 |
Новые конструкции защитных покрытий укрепления откосов
|
|
|
|
Ниже приводятся новые конструкции, разработанные авторами за последнее время, которые соответствуют предъявляемым требованиям к защитным покрытиям укрепления откосов автомобильных дорог на любые воздействия [ 37- 43].
Рис. 40. Защитное покрытие откосов из каменных валунов:
а-дорожное полотно с гибкими матами; б-крепление гибкого мата к стойке ограждения автомобильной дороги; в-блок из двух валунов;
1-каменный валун; 2-половина покрышки; 3-вертикалышй хомут; 4-трос; 5 и 6 - соответственно длинные и короткие тросы
Защитное покрытие откосов из каменных валунов. На рис. 40,б показано устройство для защиты откосов дорог от размыва и оползней, выполненное из гибких матов, соединенных между собой тросами и закрепленных на верхней кромке откоса. Гибкие маты состоят из каменных валунов (блоков), обжатых замкнутыми половинками автомобильных покрышек, соединенных между собой хомутами.
Гибкие маты укладывают по двум сторонам откосов и заглубляют в грунт, соединяют тросами, перекинутыми через полотно дороги.
Данная конструкция покрытия проста, устойчива на опрокидывание и сдвиг. Противоположно расположенные нижние блоки, соединенные длинными тросами, удерживают находящиеся выше блоки по откосу от сдвига, верхние блоки, соединенные короткими тросами, исключают опрокидывание и сдвиг и не допускают перемещение их в один ряд.
При многократном воздействии паводков на откос блоки погружаются под собственной массой в воду, описывая очертания поверхности размыва, таким образом исключается появление обнаженных поверхностей откосов.
Особенно эффективно применение данной конструкции для защиты откосов плотин моренных и ледниковых озер и автомобильных дорог, расположенных в высокогорных и труднодоступных районах.
|
|
|
Защитное покрытие откосов дорог автомобильными покрышками, насаженными на сваи (рис. 41). Покрытие собирается из автомобильних покрышек, расположенных ступенчато по откосу и насаженных на вертикально установленные сваи. Покрышки крепятся к сваям следующим образом. Насаженные на сваи нижние покрышки одним краем внутреннего диаметра со стороны откоса упираются в сваи, а покрышки верхних рядов своим противоположным краем внутреннего диаметра прикреплены к сваям с помощью гибких хомутов. Промежуточные покрышки свободно насажены на сваи, скреплены между собой, а с верхними и нижними покрышками соединены посредством расположенного в их полостях заполнителя (булыжника).
Рис. 41. Защитное покрытие крутых откосов из автомобильных покрышек:
а-укрепление нижнего и верхнего откосов автомобильными покрышками; б-поперечное сечение покрытия - схема соединения стоек с покрышками; в-соединение покрышек хомутами;
1-автомобильная покрышка; 2-сваи; 3-хомут; 4-булыжники;5-ограждение дорог; 6-кустарник
Защитное покрытие откосов из коробчатых железобетонных плит. Защитное покрытие откосов выполняется из коробчатых прямоугольных плит с клинообразными выступами по углам (рис. 42). При соединении (укладке) коробчатых плит клинообразные стороны выступов стыкуются между собой и их проектное положение фиксируется хомутами и вертикально расположенными автомобильными покрышками. Глубина заложения покрышек в грунт откосов переменная и зависит от характера действующего на откос потока и уклона откоса.
Рис. 42. Защитное покрытие откосов дорог из коробчатых железобетонных плит:
а-общий вид дороги с защитным покрытием откосов; б-укрепленный откос в плане; в-фрагмент соединения двух коробчатых плит; г,д,е-различные варианты соединения коробчатых плит с покрышками;
1-коробчатый элемент; 2-выступы платы; 3-соединительный хомут; 4-автомобильная покрышка; 5-обнажэнный участок откоса; 6-дорога; 7-форма снежного заноса; 8-форма наката волны
|
|
|
Коробчатые плиты располагаются в плане в шахматном порядке с образованием между ними открытых участков, которые заполняются камнями или грунтом. Устойчивость и анкеровка покрышек обеспечиваются собственной массой плит и хомутами крепления.
Коробчатые плиты могут также применяться при защите дорог от снежных и песчаных заносов (рис. 42,а). При этом высота покрышки от поверхности плит меняется по кривой, описывающей форму снежного покрова, т.е. вблизи дороги высота покрышки является минимальной и увеличивается к середине откоса, далее она убывает от середины откоса в сторону верхней части защитного покрытия. Кроме того, максимальное заглубление покрышки в грунт вблизи дороги повышает устойчивость откосов от оползней и сдвигов грунтовой массы.
При защите откосов от размыва высота покрышки от поверхности плиты возрастает от нижней к верхней части защитного покрытия, так как чем выше и крупнее барьер на пути движения, тем меньше размывается поверхность откоса. Автомобильные покрышки также являются волнорезом, соединяют коробчатые прямоугольные плиты и удерживают их от сдвига по уклону откоса.
Применение коробчатых прямоугольных плит для защиты откосов повышает прочность покрытия, так как плита имеет особую геометрическую форму в виде жесткого замкнутого контура коробки. Используемый способ соединения коробчатых плит с покрышками с регулируемой высотой повышает устойчивость покрытия на сдвиг за счет заглубления в грунт, а также создает упругие барьеры для гашения удара волновых воздействий и задержания снежных заносов.
Защитное покрытие откосов из треугольных железобетонных элементов. Покрытие откосов данного типа состоит из жестко соединенных, геометрически неизменяемых равносторонних треугольных элементов, вершины которых имеют вогнутые формы с арматурными петлями (рис. 43). На поверхности защищаемых откосов треугольные элементы укладываются рядом таким образом, чтобы петли вершин трех элементов образовывали общую петлю для анкеровки их штырями в грунт с целью повышения устойчивости всего покрытия на сдвиг.
|
|
|
Рис. 43. Защитное покрытие откосов дорог из треугольных элементов:
а-схема расположения треугольных элементов в плане (пунктирная линия - второй верхний слой); б-треугольный элемент; в-схема соединения трех элементов; г-двухслойное защитное покрытие; д-комбинация двух треугольников для получения тетраэдра:
1-треугольный элемент; 2-вершина вогнутой формы элемента; 3-монтажная петля; 4-металлический штырь
Разработанная конструкция универсальна. Используя треугольные элементы одного типоразмера, можно получить различные формы зубьев против сдвига и барьеров для рассекания различных волновых воздействий и задержания снежных заносов и селевых потоков на дорогах. Такие формы (рис. 43,д) получают следующим образом: на горизонтально уложенные по откосу треугольные элементы одевают второй вертикально расположенный треугольный элемент. Таким образом, образуется поверхность тетраэдерного типа. При кругом уклоне откоса вершина вертикального треугольника должна быть направлена в грунт насыпи, при этом происходит максимальное заглубление, повышающее устойчивость защитного покрытия на сдвиг. А для получения конструкции волнореза вершина вертикально расположенного треугольного элемента направляется вверх, при этом образуется конструкция тетраэдерной формы с регулируемым направлением.
Предложенное техническое решение позволяет регулировать густоту сетки в плане за счет двух- или трехслойного расположения (рис. 43,г) треугольных элементов, при этом каждый слой сдвинут относительно нижнего на половину его длины. Это обеспечивает эффективность волногашения за счет глубинной сквозности защитного покрытия.
Кроме того, при необходимости можно заполнить пустоты сетки камнями, что увеличивает ее массивность, т.е. повышается устойчивость на сдвиг и опрокидывание.
Во всех новых вариантах горизонтально расположенные треугольные элементы стыкуются между собой вогнутообразными вершинами и петли их соединяются между собой.
|
|
|
Укрепление дорожной насыпи, сопряженной о мостом, осуществляется железобетонными кольцевыми элементами, расположенными сплошными рядами, описывающими в плане очертания откоса (рис. 44).
Рис. 44. Укрепление насыпи моста железобетонными кольцами:
а-общий вид укрепления; б-соединение кольцевых элементов бетонными шпонками против сдвига;
1-железобетонные кольца; 2-эллипсоидная шпонка; 3-болт; 5-булыжник; 6-мост
Каждый ряд расположен относительно предыдущего ряда ступенчато по откосу, создавая вертикальные щели (каналы). Эти каналы замоноличиваются бетоном по всей длине элементов с использованием опалубки. Кольцевые элементы, расположенные по горизонтали, соединяют между собой горизонтальными болтами, необходимыми для исключения взаимных сдвигов колец. Внутренние полости кольцевых элементов заполняют камнями или грунтом.
Укрепление устоев мостов армированием из железобетонных балок с двутавровыми окончаниями.
Конструкция арматуры состоит из железобетонных балок, имеющих на концах двутавровые окончания и отверстия в них. Концы балок, укладываемых по торцам устоев, соединяются друг с другом через двутавровое окончание, т.е. на нижележащую балку надевают верхнюю балку при помощи имеющихся прямоугольных пазов, и образуют прямоугольные ячейки в плане (рис. 45). Крайние и средние узлы стыка балок закрепляют при помощи вертикальных металлических тросов, пропущенных через отверстия в пазах на концах балок и заанкерованных в фундаменты. Вертикальные каналы, образованные в средних узлах стыка конца балок, заполняют бетоном. После завершения монтажа балок ячейки каркаса засыпают каменно-песчаным заполнителем. Для укрепления берегов и откосов дорог строятся подпорные стенки из этих же элементов с укладкой балок по принципу "плетение".
Рис. 45. Укрепление устоев мостов армированием грунта откоса железобетонными элементами:
а-общий вид укрепления (разрез); б-фрагмент соединения балки; в-балка с двутавровыми окончаниями;
1-балка; 2-стойка; 3-камни; 4-трос; 5-мост
|
|
|
