемки на данном поперечнике.

Поперечным профилем земляного полотна называют проекцию полотна на вертикальную плоскость, перпендикулярную к оси дороги.

Земляное полотно является основанием для дорожной одежды или верхнего строения пути и в зависимости от положения проектной линии продольного профиля может иметь форму насыпи или выемки, т.е. форма земляного полотна определяется поперечным профилем дороги.

Основными формами земляного полотна являются насыпи, выемки, полунасыпи-полувыемки и нулевые места.

Насыпь — земляное сооружение, искусственно поднятое над поверхностью земли.

Выемка — искусственное понижение дороги по отношению к поверхности земли.

Нулевое место — участки дороги, на которых земляное полотно переходит из насыпи в выемку или наоборот. В этих местах рабочие отметки равны нулю.

Полунасыпь-полувыемка устраивается на косогорных участках.