Общие сведения о наличии малых водопропускных сооружений на железных дорогах России

Введение

Настоящие методические указания разработаны в помощь студентам при работе над домашним заданием по теме «Гидравлический расчет дорожных водопропускных труб». Изложенные в методических указаниях методика расчета, расчетные и справочные материалы, позволяют студентам получить в одном издании необходимую информацию по данному вопросу.

Кроме того, методические указания составлены таким образом, что предоставляют студентам возможность освоить и «ручной», и автоматизированный способы расчета. При этом, в основу автоматизированного расчета положена универсальная математическая система Mathcad, которая во всем мире признана лучшей системой для научно-технических вычислений. Достаточно подробное описание этой системы и ее интерфейса приведено нами в [1].

Методические указания содержат три раздела, соответствующие гидравлическим расчетам прямоугольных железобетонных, круглых железобетонных и металлических гофрированных труб. В основу этих гидравлических расчетов положена методика, разработанная ВНИИ транспортного строительства (ЦНИИС) [2]. Эта методика предполагает использование большого количества специальных графиков сложных зависимостей, логических действий, массу табличного материала. Эти и другие особенности не позволяют непосредственно использовать данную методику при автоматизации расчетов.

Приведенная методика автоматизированного гидравлического расчета труб позволяет пользователям в десятки раз сократить затраты труда, избежать повторных расчетов и возможных ошибок, значительно повышает надежность результатов.

В графической части задания студент должен в масштабе с учетом своих размеров вычертить вертикальный разрез и план дорожной трубы, а также рекомендуемый в результате расчетов тип укрепления нижнего бьефа. Кроме того, на вертикальном разрезе необходимо показать схему протекания потока в трубе с указанием рассчитанных глубин: подпертой, на входе и на выходе из трубы.

Общие сведения о наличии малых водопропускных сооружений на железных дорогах России

Малые мосты (длиной до 25 м) и трубы относятся к числу массовых объектов железных дорог. Количество малых водопропускных сооружений на 1 км пути зависит от рельефа местности. Так, для железных дорог Урала и Сибири [3] количество малых мостов (числитель) и труб (знаменатель) составляет: при равнинном рельефе – 0.1/0.24, при холмистом – 0.14/0.53, при горном рельефе – 0.21/0.9 штук/км, а доля их от общего числа водопропускных сооружений – 26/58, 18/74.6 и 15.5/79.5% соответственно.

В сумме малые мосты и трубы составляют от 84 до 95% всех водопропускных сооружений, а трубы – от 58 до 79.5%. Отсюда ясно, какое важное значение имеет для будущего инженера знакомство с методами гидравлических расчетов водопропускных труб.

Наибольшее распространение в последние пятьдесят лет получили круглые сборные железобетонные трубы с отверстиями: 1.0; 1.5; и 2.0 м в одно-, двух- и трехочковом исполнении; прямоугольные сборные железобетонные трубы с отверстиями: 1.0; 1.5; 2.0; 3.0; 4.0 м в одно- и в двухочковом исполнении; прямоугольные бетонные трубы с отверстиями: 2, 3, 4, 5 и 6 м; гофрированные металлические трубы отверстиями: 1.0; 1.5; 2.0 и 3.0 м. Среди них наибольшее распространение получили сборные железобетонные трубы [3] (рис.1).

Рисунок 1. Сборные железобетонные трубы:

а – круглая; б – прямоугольная; 1 – портальная стенка оголовка; 2 – звенья; 3 – коническое звено; 4 – откосное крыло оголовка;

5 – фундаментные плиты оголовка; 6 – щебеночная подготовка;

7 – блоки фундамента; 8 – лекальные блоки; 9 – плиты фундамента; 10 - лоток

Формы и типы оголовков водопропускных труб приведены на рис.2а, 2б [2].

Рисунок 2а. Внешний вид оголовков труб:

а) портальный, б) коридорный, в) раструбный, г) воротниковый,

д) конический

Рисунок 2б. Формы и типы оголовков

водопропускных труб

(а-г - фасад и план; д, е – фасад и продольный разрез):

а – круглой с портальным оголовком; б – с вертикальными стенками и коридорным оголовком; в – прямоугольной с раструбным оголовком с обратными стенками; г – круглой с коническим звеном и раструбным оголовком; д – круглой безоголовочной; е – овоидальной с воротниковым оголовком