Проектирование мостовых переходов

                   Проектирование мостовых переходов  

    Автомобильные дороги, запроектированные в заданном направлении, на своем пути пересекают большое количество водотоков. Для  пропуска водотоков на дорогах устраивают водопропускные сооружения, а в некоторых случаях – предусматривают комплекс сооружений, который ограждал бы дорожные сооружения от вредных воздействий водных потоков. Эти сооружения называются регуляционными.

    Целью регуляционных сооружений является осуществление проектируемого распределения  расходов водотоков между водопропускными сооружениями.

    Регуляционные сооружения относят к важному  элементу мостового перехода. От их правильного назначения и размещения зависит надежность работы всех сооружений мостового перехода.

    Другой  важной задачей является проектирование продольного профиля мостового перехода. Продольный профиль мостового перехода должен, в первую очередь, обеспечивать безопасность движения транспортных средств. Это может быть достигнуто путем строгого выполнения технических условий, направленных на обеспечение устойчивости земляного полотна, работающего в условиях периодического подтопления потоком воды во время весенних половодий, а также за счет усовершенствования конструкций моста.

    При проектировании проектной линии  продольного профиля мостового перехода следует иметь ввиду, что наиболее оптимальное ее расположение в отношении безопасного движения транспортных средств, соответствует минимальным значениям продольного уклона на всем протяжении продольного профиля и  наибольшим радиусам вертикальных кривых.

    Большое влияние на устойчивость подходных  насыпей оказывают размеры их поперечных сечений, типы грунтов, из которых  они отсыпаны, и характер грунтов  основания.

    В зависимости от типа поперечного  профиля земляного полотна мостового  перехода принимаются решения, которые способствуют обеспечению устойчивости подходных насыпей в процессе их длительной эксплуатации. К таким решениям, способствующим надежной работе подходных насыпей мостового перехода, можно отнести: правильный выбор типа грунта, применяемого для устройства подходных насыпей; рациональное заложение сухого и мокрого откосов в зависимости от высоты пойменных насыпей; сопряжение надводной и подтопляемой частей откосов высоких земляных насыпей при помощи берм, которые устраивают шириной не менее 4 м с поперечным уклоном 30 ⁰/₀₀ в сторону откоса насыпи; прочное грунтовое основание, на которое предусматривается отсыпка подходных насыпей мостового перехода.

    Откосы  земляных подходных насыпей на подтопляемых участках во время половодий относятся к наиболее неустойчивым дорожным конструкциям, поскольку испытывают непосредственное воздействие текущей воды. В целях обеспечения устойчивости откосов насыпи и земляного полотна необходимо предусматривать укрепление этих инженерных сооружений.

    В зависимости от места расположения защищаемого участка откоса относительно уровня воды и от величины силового воздействия на сооружение используют различные конструкции укреплений. По конструктивным особенностям укрепления подразделяют на биохимические, набросные, плитные, тюфячные, в виде подпорной стены.

    Для укрепления откосов земляного полотна  и откосов регуляционных сооружений используют местные и привозные  материалы. К местным строительным материалам относят: природный камень (щебень, гравий, галька), лесные материалы (строительный лес, хворост), растительные материалы (грунт, дерн, мох, торф, травы). Из них в укреплениях  наиболее широко применяют природный камень.

    Основным  этапом проектирования мостовых переходов  является технико-экономическое обоснование капитальных вложений в строительство этого инженерного сооружения.

    При проектировании и строительстве  автомобильных дорог возникают  различные технические решения  одной и той же проектной задачи, которые могут отличаться друг от друга объемами работ, размерами капитальных вложений, эксплуатационных расходов и другими показателями. Эти решения могут иметь преимущества в одних отношениях и недостатки в других. Отсюда возникает необходимость их сопоставления для выбора наиболее рационального решения проектной задачи. Такой подход к решению проектной задачи называют вариантным проектированием. При вариантном проектировании экономическая эффективность различных технических решений при конструировании мостовых переходов устанавливается путем технико-экономического сравнения вариантов по денежным и натуральным показателям.

    После установления наиболее оптимального варианта мостового перехода следует обосновать целесообразность вложения денежных средств  в его строительство. Критерием  этого обоснования является коэффициент экономической эффективности, который выражается отношением прироста национального дохода к капиталовложениям, вызвавшим этот прирост.

    Для мостовых переходов на автомобильных  дорогах в настоящее время  значение нормативного коэффициента эффективности принято   E_Н = 0,12 и соответственно срок окупаемости Т_Н равен 8 годам.

    Мостовой  переход представляет собой комплекс сооружений, включающих в себя: мост, подходы к мосту, регуляционные  и укрепительные сооружения. Основной задачей мостового перехода является обеспечение безопасного и бесперебойного движения транспортных средств. Эти  требования к мостовому переходу могут быть удовлетворены только в условиях надежной работы его сооружений при воздействии на них водных потоков.

    Оценка  надежности сооружений мостового перехода является сложной задачей, решение которой связано как с техническими вопросами, так и с экономическими. В настоящее время для оценки надежности сооружений и устройств широко используется общая теория надежности, позволяющая теоретически обосновать и выявить общие закономерности, определяющие надежность.

    Для мостового перехода к определяющему  свойству надежности следует отнести  безотказность, т.е. сохранение работоспособного состояния в течение заданного  времени. Основным свойством надежности материала, из которого создан конструктивный элемент сооружения, является долговечность.

    Теория  надежности основывается на анализе  отказов как всей системы, так  и отдельных ее элементов. При  этом для мостовых переходов отказом  следует считать выход из строя всего перехода или отдельного его сооружения, который произошел при значениях гидрологических параметров, меньших или равных расчетным их значениям.

    Наиболее  ответственным  периодом, когда подвергают испытанию надежность и устойчивость всех сооружений мостового перехода против воздействия речного потока, является период пропуска особенно высоких вод, редко повторяющихся половодий или паводков.

    Настоящее учебное пособие предусматривает  решения отмеченных в предисловии  и рассматриваемых в процессе проектирования мостовых переходов вопросов, к которым относят: проектирование струенаправляющих дамб, продольного и поперечных профилей подходных насыпей, укрепление откосов земляных насыпей, определение экономической эффективности капиталовложений в строительство мостового перехода.