Балочно-неразрезные пролетные строения с фермами

Неразрезные балочные пролетные строения отличаются от разрезных меньшими положительными изгибающими моментами и прогибами. В неразрезных пролетных строениях применяют те же типы решеток, что и в простых разрезных фермах. Используют обычно двухпролетные и трехпролетные конструкции.

К достоинствам балочно-неразрезных пролетных строений по сравнению с разрезными относят: экономию металла при больших пролетах; большую вертикальную и горизонтальную жесткость; возможность обеспечения высоких скоростей движения; уменьшение объема кладки опор; применение навесной сборки. К основным их недостаткам можно отнести значительные перемещения конца пролетного строения при изменении температурного режима и увеличение тормозной силы.

Типовые пролетные строения с неразрезными фермами под один железнодорожный путь 110;´с ездой понизу имеют пролеты: 2 159´132; 2´2 (рис. 6.27) [23], 110+132+110 и 132+154+132 м, а с ездой 65´55 и 2´поверху – 2 м. Они запроектированы из термически упрочненной стали марки 10ХСНД и могут применяться в обычных и северных условиях.

Балочно-неразрезные пролетные строения с фермами

Неразрезные балочные пролетные строения отличаются от разрезных меньшими положительными изгибающими моментами и прогибами. В неразрезных пролетных строениях применяют те же типы решеток, что и в простых разрезных фермах. Используют обычно двухпролетные и трехпролетные конструкции.

К достоинствам балочно-неразрезных пролетных строений по сравнению с разрезными относят: экономию металла при больших пролетах; большую вертикальную и горизонтальную жесткость; возможность обеспечения высоких скоростей движения; уменьшение объема кладки опор; применение навесной сборки. К основным их недостаткам можно отнести значительные перемещения конца пролетного строения при изменении температурного режима и увеличение тормозной силы.

Типовые пролетные строения с неразрезными фермами под один железнодорожный путь 110;´с ездой понизу имеют пролеты: 2 159´132; 2´2 (рис. 6.27) [23], 110+132+110 и 132+154+132 м, а с ездой 65´55 и 2´поверху – 2 м. Они запроектированы из термически упрочненной стали марки 10ХСНД и могут применяться в обычных и северных условиях.

 Водопропускные трубы

План лекции

7.1. Общие сведения

7.2. Конструкции сборных железобетонных и бетонных труб

7.3. Конструкции металлических труб

7.4. Водопропускные трубы в условиях наледеобразования

7.5. Основные положения расчета труб

Общие сведения

Водопропускные трубы в системе железнодорожного транспорта относят к малым искусственным сооружениям. Они располагаются в теле насыпи и предназначены для пропуска малых постоянных или периодически действующих водотоков.

Трубы являются наиболее распространенными искусственными сооружениями на железных дорогах. В зависимости от рельефа местности в Сибири и на Дальнем Востоке на 1 км пути приходится от 1 до 1,5 трубы, что составляет примерно 67 % от общего количества искусственных сооружений.

Водопропускные трубы широко применяют при проектировании новых железных дорог. Согласно СНиП 2.05.03-84* [12], трубы проектируют на безнапорный режим работы, но допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы для пропуска наибольшего расхода и при устройстве специальных защитных мероприятий (рис. 7.1).

Трубы предназначены для пропуска через тело насыпи малых периодически действующих и постоянных водотоков при отсутствии карчехода и ледохода. При пересечении дорогой малых водотоков предпочтение отдается трубам по сравнению с малыми мостами, так как они имеют меньшую стоимость и более простую конструкцию. Водопропускные трубы характеризуются следующими достоинствами по сравнению с малыми мостами:

· не нарушают непрерывности земляного полотна;

· имеют значительно меньшие эксплуатационные расходы;

· обладают меньшей чувствительностью к динамическому воздействию и увеличению временной подвижной нагрузки.

Рис. 7.1. Режимы протекания потока в трубе: а – безнапорный; б – полунапорный; h_тр – высота трубы; Н – высота подпора воды; h_вх – высота потока на входе; h_вых – то же на выходе

Выбор между трубой и малым мостом обосновывается при технико-экономическом сравнении.

По форме поперечного сечения трубы бывают круглые, прямоугольные, овоидальные. По числу отверстий трубы подразделяют на одно-, двух- и трехочковые.

Водопропускные трубы состоят из следующих элементов: секций, в состав которых входят от трех до пяти звеньев, входного и выходного оголовков, фундамента (рис. 7.2).

. Водопропускная труба: 1 – сборное звено; 2, 3 – входной и выходной оголовки; 4 – фундамент; 5 – деформационный шов между секциями; 6 – насыпь; 7 – гидроизоляция; l_c – длина секции; i – уклон

Общую длину трубы определяют шириной основной площадки, высотой и уклонами откосов насыпи, продольными размерами входного и выходного оголовков. Минимальную высоту насыпи принимают с учетом высоты трубы и толщины засыпки не менее 1,0 м, считая от верха звена до подошвы рельсов.

Длину звеньев трубы принимают равной 1,0 м, а длину секций 3,0–5,0 м.В нижней части трубы устраивают лоток, которому придают продольный уклон, обеспечиваемый ступенчатым расположением секций.

При строительстве трубе придают строительный подъем в продольном направлении со стрелой .

Основной характеристикой трубы является отверстие , которое определяет ее водопропускную способность. Очертание и форму поперечного сечения звеньев трубы принимают по конструктивным соображениям, а отверстие – в зависимости от водопропускной способности, определяемой гидравлическим расчетом [24].

Водопропускная способность трубы зависит от типа оголовков. Основное назначение оголовков – обеспечение плавного втекания и вытекания водного потока, поддержание откосов насыпи и предотвращение продольных деформаций (обеспечение устойчивости насыпи, окружающей трубу) [12, 24]. В этом плане наилучшими являются раструбные оголовки в сочетании с повышенным звеном на входе [11] (рис. 7.3).

Укрепление подводящего и отводящего русел, а также откосов насыпи производят бетонными квадратными и призматическими плитами, а также каменной наброской. Тип укрепления выбирают с учетом скорости протекания воды и допускаемых скоростей по типовым проектам.

Водопропускные трубы под железнодорожными насыпями не требуют особых условий и могут располагаться при любых сочетаниях профиля и плана трассы. Чаще всего ось вновь строящейся водопропускной трубы располагают под прямым углом к оси дороги. В то же время допускается применение косых труб с типовыми или индивидуальными конструктивными элементами, обеспечивающими допускаемый пропуск водотока [3, 9].

Набольшее распространение получили сборные железобетонные трубы круглого, прямоугольного и овоидального сечений (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Поперечные сечения сборных железобетонных труб: а – круглое цилиндрическое; б – круглое с плоской пятой основания; в – прямоугольное; г – овоидальное

Для конструкций водопропускных труб применяют тяжелый бетон классов по прочности на сжатие от В20 до В40 и выше [15], а по морозостойкости – в зависимости от климатических условий зоны расположения F 200– F 300. Учитывая, что водопропускные трубы относятся к гидротехническим сооружениям, их проектируют из бетона с маркой по водопроницаемости не ниже W6 [12]. Для железобетонных труб марку арматурной стали устанавливают по расчету с учетом условий работы и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки района проектирования по [12].

В зависимости от условий входа водного потока трубы подразделяют на равнинные и косогорные.

Основными гидравлическими характеристиками водопропускных труб являются: расход воды в сооружении , м³/с; подпертая глубина воды H (см. рис. 7.1); скорость потока .