Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |   ...   | 76 |

П.2.3.5. Металлические трубы Металлические трубы применялись на железных дорогах еще в ХIХ веке. Первые металлические трубы были чугунными. Они состояли из круглых звеньев отверстием до 2,м, длиной не более 3,2 м и толщиной стенок до 30 мм, которые взаимно объединяли стыковыми полухомутами, стягиваемыми болтами, рис.П.2.26 б. Чугунные трубы имели малую стоимость и трудоемкость строительства, хорошие эксплуатационные качества, но большой расход металла.

Рис.П.2.24. Деревянные трубы: а - трапециевидная; б - прямоугольная; в - треугольная;

рис. из /41/ Наиболее рациональна трапециевидная форма. По сравнению с треугольной такая труба лучше пропускает воду и более удобна для эксплуатации (для осмотра, очистки и ремонта). По сравнению с прямоугольной трубой трапециевидная труба обладает большей жесткостью.

Деревянные трубы состоят из лежней, рам и обшивки, рис.П.2.25.

Рис.П.2.26. Металлические трубы: а - из волнистой стали (гофрированные); б - чугунные; 1 - стыковые накладки; 2 - ребра жесткости; 3 - оголовок; 4 - мощение; рис. из /39/ 75 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ В конце ХIХ века начали применять более экономичные трубы из тонколистовой Рис.П.2.28. Конструкция гофрированной (волнистой) стали с повышенной стойкостью против коррозии, рис.П.2.26 а. металлической гофрированной Характерная особенность этих труб состоит в том, что при действии давления грунта трубы: а - поперечный разрез насыпи они немного сплющиваются и деформируются в стороны, при этом возникает трубы; б - продольный разрез упругий отпор грунта, который повышает несущую способность труб и тем значительнее, трубы; 1 - труба; 2 - лоток; чем выше качество и степень уплотнения окружающего грунта. Отверстия гофрированных - гравийно-песчаная подушка;

труб имеют круглую, элиптическую или арочную форму. Отверстия круглых труб 4 - экран; рис. из /16/ достигают 9 м, а эллиптических - 12 м.

Гофрированные трубы могут быть как с оголовком так и без оголовка, рис.П.2.27.

Вертикальный торец трубы должен выступать из насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м, а наклонный торец, срезанный параллельно откосу насыпи - не менее чем на 0,5 м. Оголовок типа капюшон, рис.П.2.27 в, обеспечивает зарядку гофрированных труб Трубы засыпают песчаным, супесчаным грунтом (не применяют пылеватые пески и при малых подпертых глубинах, в России не применяется, но широко распространен в глинистые грунты) послойно равномерно с обеих сторон трубы и тщательно уплотняют для США. Его недостаток - неустойчивый напорный режим при значениях H/hт близких к 1,00. обеспечения надежной совместной работы гибкой стальной трубы с окружающим грунтом, рис.П.2.29 - П.2.31.

Рис.П.2.29. Уплотнение грунта при засыпке труб:

а - электротрамбовками;

б - с применением шпалоподбоек; в - виброкатком; г - пневмокатком; рис. из /50/ Рис.П.2.27. Типы гофрированных труб: а - без оголовка со срезом перпендикуляроно оси трубы; б - со срезом параллельно откосу; в - с оголовком типа капюшон; г - с раструбным железобетонным оголовком с углом раструбности 20; D - диаметр (отверстие) трубы; mот - величина заложения откоса насыпи; рис. из /4/ Металлические гофрированные трубы бывают многоочковыми и многоярусными.

При многоярусном расположении верхние отверстия пропускают только весенние паводковые воды и поэтому большую часть времени эксплуатации остаются сухими, что повышает их долговечность, позволяет применять на водотоках с наледями.

Наибольшее отверстие имеет построенная в Канаде труба, состоящая из пяти отверстий по 10,8 м каждое. Общее отверстие ее 54 м. Наибольшее число очков имеет двухъярусная труба, построенная в Канаде и состоящая из 14 круглых отверстий по 2,6 м в нижнем ярусе и 7 круглых отверстий по 1,5 м в верхнем ярусе; всего 21 отверстие.

Стальные трубы состоят из гнутых гофрированных листов толщиной 1,5 - 7,0 мм с кольцевыми или спиральными гофрами. Для защиты от коррозии листы после механической обработки покрывают тонким слоем цинка толщиной 80 - 100 мкм.

Гофрированные трубы могут значительно деформироваться без повреждений, поэтому их укладывают без фундаментов на грунтовые подушки или ложе со строительным Рис.П.2.30. Последовательность отсыпки и уплотнения слоев грунта обсыпки при подъемом. Наименьшая толщина подушки 0,4 м, рис.П.2.28.

устройстве металлической гофрированной трубы: 1 - грунт вблизи стенок трубы, В качестве материала подушки рекомендуются дренирующие грунты: пески средней уплотняемый электротрамбовками; 2 - труба отверстием 1,5 м; 3 - часть грунта над крупности, крупные и гравелистые, а также щебенисто-галечниковые и дресвяно-гравийные телом трубы, уплотняемая бульдозером при толщине засыпки свыше 0,5 м; цифры в грунты, не содержащие частиц размером больше 50 мм. При повышенной агрессивности кружках - последовательность отсыпки и уплотнения слоев; рис. из /46/ среды поверхности труб дополнительно покрывают битумом, эпоксидной смолой или полимерной эмалью. Для защиты от абразивного действия наносов и коррозии лотки труб покрывают бетоном или асфальтобетоннными блоками, что сокращает трудоемкость и сроки работ. Толщина покрытия лотков должна быть выше гофр на 2 см.

77 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ Рис.П.2.33. Металлическая гофрированная труба: а - продольный разрез трубы, Рис.П.2.31. Технологическая схема сооружения металлической гофрированной трубы: 1 - сооружаемой до возведения насыпи; б - фасад трубы, сооружаемой в прогале насыпи; в - автосамосвал, доставляющий грунт из карьера; 2 - бульдозер перемещающий грунт к телу фасад трубы при сооружении ее с заглублением в грунт основания; 1 - металлическая трубы и разравнивающий его слоями заданной толщины; 3 - труба; 4 - полуприцепной гофрированная труба с двусторонним цинковым покрытием; 2 - дополнительное защитное пятисекционный пневмокаток ДУ-16В массой 26 т (толщина уплотняемых слоев 30 см);

покрытие; 3 - асфальтобетонный лоток; 4 - грунтовая призма (обсыпка); 5 - гравийнорис. из /46/ песчаная подушка; 6 - противофильтрационный экран; 7 - укрепление откосов; 8 - блокупор; 9 - укреплените русла; - действие нагрузок на трубу в сечении А-А; рис. из /50/ Предельное относительное изменение горизонтального диаметра трубы в процессе отсыпки и уплотнения грунтовых призм по бокам конструкции не должно превышать 3 %.

Предельная высота насыпи для металлических труб зависит от отверстия трубы и Область применения металлических гофрированных труб согласно утвержденному МПС в модуля деформации Е, Мпа (1МПа - 1 мегапаскаль = 1106 Па; 1Па - единица давления в 1983 г. проекту ограничивалась высотой насыпи 6 м из-за вероятных деформаций системе СИ; паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной поперечного сечения трубы (овализации). СибЦНИИСом предложена конструкция трубы с по нормальной к ней поверхности площадью 1 м2). Деформируемость грунтов при сжатии устройством для предотвращения ее деформации, рис.П.2.32.

характеризуется модулем деформации Е, МПа, который определяют в полевых и лабораторных условиях. Для предварительных расчетов модуль деформации может Рис.П.2.32. Металлическая гофрированная приниматься по таблицам /49, табл.1.13, 1.14/. Для песчаных грунтов в зависимости от труба с ограничителями деформаций: 1 - грунт значения коэффициента пористости е и гранулометрического состава грунта Е изменяется основания;2 - гравийно-песчаная подушка№ 3 - от 11 МПа для пылеватых песков при е = 0,75 до 50 МПа для гравелистых крупных и грунт обсыпки; 4 - ограничитель деформаций средней крупности песков при е = 0,45. Для глинистых грунтов значения модуля трубы: слой щебня, пропитанного цементным деформации изменяются от 5 МПа для аллювиальных суглинков с показателем текучести раствором или бетонные плиты; 5 - труба; рис.

0,50< JL <0,75 до Е =75 МПа для супесей и суглинков моренных отложений с JL 0,5.

из /46/ (доработан) Учитывая тот факт, что в курсовом проекте нет данных по физико-механическим свойствам грунтов в прил.7 приведены значения предельной высоты насыпи для грунтов с модулем В зависимости от модуля деформации грунта Е, МПа, обсыпки трубы и величины ее деформации 15 Е <30 МПа, что вполне обоснованно, т.к. на практике сложно обеспечить отверстия нормируют наибольшую величину насыпи, допускаемую по условиям прочности.

требуемый гранулометрический состав и физико-механические свойства грунтов засыпки, Коэффициент уплотнения грунта должен быть не менее 0,95 максимальной стандартной что в конечном итоге сведет на нет все преимущества МГТ. В строительстве они плотности. Толщина засыпки над трубой на железных дорогах должна быть не менее 1,2 м.

действительно оправдают себя, а вот в эксплуатации принесут много забот путейцам. В Важное замечание. Основная особенность металлических гофрированных труб - это прил.7 указаны значения предельной высоты насыпи и для Е 30 МПа. Но эти значения их совместная работа с окружающим грунтом. Вертикальная нагрузка воспринимается могут использоваться только при разработке деталей УИРС или в дипломных проектах с трубой и через ее боковые поврхности передается грунту, расположенному рядом с ней, обязательным указанием мер по контролю за качеством грунтов обсыпки (грунтовой рис.П.2.33. Если рядом с трубой грунт не будет сопротивляться этому силовому призмы вокруг тела МГТ), см. рис.П.2.33. Трубы отверстием 3,0 м применяют только при воздействию, то конструкция получит недопустимые деформации с потерей устойчивости и грунтах обсыпки со значением Е 35 МПа.

разрушением. Поэтому наряду с выполнением всех требований по изготовлению и монтажу В зависимости от высоты насыпи hн и характеристики грунтов обсыпки МГТ собственно металлической трубы должно быть обеспечено высокое качество работ собирают из стальных листов толщиной 2,0 мм или 2,5 мм. Переход на большую толщину устройства основания и особенно - обсыпки трубы. Высота обсыпки трубы должна быть не листа имеет место в следующих условиях:

менее 0,5 м.

- для труб отверстием 1,5м при hн 6,0 м (при Е 15 МПа) и при hн 9,0 м (при Е 30 МПа);

- для труб отверстием 2,0 м - при hн 6,5 м (при Е 30 МПа); при Е <30 МПа независимо от высоты насыпи применяют листы толщиной 2,5 мм;

79 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ - для труб отверстием 3,0 м независимо от высоты насыпи применяют листы 3) раструбные оголовки из железобетонных блоков - для труб отверстием 1,5 и 2,0 м толщиной 2,5 мм. В современной практике, как правило, применяют оголовки с вертикально МГТ могут применяться на периодических водотоках без процессов срезанным торцом.

наледеобразования, иначе труба будет закрыта наледью, рис.П.2.34, и перестанет работать.

Рис.П.2.34. Длина гофрированного стального листа позволяет собирать круглые трубы с Металлическая интервалом отверстия 0,5 м, рис.П.2.37. Продольные и поперечные стыки элементов гофрированная труба выполняют внахлестку обычными болтами диаметром 16 мм с плосковыпуклыми и отверстием 21,5 м на плосковогнутыми квадратными шайбами, обеспечивающими плотное прилегание шайб к обходе Байкальского поверхностям гребней и впадин волн стыкуемых гофрированных листов, рис.П.2.36. Трубы тоннеля БАМ; рис. из защищают от коррозии, укладывают на грунтовые основания, рис.П.2.38 и засыпают /3/(дополнен) грунтом. Чтобы ни водоток, ни подрусловые воды не могли вынести мелкие частицы грунта из-под трубы, у ее концевых участков устраивают противофильтрационные экраны из глины, цементогрунта или бетона, рис.П.2.28.

На рис.П.2.34 показана МГТ 21,5 м на обходе Байкальского тоннеля БАМ. В осенне-зимний период труба забивается льдом и снегом, что приводит к нарушению ее работы, подтоплению насыпи с нагорной стороны, иногда к переливу воды через насыпь.

Земляное полотно захламлено древесиной, принесенной водой в результате карчехода.

При очистке отверстия трубы от наледи высока вероятность повреждения антикоррозионного (обычно двухслойного: горячая оцинковка и полимерная мастика) покрытия тела трубы, ее быстрая коррозия и разрушение. Ремонт трубы в теле насыпи - сложное и дорогое мероприятие.

Гофрированные трубы укладываются с уклонами не менее 10Й (для предотвращения снижения водопропускной способности трубы) и не более 30Й (по условиям прочности). На косогорных участках трубы укладывают по одной из схем, рис.П.2.35.

Подробнее об укладке косогорных труб см. /4, с.141 - 144/; о расчете выходных русел МГТ, расположенных на подсыпке (рис.П.2.35 в), см. /4, с.210-217/.

Рис. П.2.36. Гофрированный металлический лист: а - развертка листа (размеры в мм); б Рис.П.2.35. Схемы - болтовое соединение листов; 1 - отверстия для болтов продольного стыка; 2 - то же расположения гофрированных поперечного; 3 - болт с гайкой; 4 - плосковыпуклая и плосковогнутая шайбы; рис. из /16/ труб на косогорах: а - на естественном основании; б - Важным преимуществом гофрированных труб является возможность со срезкой грунта и укрупнительной сборки и нанесения дополнительного защитного покрытия в теплом уположением основания под помещении на центральном полигоне с последующей доставкой на объекты готовых секций трубу; в - в теле насыпи выше длиной от 4 до 12 м, что существенно сокращает трудоемкость и сроки монтажа труб, ее подошвы; рис. из /50/ особенно в холодное время года. Масса 1 пог. м трубы диаметром 1,5 м равна примерно кг, а масса всей трубы длиной 25 м составляет 3,8 т.

Типовые гофрированные круглые трубы, применяемые на железных дорогах России, имеют отверстия 1,5; 2,0 и 3,0 м. Они могут быть многоочковыми и многоярусными.

Водопропускная способность одноярусной трехочковой трубы отверстием 3,0 м достигает 51м3/с. Основным элементом труб является гофрированный лист размером 1760х910 мм, толщиной 1,5 - 2,5 мм с гофрами 130х32,5 мм, изогнутый по заданному радиусу трубы и с отверстиями для болтов, рис.П.2.36.

Для металлических гофрированных труб в типовых проектах разработаны три типа оголовочной части трубы, см. рис.П.2.27:

1) с выступающим из тела насыпи вертикально-срезанным торцом - для труб с отверстием 1,5 и 2,0 м;

2) с выступающим из тела насыпи торцом, срезанным по откосу насыпи - для труб отверстием 2,0 и 3,0 м;

Pages:     | 1 |   ...   | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |   ...   | 76 |    Книги по разным темам