Расчетный судоходный уровень (РСУ), с одной стороны,
определяет наивысший уровень, при котором еще возможны под мостом проходы судов с заданными высотными габаритами, а с другой – устанавливает абсолютные высоты низа конструкций пролетных строений, высоты опор и уровни проезда на мосту и подходах. Элементы расчета судоходных уровней, а также высоты подмостовых габаритов нормируются в зависимости от класса судоходной реки.
Проектирование продольного профиля подходов к мостам осу-
ществляют с учетом тех минимальных высот бровок земляного полотна, при которых не будет переливов через насыпь даже в самые высокие паводки. Требование о недопущении переливов обычно предъявляют также и к струенаправляющим дамбам и траверсам.
Минимальные высоты бровок земляного полотна подходов, струенаправляющих дамб и траверсов определяются прежде всего уровнем высокой воды в реке расчетной ВП, величиной подпора в данном месте насыпи, возможной высотой набега волны на откос и нормируемым конструктивным запасом, принимаемым большим для сооружений транспортного назначения (насыпей подходов) и меньшим для вспомогательных сооружений (струенаправляющих дамб и траверсов).
Высоту расчетного уровня воды заданной вероятности превышения (РУВВр%) определяют гидрологическими расчетами.
Проектирование регуляционных и защитных сооружений (стру-
енаправляющих дамб, траверсов, полузапруд, спрямлений и уширений русел, укреплений) предварительно производится аналитически. В дальнейшем полученные результаты корректируют в зависимости от конкретных особенностей места перехода, учитывают также опасные местные размывы, развивающиеся у голов струенаправляющих дамб, траверсов и полузапруд.
Укрепления откосов и подошв насыпей рассчитывают на ледовые воздействия, волнобой, продольные течения и местные размывы.
1.3. Изыскания МП
При выполнении лабораторной работы исходные данные для решения проектных задач задаются преподавателем. При реальном проектировании для обеспечения исходными данными вышеуказанных расчетов (подр.1.2) выполняется комплекс изыскательских работ, который носит название изыскания мостового
8
перехода. На любой стадии проектирования в том или ином объеме выполняются следующие обязательные виды изыскательских работ
[1]:
инженерно-геодезические работы – трассирование мостовых переходов, создание планово-высотного обоснования съемок, теодолитные и топографические съемки, съемки продольных и поперечных профилей и т.д.;
гидрологические обследования – сбор материалов, характеризу-
ющих режим водотока, морфометрические обследования речной долины;
гидрометрические работы – съемки речного дна русла, определение скоростей течения, расходов воды, уклонов свободной поверхности, характеристик руслового процесса и т.д.;
инженерно-геологические работы – составление геолого-лито-
логических разрезов, почвенно-грунтовые и гидрогеологические обследования, разведка карьеров местных дорожно-строительных материалов;
прочие работы – обследования существующих гидротехнических сооружений для проектирования мостовых переходов в условиях взаимодействия с другими инженерными сооружениями на реках, установление условий судоходства и лесосплава и т.д.
Для выполнения изыскательских работ создают специализированные партии (экспедиции), укомплектованные специалистами, необходимыми геодезическими приборами, гидрометрическим, инженерно-геологическим, аэрофотосъемочным и другим специальным оборудованием.
При изысканиях МП на реках выполняют, как правило, морфометрические работы, которые в необходимых случаях дополняют гидрометрическими наблюдениями.
Только морфометрическими работами ограничиваются в следующих случаях:
•вблизи проектируемого объекта имеются водомерные посты Гидрометеослужбы, данные наблюдений которых обеспечивают надежное определение гидрологических и гидравлических характеристик водотока;
•проектируемый объект расположен рядом с существующим МП, опыт эксплуатации которого может быть использован при проектировании;
•проектируемый объект расположен на участке реки с небольшими поймами;
9
• проектирование объекта носит срочный характер и время проведения изысканий не совпадает со временем прохождения паводков на водотоке.
Востальных случаях кроме морфометрических необходимо
проведение гидрометрических либо смешанных гидроморфометрических работ в весенне-летний период.
Морфометрические работы, выполняемые в беспаводковый период и предназначенные прежде всего для определения количественных соотношений между геометрическими, морфометрическими и гидравлическими характеристиками русел и пойм рек, включают в себя:
–определение гидрологических характеристик водотока;
–обследование русла и пойм реки в районе проектируемого объекта с установлением типа и количественных характеристик руслового процесса;
–выбор, разбивку, закрепление и съемку морфостворов;
–установление и геодезическую привязку следов исторических паводков;
–съемку продольного профиля реки по руслу;
–обследование существующих инженерных сооружений на реке;
–камеральную обработку материалов морфометрических изысканий.
Гидрометрические работы выполняют в два этапа. До начала паводка выполняют: выбор, разбивку, закрепление и съемку гидростворов; устройство в случае необходимости тросовых перетяжек; устройство и геодезическую привязку водомерных постов; сооружение вышек для поплавковых наблюдений и наблюдений за траекториями льдин, судов и плотовых составов; производство подводной съемки меженного русла; измерение толщин льда.
В период паводка выполняют: водомерные наблюдения на водомерных постах (наблюдения за изменениями уровней воды); измерения мгновенных уклонов свободной поверхности потока; измерения скоростей течения и вычисление расходов воды; измерения поверхностных скоростей и направлений течения с помощью поплавков, наблюдения за траекториями льдин, судов и плотовых составов; промеры глубин (подводную съемку русла); измерения твердого стока (расходов влекомых и взвешенных руслоформирующих наносов).
Изыскательские партии, выполняющие комплекс морфометрических и гидрометрических работ, должны быть снабжены плавучими средствами: весельными и моторными лодками, а на боль-
10
ших реках – катерами и понтонами. Они должны иметь необходимый парк геодезических и гидрометрических приборов. По возможности целесообразно иметь светодальномеры, электронные тахеометры, приемники спутниковой навигации ОР8, современные фототеодолитные комплекты, эхолоты, электронные скоростемеры, приборы геофизической разведки и т.д.
Разбивка и закрепление на местности морфо- и гидростворов.
На обследуемом участке реки разбивают морфостворы, которые служат для построения профиля свободной поверхности потока при расчетном уровне высокой воды, определения расходов и уровней воды, изучения распределения расчетного расхода между руслом и поймами.
Морфостворы предварительно намечают по крупномасштабным картам и располагают перпендикулярно к направлениям руслового и пойменного потоков. На меандрирующих реках морфостворы располагают в наиболее узком месте долины реки с наименьшим числом стариц и проток, на участках, где направления руслового и пойменного потоков практически параллельны. На блуждающих реках морфостворы назначают в местах наименьшей ширины зоны блуждания.
На больших реках со значительной шириной пойм морфостворы снимают геометрическим нивелированием с предварительным вешением линии и разбивкой пикетажа. Границами морфоствора являются высоты земли, превышающие на 1...2 м расчетные уровни высокой воды (РУВВ р%) на реках с весенними половодьями и превышающие на 2...3 м РУВВр% на реках с ливневыми паводками.
На средних и малых водотоках морфостворы часто снимают тахеометрами методом тригонометрического нивелирования. Морфостворы закрепляют на местности и привязывают в плане к продольному профилю реки.
При съемке морфостворов фиксируют ситуацию по 100 м в каждую сторону, а также описывают ситуационно-морфологические характеристики русла и пойм. К последним относятся:
–пойменные озера, староречья, протоки, спрямляющие течения, прорывы перешеек излучин меандрирующих рек, постоянно действующие водотоки;
–характер и густота пойменной растительности;
–характеристики грунтов в русле и на незадернованных участках пойм;
11
– границы участков морфоствора, характеризуемые различными гидравлическими сопротивлениями;
– частота затопления пойм в паводки.
По результатам съемки морфоствора и морфометрическим обследованиям готовят профиль морфоствора (рис. 1.1).
По характеристикам различных участков морфоствора вычисляют их гидравлические показатели: средние глубины, скорости течения, расходы и распределение расхода между руслом и поймами.
12