Изменения

МОСТОВОЙ ПЕРЕХОД - комплекс сооружений, возводимых при устройстве транспортной магистрали (железнодорожной или др.) над водным пространством: рекой, судоходным или оросительным каналом, озером, водохранилищем, морской акваторией – проливом, заливом, морем. Наиболее часто мостовые переходы возводят на пересечениях рек трассой дороги. Такие переходы являются неотъемлемой частью транспортной или транспортных магистралей (последнее соответствует условию, когда в районе перехода река судоходна). В состав мостового перехода (рис. 3.65) входят: мост, обеспечивающий пересечение водотока; подходы к мосту, устраиваемые обычно в виде земляных насыпей, откосы которых периодически или постоянно подтапливаются водой, реже – в виде эстакад, а иногда – выемок в грунте земной поверхности; регуляционные сооружения (струенаправляющие дамбы, траверсы и др.) и защитные устройства (средства укрепления откосов сооружений из грунта и берегов), предназначенные для регулирования водного потока и предохранения моста и подходов к нему от опасных воздействий воды. Мостовой переход является гидротехническим сооружением, поскольку значительная его часть устраивается непосредственно в акватории и подвергается постоянно или периодически воздействию водного потока – течения, волн, а нередко и льда.

{{#seo:  

|description= Мостовой переход

[[Файл:3.65.jpg|500px|center]]

{{XK|Wikirail|Главная|Категория:Путь и путевое хозяйство|Путь и путевое хозяйство|Категория:Искусственные сооружения|Искусственные сооружения}}

При гидравлическом расчете мостового перехода определяющим параметром, характеризующим весь комплекс сооружений, является ''отверстие моста'' – расстояние между устоями (или откосами конусов при обсыпных устоях), определяемое при расчетном уровне воды, за вычетом суммарной ширины промежуточных опор. От его размера зависят гидравлические условия в районе перехода, величины размывов дна водотока и, соответственно, потребная глубина заложения фундаментов опор и устоев моста. Кроме того, отверстие определяет соотношение между длиной моста и протяженностью подходных пойменных насыпей, величину подпора воды перед переходом, а также размеры регуляционных и укрепительных сооружений. Таким образом, отверстие моста непосредственно влияет на строительную стоимость всех сооружений мостового перехода; от величины отверстия зависят и эксплуатационные расходы. В каждом конкретном случае пересечения водотока можно установить величину отверстия моста, при котором суммарные затраты на строительство мостового перехода минимальны,- оптимальное отверстие по критерию минимума строительной стоимости; существует также оптимальное отверстие по критерию минимума суммы приведенных строительно-эксплуатационных затрат.

 

 

 

 

 

При гидравлическом расчете мостового перехода определяющим параметром, характеризующим весь комплекс сооружений, является ''отверстие моста'' – расстояние между устоями (или откосами конусов при обсыпных устоях), определяемое при расчетном уровне воды, за вычетом суммарной ширины промежуточных опор. От его размера зависят гидравлические условия в районе перехода, величины размывов дна водотока и, соответственно, потребная глубина заложения фундаментов опор и устоев моста. Кроме того, отверстие определяет соотношение между длиной моста и протяженностью подходных пойменных насыпей, величину подпора воды перед переходом, а также размеры регуляционных и укрепительных сооружений. Таким образом, отверстие моста непосредственно влияет на строительную стоимость всех сооружений мостового перехода; от величины отверстия зависят и [[Эксплуатационные расходы|эксплуатационные расходы]]. В каждом конкретном случае пересечения водотока можно установить величину отверстия моста, при котором суммарные затраты на строительство мостового перехода минимальны,- оптимальное отверстие по критерию минимума строительной стоимости; существует также оптимальное отверстие по критерию минимума суммы приведенных строительно-эксплуатационных затрат.

 

При размещении отверстия на профиле живого сечения реки учитывают: морфологические и ситуационные условия на участке пересечения водотока; распределение расчетных расходов воды в створе мостового перехода – в русле, протоках и на поймах; тип, интенсивность и направленность руслового процесса; геологическое строение долины в створе перехода; условия использования реки для хозяйственных нужд и требования охраны окружающей среды в районе будущего перехода. На судоходных реках при размещении отверстия и разработке схемы моста прежде всего подлежат учету требования судоходства и сплава, а также особенности ледовых явлений.

При размещении отверстия на профиле живого сечения реки учитывают: морфологические и ситуационные условия на участке пересечения водотока; распределение расчетных расходов воды в створе мостового перехода – в русле, протоках и на поймах; тип, интенсивность и направленность руслового процесса; геологическое строение долины в створе перехода; условия использования реки для хозяйственных нужд и требования охраны окружающей среды в районе будущего перехода. На судоходных реках при размещении отверстия и разработке схемы моста прежде всего подлежат учету требования судоходства и сплава, а также особенности ледовых явлений.

На реках с четко выраженным руслом устраивают, как правило, одно водопропускное отверстие на переходе — один мост. При концентрации расчетного расхода воды в двух и более местах живого сечения по створу перехода (наличие протоков и рукавов на широкой пойме) нередко устраивают группу водопропускных отверстий (групповые отверстия) – несколько мостов на переходе. Схему моста и длины пролетных строений выбирают на основе технико-экономических расчетов с учетом унификации мостовых конструкций, соблюдения требований судоходства и лесосплава, обеспечения беззаторного пропуска ледохода и карчехода. Кроме того, длина пролетных строений обусловливается экономическими соображениями. Чем больше высота моста и сложнее геологические и гидрогеологические условия, тем дороже опоры и выгоднее увеличение длины пролетов. Поэтому в пределах главного русла и возможных его перемещений целесообразно устраивать более длинные пролеты, чем на поймах, где глубина заложения опор меньше и устройство фундаментов обычно проще и дешевле.

На реках с четко выраженным руслом устраивают, как правило, одно водопропускное отверстие на переходе — один мост. При концентрации расчетного расхода воды в двух и более местах живого сечения по створу перехода (наличие протоков и рукавов на широкой пойме) нередко устраивают группу водопропускных отверстий (групповые отверстия) – несколько мостов на переходе. Схему моста и длины пролетных строений выбирают на основе [[Техники-экономические расчёты|технико-экономических расчетов]] с учетом унификации мостовых конструкций, соблюдения требований судоходства и лесосплава, обеспечения беззаторного пропуска ледохода и карчехода. Кроме того, длина пролетных строений обусловливается экономическими соображениями. Чем больше высота моста и сложнее геологические и гидрогеологические условия, тем дороже опоры и выгоднее увеличение длины пролетов. Поэтому в пределах главного русла и возможных его перемещений целесообразно устраивать более длинные пролеты, чем на поймах, где глубина заложения опор меньше и устройство фундаментов обычно проще и дешевле.

На реках с четко выраженным руслом устраивают, как правило, одно водопропускное отверстие на переходе — один мост. При концентрации расчетного расхода воды в двух и более местах живого сечения по створу перехода (наличие протоков и рукавов на широкой пойме) нередко устраивают группу водопропускных отверстий (''групповые отверстия'') – несколько мостов на переходе. Схему моста и длины пролетных строений выбирают на основе технико-экономических расчетов с учетом унификации мостовых конструкций, соблюдения требований судоходства и лесосплава, обеспечения беззаторного пропуска ледохода и карчехода. Кроме того, длина пролетных строений обусловливается экономическими соображениями. Чем больше высота моста и сложнее геологические и гидрогеологические условия, тем дороже опоры и выгоднее увеличение длины пролетов. Поэтому в пределах главного русла и возможных его перемещений целесообразно устраивать более длинные пролеты, чем на поймах, где глубина заложения опор меньше и устройство фундаментов обычно проще и дешевле.

На реках с четко выраженным руслом устраивают, как правило, одно водопропускное отверстие на переходе — один мост. При концентрации расчетного расхода воды в двух и более местах живого сечения по створу перехода (наличие протоков и рукавов на широкой пойме) нередко устраивают группу водопропускных отверстий (''групповые отверстия'') – несколько мостов на переходе. Схему моста и длины пролетных строений выбирают на основе технико-экономических расчетов с учетом унификации мостовых конструкций, соблюдения требований судоходства и лесосплава, обеспечения беззаторного пропуска ледохода и карчехода. Кроме того, длина пролетных строений обусловливается экономическими соображениями. Чем больше высота моста и сложнее геологические и гидрогеологические условия, тем дороже опоры и выгоднее увеличение длины пролетов. Поэтому в пределах главного русла и возможных его перемещений целесообразно устраивать более длинные пролеты, чем на поймах, где глубина заложения опор меньше и устройство фундаментов обычно проще и дешевле.

Судоходные пролеты мостов располагают с учетом траекторий движения судов, судовых и плотовых составов, а также с учетом возможности изменения судовых ходов при переформировании русла вследствие естественного руслового процесса. В тех случаях, когда направление судовых ходов за время навигационного периода меняется, предпочтение при размещении судоходных пролетов следует отдавать судовым ходам с наибольшей интенсивностью судоходства. Подмостовой габарит судоходного пролета моста ограничивает минимальное поперечное (перпендикулярное оси судового хода) очертание подмостового пространства, предназначенного для пропуска судов, судовых и плотовых составов. Внутрь его не должны заходить никакие элементы моста, в т. ч. части фундаментов, оборудование моста, включая навигационные знаки. ''Подмостовой габарит'' (рис. 3.66) определяется: общей высотой Н, включающей высоту h над расчетным высоким судоходным уровнем воды (РСУ), гарантированную глубину d судового хода, отсчитываемую вниз от проектного уровня (ПУ) или от наинизшего судоходного уровня (НСУ), и амплитуду колебаний уровня воды а между РСУ и ПУ (НСУ); шириной b.

Судоходные пролеты мостов располагают с учетом траекторий движения судов, судовых и плотовых составов, а также с учетом возможности изменения судовых ходов при переформировании русла вследствие естественного руслового процесса. В тех случаях, когда направление судовых ходов за время навигационного периода меняется, предпочтение при размещении судоходных пролетов следует отдавать судовым ходам с наибольшей интенсивностью судоходства. Подмостовой габарит судоходного пролета моста ограничивает минимальное поперечное (перпендикулярное оси судового хода) очертание подмостового пространства, предназначенного для пропуска судов, судовых и плотовых составов. Внутрь его не должны заходить никакие элементы моста, в т. ч. части фундаментов, оборудование моста, включая навигационные знаки. ''[[Подмостовой габарит]]'' (рис. 3.66) определяется: общей высотой Н, включающей высоту h над расчетным высоким судоходным уровнем воды (РСУ), гарантированную глубину d судового хода, отсчитываемую вниз от проектного уровня (ПУ) или от наинизшего судоходного уровня (НСУ), и амплитуду колебаний уровня воды а между РСУ и ПУ (НСУ); шириной b.

Мосты высокого уровня проектируют, как правило, не менее чем с двумя судоходными пролетами: основным – для низового направления движения судов; смежным – для взводного направления (вверх по течению). Когда в рассматриваемом створе мостового перехода ширина водного пути с гарантированными глубинами d судового хода недостаточна для размещения двух судоходных пролетов, а также при сооружении разводных мостов предусматривают один судоходный пролет. Очертание подмостового габарита следует выдержать прямоугольным, соответствующим контуру ABCD на рис. 3.66. На участках водных путей 1-4-го классов для неразводных пролетов мостов с криволинейным очертанием нижнего пояса пролетных строений, располагаемых в стесненных условиях, допускается принимать очертание подмостового габарита по контуру AEFKLD. При этом высоту h и ширину Ъ устанавливают по согласованию с организациями, регулирующими судоходство, но не менее 2/3 и 0,7b соответственно.

Мосты высокого уровня проектируют, как правило, не менее чем с двумя судоходными пролетами: основным – для низового направления движения судов; смежным – для взводного направления (вверх по течению). Когда в рассматриваемом створе мостового перехода ширина водного пути с гарантированными глубинами d судового хода недостаточна для размещения двух судоходных пролетов, а также при сооружении разводных мостов предусматривают один судоходный пролет. Очертание подмостового габарита следует выдержать прямоугольным, соответствующим контуру ABCD на рис. 3.66. На участках водных путей 1-4-го классов для неразводных пролетов мостов с криволинейным очертанием нижнего пояса пролетных строений, располагаемых в стесненных условиях, допускается принимать очертание подмостового габарита по контуру AEFKLD. При этом высоту h и ширину b устанавливают по согласованию с организациями, регулирующими судоходство, но не менее 2/3h и 0,7b соответственно.

[[Файл:3.66.jpg|500px|center]]

[[Файл:3.66.jpg|1000px|right|thumb]]

Наряду с соблюдением требований судоходства и сплава при установлении длин пролетных строений должен обеспечиваться беззаторный пропуск ледохода и карчехода. При наледных явлениях и карчеходе длины пролетов должны быть такими, при которых опоры не попадают в русло реки или расстояние между опорами составляет не менее 15 м. Для предотвращения снегозаносимости отверстие моста должно быть не менее 12 м, а низ пролетных строений – возвышаться над уровнем межени (уровнем ледостава) не менее чем на 3,5 м. В этом случае снег выдувается из-под мостового сечения и, кроме того, понижается температура вечномерзлых грунтов. Также желательно, чтобы на любом мостовом переходе длина пролетов  lп.с. удовлетворяла условию:  

Наряду с соблюдением требований судоходства и сплава при установлении длин пролетных строений должен обеспечиваться беззаторный пропуск ледохода и карчехода. При наледных явлениях и карчеходе длины пролетов должны быть такими, при которых опоры не попадают в русло реки или расстояние между опорами составляет не менее 15 м. Для предотвращения снегозаносимости отверстие моста должно быть не менее 12 м, а низ пролетных строений – возвышаться над уровнем межени (уровнем ледостава) не менее чем на 3,5 м. В этом случае снег выдувается из-под мостового сечения и, кроме того, понижается температура вечномерзлых грунтов. Также желательно, чтобы на любом мостовом переходе длина пролетов  lп.с. удовлетворяла условию:  

l.с.>(5-6)bo/cosa, где bo-ширина опоры; a- угол отклонения створа перехода от нормали к направлению течения.

l.с.>(5-6)bo/cosa, где bo-ширина опоры; a- угол отклонения створа перехода от нормали к направлению течения.

Проектирование мостового перехода через водотоки основано на всесторонней оценке воздействия речного потока на водопропускные и подтопляемые сооружения. Наибольшее воздействие водного потока имеет место в периоды прохождения высоких паводков и половодий. Оно проявляется прежде всего в виде деформаций подмостового русла в целом (общий размыв под мостом), локальных деформаций дна у опор мостов и голов регуляционных сооружений (местный размыв), а также в подмывах дна у насыпей подходов, регуляционных сооружений и берегов. Размеры этих деформаций непосредственно зависят от величин максимального расхода и соответствующего ему уровня воды (важнейшие гидрологические характеристики водотока). Нормы проектирования мостового перехода регламентируют расчетные значения максимального расхода и соответствующего ему уровня через вероятность их превышения.

 

Проектирование мостового перехода через водотоки основано на всесторонней оценке воздействия речного потока на водопропускные и подтопляемые сооружения. Наибольшее воздействие водного потока имеет место в периоды прохождения высоких паводков и половодий. Оно проявляется прежде всего в виде деформаций подмостового русла в целом (общий размыв под мостом), локальных деформаций дна у опор мостов и голов регуляционных сооружений (местный размыв), а также в подмывах дна у [[Насыпь|насыпей]] подходов, регуляционных сооружений и берегов. Размеры этих деформаций непосредственно зависят от величин максимального расхода и соответствующего ему уровня воды (важнейшие гидрологические характеристики водотока). Нормы проектирования мостового перехода регламентируют расчетные значения максимального расхода и соответствующего ему уровня через вероятность их превышения.

Важнейшим вопросом, подлежащим решению при проектировании мостового перехода, является прогноз будущих деформаций русла водотока на участке пересечения реки. Наряду с общим размывом подмостового сечения у опор моста могут возникать локальные понижения отметок дна водотока – ''воронки местного размыва''. Появление воронки размыва является следствием возмущения водного потока, непосредственно набегающего на препятствие (опору). Глубина воронки зависит от формы и размеров (прежде всего ширины) подводной части опоры, ее конструктивных особенностей, направления течения перед опорой (угла набегания потока по отношению к продольной оси опоры), характеристик грунтов, непосредственно залегающих у опоры, а также от глубины у опоры после общего размыва. В отличие от общего, местный размыв распространяется на ограниченную территорию вокруг опоры. Местный размыв дна наблюдается также у голов регуляционных сооружений (струенаправляющих дамб и траверс). Результаты расчета всех видов размыва дна водотока (т. е. глубина суммарного размыва) являются основой для назначения отметки заложения фундаментов мостовых опор.

Важнейшим вопросом, подлежащим решению при проектировании мостового перехода, является прогноз будущих деформаций русла водотока на участке пересечения реки. Наряду с общим размывом подмостового сечения у опор моста могут возникать локальные понижения отметок дна водотока – ''воронки местного размыва''. Появление воронки размыва является следствием возмущения водного потока, непосредственно набегающего на препятствие (опору). Глубина воронки зависит от формы и размеров (прежде всего ширины) подводной части опоры, ее конструктивных особенностей, направления течения перед опорой (угла набегания потока по отношению к продольной оси опоры), характеристик грунтов, непосредственно залегающих у опоры, а также от глубины у опоры после общего размыва. В отличие от общего, местный размыв распространяется на ограниченную территорию вокруг опоры. Местный размыв дна наблюдается также у голов регуляционных сооружений (струенаправляющих дамб и траверс). Результаты расчета всех видов размыва дна водотока (т. е. глубина суммарного размыва) являются основой для назначения отметки заложения фундаментов мостовых опор.

Проектная линия (продольный профиль) транспортной магистрали в пределах мостового перехода может иметь четыре характерных участка (см. рис. 3.65): спуск в речную долину или другую акваторию; пойменная насыпь подхода к мосту; подъем, сопрягающий пойменную насыпь с мостом; собственно мост. В некоторых случаях отдельные участки могут отсутствовать. Контрольными точками, ограничивающими снизу положение проектной линии продольного профиля ж. д. в пределах перехода, являются минимально допустимые отметки проектной линии в судоходных пролетах, в несудоходных и несплавных пролетах, на пойме. При проектировании продольного профиля также необходимо учитывать крутизну ограничивающего (наибольшего) уклона, принятого на магистрали, допускаемый уклон на мосту, а также нормы сопряжения смежных элементов продольного профиля; намеченный план трассы на участке пересечения реки и возможные отметки проектной линии на подходах к реке. Комплексный учет перечисленных факторов позволяет запроектировать такой продольный профиль ж. д. на участке мостового перехода, при котором обеспечивается минимальная высота моста и минимальный объем земляных работ на подходах.

Проектная линия (продольный профиль) транспортной магистрали в пределах мостового перехода может иметь четыре характерных участка (см. рис. 3.65): спуск в речную долину или другую акваторию; пойменная насыпь подхода к мосту; подъем, сопрягающий пойменную насыпь с [[Железнодорожный мост|мостом]]; собственно мост. В некоторых случаях отдельные участки могут отсутствовать. Контрольными точками, ограничивающими снизу положение проектной линии продольного профиля ж. д. в пределах перехода, являются минимально допустимые отметки проектной линии в судоходных пролетах, в несудоходных и несплавных пролетах, на пойме. При проектировании продольного профиля также необходимо учитывать крутизну ограничивающего (наибольшего) уклона, принятого на магистрали, допускаемый уклон на мосту, а также нормы сопряжения смежных элементов продольного профиля; намеченный план трассы на участке пересечения реки и возможные отметки проектной линии на подходах к реке. Комплексный учет перечисленных факторов позволяет запроектировать такой продольный профиль ж. д. на участке мостового перехода, при котором обеспечивается минимальная высота моста и минимальный объем земляных работ на подходах.

Если минимально допустимые отметки проектной линии в судоходных и несудоходных пролетах Нmin(с) и Hmin(nc), а также на пойме Hmin(n) между собой мало различаются, то продольный профиль дороги в пределах всей ширины разлива реки обычно проектируют площадкой или однообразным небольшим уклоном  

Если минимально допустимые отметки проектной линии в судоходных и несудоходных пролетах Нmin(с) и Hmin(nc), а также на пойме Hmin(n) между собой мало различаются, то продольный профиль дороги в пределах всей ширины разлива реки обычно проектируют площадкой или однообразным небольшим уклоном (рис. 3.67,а). При несущественных различиях в отметках Hmin(c) и Hmin(nc) все пролеты моста целесообразно располагать на горизонтальной площадке (рис. 3.67.б). Мост целиком располагают на горизонтальной площадке и в том случае, когда минимальная длина l элемента профиля больше длины моста L (рис. 3.67,в). Однако в тех случаях, когда размещение моста на уклоне позволяет существенно понизить его высоту, а также высоту подходных насыпей, мост целиком или отдельные пролеты целесообразно располагать на уклонах (рис. 3.67.д). При этом в пределах пролетных строений, имеющих безбалластную проезжую часть, уклон ограничивают значениями, рекомендуемыми нормами проектирования (не более 10%о). На мостах, у которых ж.-д. путь устраивают на балласте, уклон может достигать предельного значения – ограничивающего уклона, принятого на данной линии.

(рис. 3.67,а). При несущественных различиях в отметках Hmin(c) и Hmin(nc) все пролеты моста целесообразно располагать на горизонтальной площадке  

(рис. 3.67.б). Мост целиком располагают на горизонтальной площадке и в том случае, когда минимальная длина l элемента профиля больше длины моста L (рис. 3.67,в). Однако в тех случаях, когда размещение моста на уклоне позволяет существенно понизить его высоту, а также высоту подходных насыпей, мост целиком или отдельные пролеты целесообразно располагать на уклонах (рис. 3.67.д). При этом в пределах пролетных строений, имеющих безбалластную проезжую часть, уклон ограничивают значениями, рекомендуемыми нормами проектирования (не более 10%о). На мостах, у которых ж.-д. путь устраивают на балласте, уклон может достигать предельного значения – ограничивающего уклона, принятого на данной линии.

[[Файл:3.67.jpg|500px|center]]

[[Файл:3.67.jpg|1000px|right|thumb]]

Минимальное расстояние от точек перелома профиля до концов пролетных строений с безбалластной проезжей частью должно быть не менее тангенса Tв вертикальной кривой (рис. 3.67,г,д). В пределах пролетных строений, имеющих путь на балласте, возможно устройство вертикальной кривой, поэтому на таких пролетных строениях допускаются переломы профиля. Нормы сопряжения смежных элементов профиля должны соответствовать требованиям СТН Ц-01-95.

Минимальное расстояние от точек перелома профиля до концов пролетных строений с безбалластной проезжей частью должно быть не менее тангенса Tв вертикальной кривой (рис. 3.67,г,д). В пределах пролетных строений, имеющих путь на балласте, возможно устройство вертикальной кривой, поэтому на таких пролетных строениях допускаются переломы профиля. Нормы сопряжения смежных элементов профиля должны соответствовать требованиям СТН Ц-01-95.

До начала полевых работ по имеющимся картографическим, топографическим и аэрофотосъемочным материалам составляют ситуационно-гидрологическую масштабную схему на участке возможного пересечения водотока (рис. 3.68). Масштаб схемы зависит от ширины водотока и изменяется в пределах от 1:5000 (при ширине реки в межень менее 500 м) до 1:25000 (при ширине реки более 500 м). Ситуационно-гидрологическую схему используют для корректировки в плане намеченной предварительно оси мостового перехода, обоснования расположения регуляционных и защитных сооружений, морфометрических и гидрометрических створов, будущих строительных площадок. Она является также топографической основой для инженерно-геологической съемки. Наличие ситуационно-гидрологической схемы обеспечивает возможность проектирования всего комплекса сооружений мостового перехода.

До начала полевых работ по имеющимся картографическим, топографическим и аэрофотосъемочным материалам составляют ситуационно-гидрологическую масштабную схему на участке возможного пересечения водотока (рис. 3.68). Масштаб схемы зависит от ширины водотока и изменяется в пределах от 1:5000 (при ширине реки в межень менее 500 м) до 1:25000 (при ширине реки более 500 м). Ситуационно-гидрологическую схему используют для корректировки в плане намеченной предварительно оси мостового перехода, обоснования расположения регуляционных и защитных сооружений, морфометрических и гидрометрических створов, будущих строительных площадок. Она является также топографической основой для инженерно-геологической съемки. Наличие ситуационно-гидрологической схемы обеспечивает возможность проектирования всего комплекса сооружений мостового перехода.

[[Файл:3.68.jpg|500px|center]]

[[Файл:3.68.jpg|1000px|right|thumb]]

[[Категория:Искусственные сооружения]]

[[Категория:Искусственные сооружения]]