ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ НА ЛЕСНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

Малые водопропускные сооружения (малые мосты, дорожные трубы) проектируются в местах пересечения лесной дороги с ручьями, оврагами или мостами, по которым стекает вода от дождей и таяния снега. Водопропускные сооружения должны обеспечивать пропуск воды без вреда для дороги и дорожных сооружений. Особенно удобны в этом отношении трубы. Они не меняют условий движения транспортных средств, поскольку их можно располагать при любых сочетаниях плана и продольного профиля дороги. На лесных автомобильных дорогах они не стесняют проезжую часть и обочину и не требуют изменения типа дорожного покрытия. Малые мосты следует устраивать в тех случаях, когда трубы не могут обеспечить пропуск всей воды, притекающей к дороге [1].

Основной характеристикой водотока является площадь водосбора (бассейна) А, т. е. площадь территории, с которой протекает вода к автомобильной дороге в месте пересечения ею водотока. Искусственные сооружения разделяют на: – малые – мосты длиной до 25 м и  км²; – средние – мосты длиной 25–100 м и  км²; – большие – мосты длиной более 100 м и  км².

Основными факторами, определяющими тип и размер малых водопропускных сооружений, являются рельеф местности и расход воды, притекающей к ним. Круглые короткомерные трубы (длина звена 1,0 м) имеют внутренний диаметр: 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5 и 2,0 м. Круглые длинномерные трубы (длина звена от 3,0 до 5,0 м) имеют внутренний диаметр: 0,8; 0,9; 1,0; 1,2; 1,4 и 1,6 м.

На лесных автомобильных дорогах Республики Беларусь в последнее время наиболее часто проектируют железобетонные круглые длинномерные трубы и металлические гофрированные трубы различного поперечного сечения, работающие в безнапорном режиме (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема трубы

Для увеличения пропускной способности без увеличения высоты насыпи устраивают многоочковые трубы из уложенных рядом нескольких труб. Наблюдения показывают, что расход воды в этом случае равномерно распределяется по трубам. Однако трубы с числом очков более четырех не экономичны. Не рекомендуется устраивать трубы на постоянных водотоках, где возможны наледи и ледоход. Следует иметь в виду, что трубы не заиливаются при продольном уклоне более 10%.

Малые мосты проектируют типовыми со свайными опорами, плитными или балочными пролетными строениями (рисунок 2).

Отверстие малого моста – расстояние в свету между береговыми опорами-стенками или конусами подходов по урезу вод при расчетном уровне воды и свободном истечении или по средней линии живого сечения при затопленном истечении. По величине расчетного расхода определяется отверстие моста, его высота и его длина

Рисунок 2. Схема моста

Установление водосборной площади. Водосборной площадью, или бассейном, называется территория, с которой вода стекает к данному сооружению.

Бассейн представляет собой часть местности, расположенную в верховой стороне дороги, ограниченную водоразделом и трассой дороги. Для определения площади бассейна на карте с горизонталями находят положение водосливных линий, на которых предполагается движение воды, и намечаются границы водораздельных линий.

Вода стекает по наибольшему уклону, который направлен всегда перпендикулярно к линиям горизонталей, как показано на рисунке 3. На схеме водораздела линии, имеющие наибольший уклон, наносятся пунктиром или синим цветом. Они исходят из наивысших точек, которыми в данном случае будут вершины В и Д. От этих вершин во все стороны проводятся линии наибольших скатов, причем линии от различных вершин в нижнем конце пересекаются. Соединив нижние концы наибольших скатов, получают уклон водотока (лога, тальвега). Соединив верхние концы линий, получают линии водоразделов.

Сечение русла вертикальной плоскостью, перпендикулярной направлению течения, называют поперечным сечением русла. Поперечное сечение, ограниченное сверху горизонтом воды, называется живым сечением. Горизонты воды у сооружения меняются в течение года и по годам. Горизонт, по которому ведется расчет сооружения, называется расчетным горизонтом высоких вод (РГВВ). Малые горизонты, близкие к средним в летнее время, называются меженными горизонтами (МГ). Наибольший горизонт, наблюдавшийся в данном поперечном сечении имеет название горизонт максимум – максиморум (ММ).

Как видно, искусственное сооружение в данном случае надо расположить в точке пересечения тальвега. Поверхностные воды стекают по склонам бассейна к тальвегу и далее стекают  к сооружению.

Рисунок 3. Бассейн малого водопропускного сооружения на карте или плане в горизонталях (i_гл – уклон главного лога, i_р – уклон русла)

Зная водосборную площадь, можно определить расход воды – количество воды, которое протекает или может протекать в единицу времени (в секунду) через данное живое сечение (Q, м³/с). Расход равен произведению площади поперечного сечения ω (м²) водотока на среднюю скорость v_ср (м/с). Расходам присваивают те же наименования, что и горизонтам, которым они соответствуют.

Список литературы:

1. Лыщик П. А. , Бавбель Е. И. Изыскание лесных дорог и гидрология искусственных сооружений : метод. указания по курсовому проектированию для студентов спец. 1-46 01 01 «Лесоинженерное дело» // П. А. Лыщик, Е. И. Бавбель, Минск : БГТУ, 2013. – 74 с.