содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

§ 12. ОСНОВЫ КЛАССИФИКАЦИИ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПО ВОДОПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

На сети дорог страны работают тысячи мостов, труб и других водопропускных сооружений, построенных в различные годы >по разным нормам и требованиям на пропуск паводков. Вследствие этого сооружения при соблюдении действующих технических требований и норм способны пропускать расходы различной вероятности превышения, т. е. имеют различную водопропускную способность и в ряде случаев весьма малую.

Поэтому ежегодно наблюдаются случаи повреждения и разрушения сооружений проходящими паводками. Во избежание этого сооружения с недостаточной водопропускной способностью нужно усилять.

Предварительно сооружения должны быть классифицированы по водопропускной способности, выявлены те из них, которые подлежат усилению, и установлена очередность их усиления.

Ниже приведены основы классификации мостовых переходов по водопропускной способности применительно к железнодорожной практике.

В первую очередь, для классификации сооружений по водопропускной способности выбирают линии, наиболее подверженные размывам.

Исследование показывает, что с увеличением коэффициентов вариации ряда максимальных расходов интенсивности руслообразовательных процессов и доли расчетного расхода, пропускаемого поймами, размывы сооружений, запроектированных по одинаковым нормам и методам расчета, возрастают.

Когда выбрана железнодорожная линия, для классификации должна быть установлена очередность обследования мостовых переходов.

Для определения водопропускной способности сооружения нужно знать, какой величины паводок или расход должен быть пропущен сооружением и при каких эксплуатационных условиях этот паводок пройдет.

Запасы в сооружениях (точнее в их размерах) регламентированы нормативными документами, относящимися к вновь проектируемым линиям. Учитывая, что конечной целью классификации переходов по водопропускной способности является приведение их к современному уровню прочности на пропуск паводков, следует распространить требования норм и на эксплуатируемые мостовые переходы.

Требования к железнодорожным сооружениям сформулированы для двух расходов: наибольшего — вероятностью превышения

0,33% и расчетного 1—2% в зависимости от категории линии.

Нормы предусматривают запасы в сооружениях при расчетном расходе, обеспечивающие нормальные условия эксплуатации. При наибольшем расходе запасы в сооружениях меньше, чем при расчетном. При этих запасах обеспечивается сохранность сооружений, но поскольку они меньше, чем при расчетном расходе, не исключены некоторые нарушения нормальных условий эксплуатации. Следовательно, нормами при наибольшем расходе допускаются чрезвычайные условия эксплуатации.

При классификации мостовых переходов по водопропускной способности следует различать значимость отдельных сооружений в комплексе перехода.

Основными сооружениями следует считать те, по которым происходит движение поездов, а также сооружения, повреждение и разрушение которых приводит к перерывам движения.

Сюда относятся мосты, трубы и другие водопропускные сооружения, земляное полотно в зоне подтопления, водоразделительные дамбы и дамбы обвалования, поскольку разрушение этих дамб 'приводит к разрушениям пойменных мостов, насыпей подходов.

Второстепенными сооружениями являются те, по которым движение поездов не происходит, но разрушение которых в течение короткого времени (например, одного паводка) может привести к повреждениям основных сооружений. Сюда относятся верховые струенаправляющие дамбы у мостов, если они не служат водоразделительными, и траверсы, примыкающие к земляному полотну.

К остальным сооружениям относятся: низовые струенаправляющие дамбы у мостов, сооружения меженного регулирования русла и 'проток, береговые укрепления. Эти сооружения могут привести к повреждениям основных сооружений через больший период времени, чем второстепенные, и являются наименее значимыми в комплексе сооружений перехода. В целях упрощения классификации эти сооружения при обследовании переходов могут, как правило, не учитываться.

В отдельных случаях береговые укрепления (например, берег излучины, близко подошедшей к земляному полотну) и сооружения меженного регулирования на блуждающих руслах имеют высокую значимость и подлежат учету при классификации.

Категории для характеристики сооружения по водопропускной способности должны быть связаны с условиями их эксплуатации.

Рассмотрим сначала основные сооружения. Когда расход и уровень повышаются до предусмотренного нормами расчетного расхода Qp, запасы в размерах сооружений уменьшаются до требуемого для этого расхода. В диапазоне расходов до Qp предусматриваются нормальные условия эксплуатации.

Последующее повышение расхода до предусмотренного нормами наибольшего Qmax вызывает уменьшение запасов в сооружениях, при которых обеспечивается лишь сохранность сооружений, движение поездов происходит с ограничениями из-за снижения скоростей и нормальные условия эксплуатации сменяются чрезвычайными условиями.

В период сработки запасов в сооружениях, но еще до наступления Qmax может начаться осуществление мер по временному усилению сооружений средствами водоборьбы. За счет подачи противоразмывных материалов и  проведения работ по водоборьбе чрезвычайные условия эксплуатации продолжаются, а сохранность сооружений становится ограниченной за счет малых запасов и участия средств водоборьбы в устойчивости сооружений.

Дальнейшее повышение расхода вызывает уменьшение запасов до минимальных, соответствующих требованиям норм при наибольшем расходе, но чрезвычайные условия эксплуатации могут продолжаться за счет применения средств водоборьбы даже при расходах, превышающих наибольший.

За пределами этих расходов, когда исчерпаны запасы в сооружениях и возможности их поддержания средствами водоборьбы, сооружения разрушаются и эксплуатация становится невозможной.

Следовательно, по условиям эксплуатации и физическому состоянию основные сооружения могут оцениваться четырьмя категориями: нормальные условия эксплуатации, чрезвычайные условия эксплуатации, при которых обеспечивается сначала полная, а затем ограниченная сохранность сооружений; наконец, эксплуатация невозможна, сохранность основных сооружений не обеспечена.

Эти четыре группы позволяют классифицировать сооружения по расчетному расходу. При классификации по наибольшему расходу остаются три группы, поскольку, как отмечалось, требования норм для наибольшего расхода предусматривают лишь сохранность сооружений.

Работа второстепенных сооружений отличается от основных тем, что усиление их мерами водоборьбы обычно не применяют. Запасы для второстепенных сооружений меньше, чем основных. Например, возвышение бровки полотна (подходов к мостам над наибольшим уровнем должно быть не менее 0,5 м, а для незатопляемых дамб — 0,25 м.

Поэтому для второстепенных сооружений могут быть установлены следующие градации до условиям эксплуатации и состоянию сооружений: нормальная эксплуатация (обеспечение сохранности сооружений) и сохранность сооружений не обеспечена (эксплуатации невозможна).

В окончательном виде характеристики категорий по водопропускной способности приведены в табл. III-2.

Наиболее благоприятной является I категория, когда запасы в сооружениях отвечают нормативным требованиям при расчетном и наибольшем расходах.

Мостовые переходы, отнесенные к I категории, усилению .не подлежат.

Наименее благоприятной является III категория, при которой сохранность сооружения не обеспечивается. В пределах этой категории предусмотрены два случая: 1) когда сохранность сооружения не обеспечивается только по требованиям для наибольшего расхода (категория Ш-А); 2) когда сохранность сооружений не обеспечивается при обоих расходах (категория Ш-Б).

Очевидно, категория Ш-Б является более тяжелой, чем III-A, так как сохранность сооружения уже не обеспечивается при более частой повторяемости расхода (расчетного), чем при категории Ш-А, когда сохранность сооружения не обеспечивается только при наибольшем расходе.

Отнесение перехода к категории Ш-Б вызывает необходимость его усиления в первую очередь.

Категория II является промежуточной между указанными. К указанным категориям относятся основные сооружения.

Второстепенные сооружения относятся к двум категориям, причем к категории П-Б относятся сооружения, имеющие запасы, при которых их сохранность не обеопечивается при обоих расходах.

Принятая классификация сооружений показывает, что отсутствие сохранности второстепенных сооружений является еще недостаточным для усиления перехода в первую очередь.

Отнесение мостового перехода к той или иной категории по водопропускной способности производится по наиболее слабому элементу из числа ограничивающих водопропускную способность.

Для отнесения элементов перехода к категориям водопропускной способности, указанной в табл. III-2, необходимо иметь нормы для каждого из ограничивающих элементов.

Нормы должны быть дифференцированы исходя из того, что действующие нормы относятся к I категории водопропускной способности. Нормы для III категории основных сооружений и II категории второстепенных следует принимать исходя из предполагаемых условий, соответствующих возможному началу разрушекия сооружений. Ориентировкой для этих условий служат требования при наибольшем расходе, отвечающие, как отмечалось, сохранности сооружений.

Для промежуточных категорий нормы следует принимать промежуточными между нормами для крайних категорий.