Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

Рис. 9.18. Схема продольного разре­ за укрепления за водопропускным со­ оружением

ческая ось потока искривляется. При этом транзитная струя на­ текает с большой скоростью на боковые стенки отводящего руслаУменьшение скоростей в транзитной струе и выравнивание их по сечению отводящего русла происходит очень медленно.

В результате этого требуется укрепление не только дна, но it стенок отводящего русла на значительном протяжении.

3. Сопряжение по типу свободного растекания бурного потока. Растекание бурного потока в очень широких нижних бьефах харак­ теризуется следующими особенностями. Поток, выходящий из от­ верстия, попадает в отводящее русло, глубина в котором меньше,, чем глубина на выходе из сооружения. Под действием силы тяже­ сти происходит растекание потока в стороны (по направлению к берегам). Это растекание происходит до тех пор, пока глубина бурно растекающегося потока не станет равна глубине, взаимной с бытовой глубиной. Под взаимными (или сопряженными) имеются

ввиду глубины, связанные уравнением гидравлического прыжка.

Врезультате этого область растекания бурного потока, сопрягаю­ щаяся с бытовым потоком и водными массами нижнего бьефа по­ средством косых гидравлических прыжков, принимает в плане ха­ рактерную форму «лепестка» (рис. 9.17, в).

177

гается ближе к своему предельному положению в сечении полного растекания. Если глубина нижнего бьефа больше глубины, при которой прямой гидравлический прыжок располагается в сечении полного растекания, то происходит прорыв водных масс в одну из водоворотных зон и переход к сбойному течению.

Для предотвращения размывов выходных участков следует за­ щищать лог на определенной длине. Защита от размыва заключа­ ется в правильном выборе типа и размеров укрепления, которое назначают исходя из условия допущения размыва, безопасного для устойчивости как укрепленного участка русла, так и самого соору­ жения.

Назначение типа укрепления по скорости на выходе из трубы справедливо только для спокойных потоков (первый тип сопряже­ ния).

! При растекании бурных потоков скорости получаются значи­ тельно большими, чем выходные; скорость может увеличиться, примерно в 1,5 раза.

Выходные участки не укрепляют только в тех редких случаях, когда скорости на выходе из сооружения весьма малы и не могут нарушить устойчивость как русла, так и самого сооружения.

Опыт проектирования защитных устройств у малых водопро­ пускных сооружений показывает,-что нецелесообразно устраивать весьма длинные укрепления отводящих русл, за которыми нет раз­ рыва. Значительно экономичнее устраивать короткие укрепления,

растекании можно воспользоваться следующими данными теорети­ ческого расчета:

/ухр tg а

Здесь а — угол растекания, опрёделяемый типом выходного оголовка, но не больший чем 45;>- (см. рис. 9.17, а); b — отверстие сооружения; ДР/ Н — относи­ тельные глубины размыва (в долях глубины воды перед сооружением) в зави­ симости от относительной длины укрепления /укр.

Из приведенных данных следует, что при отсутствии укрепления за сооружением развивается размыв Ap« 1,5//. Устройство укреп­ ления длиннее (3-1-4) b нецелесообразно. Очертание укрепления в плане показано на рис. 9.19.

178

Р А З Д Е Л ТРЕТИЙ

ПРОЛОЖЕНИЕ ТРАССЫ ДОРОГИ НА МЕСТНОСТИ

Глава 10

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ТРАССЫ

10.1. Учет интенсивности и объема грузопотоков при выборе направления трассы

При проектировании автомобильных дорог встречаются два принципиально отличных случая выбора направления трассы.

1. Проектирование больших автомобильных магистралей или дорог высших категорий, когда общее направление дороги и основ­ ные промежуточные пункты назначаются из общегосударственных административных, культурных и оборонных соображений. Эти до­ роги используются преимущественно для дальних и межобластных ■автомобильных перевозок. Обслуживание местных грузопотоков, возникающих от приближения магистральной дороги к небольшим промышленным предприятиям и населенным пунктам, играет вто­ ростепенную роль в назначении ее трассы, и эти пункты, как пра­ вило, обходятся.

2. Проектирование сетей дорог промышленных и сельскохозяй­ ственных районов, связывающих между собой ряд пунктов возник­ новения и потребления грузов, а также проектирование подъездных путей от промышленных предприятий, совхозов, рудников и других мест образования потоков грузов, тяготеющих к существующим дорогам, станциям железных дорог и речным пристаням. В этом случае начертание сети дорог или направление подъездных путей определяется преимущественно потребностями обслуживания ме­ стных грузопотоков. Трассы дорог должны быть выбраны таким образом в отношении обслуживаемых населенных пунктов и дру­ гих грузообразующих точек, чтобы объем транспортной работы при выполнении перевозок был наименьшим, а пассажирские сообще­ ния удобны для пользующихся дорогой.

При необходимости связать два населенных пункта естественно строительство дороги по соединяющей их прямой линии (воздуш­ ной линии). Однацо при большом числе взаимно тяготеющих насе­ ленных пунктов невозможно построить сеть дорог, непосредственно соединяющих каждый населенный пункт со всеми другими (рис.

180

10,1, а) по кратчайшему направлению. Создание такой сети было бы не оправдано экономически и привело бы к бесхозяйственному изъятию больших земельных площадей из сельскохозяйственного производства. Поэтому при проектировании начертания дорожной сети должно быть найдено такое компромиссное решение, в кото­ ром удовлетворение требований автомобильного транспорта к эф­ фективности автомобильных перевозок сочеталось бы с экономией затрат на строительство, включая и стоимость земли, отведенной под дорогу.

В соответствии с принятой в настоящее время методикой срав­ нения вариантов за критерий оптимальности начертания дорожной сети принимают минимум приведенных строительных и эксплуата­ ционных затрат. Предложен ряд математических методов отбора из ряда возможных вариантов начертания дорожных сетей наивы­ годнейшего варианта, удовлетворяющего критерию оптимальности. В настоящее время еще нельзя с полной определенностью выска­ заться о преимуществах какого-либо из них.

Проектирование начертания дорожной сети ведут, не учитывая влияния рельефа и ситуации местности, получая таким образом сеть воздушных линий, которая дает основную ориентировку для выбо-

ф -

Рис. 10.1. Дорожная сеть района:

л —>схема транспортных связей; б — мини­ мальная по протяженности сеть дорог, свя­ зывающая грузообразующие точки; в — сеть дорог, уточненная путем установле­ ния рациональных мест примыканий и раз­

ветвлений

181

ра направления отдельных дорог при изысканиях на местности. Влияние рельефа подлежит учету лишь при наличии непреодоли­ мых препятствий — горных хребтов, больших озер и заболоченных массивов. Горные перевалы и места обхода являются в этом слу­ чае точками обязательного транзитного прохода всех грузопото­ ков. Неизбежные отклонения трассы от найденных воздушных ли­ ний, вызванных местными топографическими условиями, нередко выдвигаются в качестве аргумента против широкого использования технико-экономических методов обоснования начертания дорожной сети. Однако влияние таких отклонений не следует переоценивать.

Для практических целей удобен метод проф. Я. В. Хомяка, при котором проектирование сети выполняют в несколько этапов:

1) выбор основной схемы связей между корреспондирующими грузообразующими пунктами, которая удовлетворяет требованию наименьшей суммарной протяженности. Это обеспечивает мини-1 мальные затраты на строительство;

2)уточнение первоначально намеченной сети путем введения дополнительных звеньев для удовлетворения критерия минимума приведенных дорожно-транспортных затрат на перевозки;

3)окончательная корректировка намеченной сети путем уточ­ нения мест примыкания и разветвлений дорог.

Решение задачи начинают с построения кратчайшей связываю­ щей сети дорог, т. е. такой сети воздушных линий, которые соеди­ няют все грузообразующие и грузопоглощающие точки при наи­ меньшей приведенной длине сети. Для отбора звеньев в кратчай­ шую связывающую сеть используется показатель 1/Q, который, представляет собой длину участка дороги, приходящуюся на 1 т перевозимого груза. Этот показатель назван приведенным расстоя­ нием. В принципе имеется возможность приближенного учета при проектировании сети особенностей рельефа введением в значение I поправочного коэффициента на удлинение трассы.

Рассмотрим построение сети дорог на примере, заимствованном из работы проф. Я- В. Хомяка.

Расчеты ведутся на основе составляемых по данным технико­ экономических изысканий таблиц грузовых перевозок. Приведена часть такой таблицы (табл. 10.1).

182

Начиная построение, выбирают на схеме транспортных связей точку, к которой тяготеют наиболее интенсивные грузопотоки. Для случая, представленного на рис. 10.1, а, таковой является точка 1 станции железной дороги, к которой тяготеет большинство других точек. Для них вычисляют приведенные расстояния до всех других точек (табл. 10.2). На первом этапе расчета в рассматриваемом примере получилось, что наиболее близкой к точке 1 является точ­ ка 4. Поэтому линия 1—4 образует первое звено отыскиваемой кратчайшей связывающей сети (рис. 10.1, б). В дальнейших расче­ тах точки 1 и 4 больше не рассматриваются и учитываются только грузы, поступающие из них в другие точки.

Для точки 4 (табл. 10.3) наименьшим является приведенное расстояние до точки 3. Поэтому линия 3—4 включается в сеть до­ рог. При подсчете расстояний учитывалось, что грузы, перевозимые в точку 3 из точки 7, после установления первого звена сети 7—4 должны обязательно пройти через точку 4 и, следовательно, на

183