Файл: Переходы через водотоки..pdf

При наличии графика колебаний уровней воды хотя бы за один или несколько лет уровень первой подвижки возможно ориентиро­ вочно установить с помощью этого графика по датам его появления. Для неизученных районов целесообразно использовать метод гео­ графической интерполяции, с помощью которого можно расширить информацию об уровнях ледохода путем переноса в заданный рай­ он. С этой целью должны быть установлены опорные бассейны, на которых по данным наблюдений могут быть уточнены величины ко­ эффициентов кл и кв, даты появления уровней, а также характер­ ные модели графиков колебаний уровней, а затем произведена их географическая интерполяция из опорных бассейнов на требуемые створы мостовых переходов.

Г л а в а XI. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЫВА ПОД МОСТОМ

§ 51. ОПТИМАЛЬНАЯ ФОРМА ЖИВОГО СЕЧЕНИЯ ПОСЛЕ РАЗМЫВА

Для обеспечения нормальной работы мостового перехода по про­ пуску паводков большое значение имеет не только количественный прогноз деформаций подмостового русла (например, величины среднего коэффициента размыва), но и наиболее благоприятное распределение этих деформаций под мостом.

Это распределение деформаций зависит от правильного сочета­ ния размещения отверстия моста, связанного с очертанием русла и мощностью пойм, срезки грунта под мостом или расчистки живо­ го сечения, размеров и формы струенаправляющих дамб.

Общей целью этих мероприятий является обеспечение оптималь­ ной формы живого сечения под мостом после размыва.

Если рассматривать два живых сечения под мостом одинаковой площади — прямоугольное и треугольное — [16], то треугольное про­ пустит больший расход.

Следовательно, при пропуске одинакового расхода прямоуголь­ ное живое сечение будет иметь большую площадь, чем треугольное. Анализ показывает, что реальные формы живых сечений под мос­ тами в более чем 90% случаях занимают промежуточное положе­ ние между близкими к прямоугольным и треугольным^ Соотноше­ ние между расходом в треугольном сечении Q& и в прямоугольном Q D при одинаковых площадях живых сечений [16]:

Чтобы расход в прямоугольном сечении повысился на 19%, не­ обходимо, чтобы повысилась глубина h и новая глубина в этом сечении Лі составила бы

( д Г 1,19, откуда hi = 1,12h. (ХІ-4)

При этом скорость должна повыситься в соотношении

(ХІ-5)

Максимальная глубина в треугольном сечении hmax— 2h, а в пря­ моугольном, как указано, — 1,12h.

Соотношение между максимальными глубинами в сечениях со­ ставит:

следующими относительными значениями расходов, площадей, ско­

расходе оно имеет большую площадь и меньшие скорость, макси­ мальную глубину и подпор, чем в треугольном.

Поэтому задачей мероприятий по обеспечению оптимальной фор­ мы живого сечения под мостом является создание живого сечения, приближающегося к прямоугольному.

Из табл. ХІ-1 ясно, что понятие общего размыва, выражающего­ ся коэффициентом Р (ѴІН-1), является неполным, так как его зна­ чение зависит от формы живого сечения. Коэффициент размыва по

низких уровнях могут возникнуть затруднения для судоходства и сплава.

Данные о коэффициентах формы живых сечений а (ѴІІІ-4) под мостами при расчетном уровне вероятностью превышения 1—2% более чем по 50 переходам, собранные Л. Г. Бегамом, показали, что этот коэффициент независимо от того, произошел ли размыв, не бы­ вает менее 1,20. Это значение коэффициента и следует считать прак­ тическим пределом приближения живого сечения под мостом к прямоугольному. При снижении уровня по сравнению с расчетным судоходным средняя глубина под мостом будет уменьшаться отно­ сительно больше, чем максимальная, и поэтому коэффициент а бу­ дет увеличиваться.

Следовательно, при достижении под мостом формы живого сече­ ния, близкой к оптимальной, максимальная глубина будет ясно вы­ ражена и сомнений относительно возможных препятствий для су­ доходства и сплава под мостом не должно возникнуть.

Комплекс мероприятий по обеспечению оптимального распреде­ ления размыва под мостом определяется тем, включает ли отвер­

строго фиксировано, и обеспечение распределения размыва дости­

пойменные потоки проходили бы на пойменных участках моста, а русловой поток в русловой части отверстия. Если скорость поймен­ ных потоков под мостом близка к скоростям руслового потока, то при близких глубинах из-за срезки будут обеспечены условия для формирования живого сечения, близкого к прямоугольному.

При формировании такого живого сечения задача струенаправ­ ляющих дамб состоит в том, чтобы направить пойменные потоки на пойменные участки подмостового сечения. Эти участки при равно­ мерном распределении скоростей и глубин определяют по форму­

но расходы общий, проходящие по правой и левой поймам; /м, /пп, lm — соответственно отверстие моста, право- и левопойменные его участки.

В условиях переформирования русла, вызванного естественным русловым процессом, комплекс мероприятий, осуществленный при постройке мостового перехода и отвечающий своему назначению при ином положении и очертании русла, может оказаться неприем­ лемым. Поскольку размещение отверстия моста и обычно срезка под мостом в процессе эксплуатации не изменяются, на выправле­ ние живого сечения под мостом должны влиять струенаправляю-

щие дамбы, которые в связи с русловым процессом может потребоваться переустраи­ вать. В натуре такую перестройку, как пра­ вило, не выполняют. Следствием этого яв­ ляются часто встречающиеся недостатки в работе эксплуатируемых мостовых перехо­ дов, связанные с неудовлетворительной ра­ ботой струенаправляющих дамб.

Материалы, собранные Л. Г. Бегамом по 24 дефектным мостовым переходам, показа­ ли, что 80% из них имеют дефекты, связан­ ные с неудовлетворительной работой струе­ направляющих дамб, характеризуемые со­ средоточенными размывами и неравномер­ ной загрузкой пролетов моста.

Признаком, который характеризует бла­ гоприятный ход общих деформаций русла под эксплуатируемым мостом, перекрываю­ щим русло и участки пойм, является уши­ рение бытового русла на участке моста (рис. ХІ-1). Наличие этого признака показы­

вает, что пойменные участки моста размыты, и объединились е бы­ товым руслом, и форма подмостового русла при этом стала ближе к прямоугольной, чем до размыва.

§ 52. СРЕЗКА, РАСЧИСТКА, СПРЯМЛЕНИЕ РУСЛА

Срезка грунта на пойменных участках живого сечения под мос­ том способствует выравниванию глубин и приближению живого се­ чения под мостом к оптимальной форме.

Увеличивая площадь под мостом, срезка позволяет при той же величине коэффициента общего размыва сократить отверстие моста. Грунт из срезки часто может быть использован для отсыпки дамб и насыпи подходов, поэтому срезка оказывается экономически целе­ сообразным мероприятием, однако при условии, что на срезке не будут откладываться наносы и с течением времени русло под мос­ том в результате объединения с пойменными участками отверстия уширится (см. рис. ХІ-1).

Чтобы срезка не заносилась, необходимо иметь в виду ряд обстоятельств.

Срезку не следует делать под мостами через блуждающие реки, перемещающие большие массы наносов. Такая срезка будет в ко­ роткое время полностью занесена. Например, на переходе через блуждающую р. Карадарью, еще до окончания работ по устройству срезки она была занесена.

При расположении мостового перехода на криволинейном участ­ ке русла срезку выпуклого берега русла делать нецелесообразно, так как она будет занесена, поскольку такая срезка противоречит

менный фактор.

При стеснении живого сечения реки подходами к мосту поймен­ ные расходы направляются под мост и к'бытовым руслоформирую­ щим расходам прибавляются еще пойменные расходы.

Если наиболее часто встречающиеся максимальные расходы и уровни лежат выше средней отметки пойм, то пойменные расходы будут представлять собой постоянный фактор формирования ново­ го русла под мостом и срезка будет эффективной. Если же наибо­ лее часто встречающиеся расходы и уровни располагаются ниже средней отметки пойм, пойменные расходы не будут формировать русло, которое, несмотря на срезку, восстановит свою бытовую ши­ рину. Условие частоты затопления пойм для эффективности работы срезки является необходимым, но еще недостаточным.

Если в сечении под мостом срезка занимает большую площадь, например, когда под мостом не допускается значительного общего размыва, скорости на срезке будут малы, что будет способствовать отложению наносов на ней.

Мостовые переходы, на которых не откладывались наносы на срезке или русло уширилось, объединившись с пойменными участ­ ками моста, характеризуются сравнительно высокой долей расчет­ ного расхода, проходящего по пойме, а также значительной вели­ чиной коэффициента размыва.

Данные по таким переходам приведены в табл. ХІ-2, откуда видно, что рассчитывать на хорошую работу срезки можно при на­ личии пойменного расхода, составляющего 50 и более процентов расчетного расхода и при коэффициенте общего размыва более 1,25—1,30.

Преувеличенная срезка под мостом будет влиять на ее работу аналогично неправильному размещению отверстия моста, когда больший пойменный участок его расположен со стороны малодея­ тельной поймы. Срезка также не будет удовлетворительно рабо­ тать, если направление потока под действием струенаправляющих дамб будет способствовать отложению наносов на ней.