Лекция 6 Эксплуатация мостовых переходов во время прохода

1
Лекция 6
Эксплуатация мостовых переходов во время прохода ледохода и высокой воды
Для большинства рек Сибири характерен следующий режим в весенний период: высокие воды сопутствуют ледоходу и проходят несколько позднее его.
Для обеспечения безаварийного пропуска ледохода и высокой воды на мостовых переходах необходимо проводить систематически режимные наблюдения
за водным и ледовым режимом рек и русловыми деформациями. Обязательно в
рамках надзора: перед началом ледохода обследуется участок реки на 5–15 км
вверх по течению и на 2–5 км вниз. При этом определяют толщину и прочность
ледяного покрова, отмечают наличие препятствий, сужений и изгибов реки, что
может способствовать задержке продвижения льда и его скоплению.
В состав работ по уходу за мостовыми переходами входят мероприятия по
защите сооружений от действия льда и высокой воды, особенно при интенсивном
таянии снега и вскрытии рек. Эти воздействия в отдельных катастрофических
случаях могут привести к сносу мостовых сооружений, а также к образованию
опасных размывов подходов или регуляционных сооружений.
Воздействие льда на опоры мостов и регуляционные сооружения
1) Шуга – это образование мелких ледяных частиц в виде кашицеобразной
массы в переохлажденных слоях воды до ледостава. При движении большой массы шуги возможно сильное истирание подводных частей опор.
2) Зажоры – это большое скопление шуги у мостов или скопление ее в русле реки. Зажоры вызывают значительный подъем воды в реке.
3) Сало – это тонкие острые льдинки. Они образуются из слоя первого льда,
который ломается волнами реки. Сало плывя по течению, сильно истирают элементы опор.
4) Угоны ледяного покрова – это давление льда на опоры моста после окончательного ледостава в виде подвижек в двух плоскостях.
4.1) Горизонтальный угон связан с резким повышением температуры во
время оттепелей, что вызывает соответствующее расширение ледяного покрова, а
также влиянием течения реки и сил инерции, развиваемых вращением земли.
2
4.2) Вертикальный угон связан с изменением положения ледяного покрова
по высоте в результате колебаний уровня воды в реке из-за оттепелей, сбросов
воды ГЭС или промышленных предприятий.
5) Ледоход – это нарушение монолитности ледяного покрова и его подвижка во время оттепелей весной из-за подъема воды. При ледоходе плывущие льдины и ледяные поля значительных размеров с силой ударяют по опорам моста. Сила удара зависит от веса льдин и скорости течения реки.
F = m×c2
6) Заторы – это загромождение живого сечения реки льдинами. Заторы образуются, когда лед задерживается какими-то препятствиями и подплывающие
льдины заходят под ранее застрявшие, в результате чего русло реки забивается и
создается подпор воды. При прорыве заторов масса скопившегося льда и воды
может произвести большие разрушения мостовых сооружений, расположенных
ниже затора.
7) Вторичный ледоход – это повторение весеннего ледохода, который вызывается подъемом ледяных полей пойменных озер и выходом озерного льда в
основное русло реки.
Мероприятия по защите мостов от действия льда
Два этапа борьбы со льдом – подготовка к ледоходу и пропуск льда под мостом.
1. Мероприятия на подготовительном этапе.
1.1) Околка льда – это защита от повреждений элементов опор при угонах
ледяного покрова, а также при первой подвижке льда перед началом ледохода
(рис. 1). При околке льда по периметру опор вырубаются полосы-борозды шириной около 0,5–1,0 м на расстоянии от 0,2 до 0,5 м от тела опоры.
Рис. 1.
3
Полосы-борозды должны быть все время во вскрытом состоянии, поэтому
их необходимо утеплять: хворостяными матами и валом из снега. Пропиливают
бензопилами.
1.2) Дополнительные продольные и поперечные полосы-борозды шириной
0,5 м устраиваются при толщине льда больше 0,5 м, (рис. 2). Продольные по осям
опор; поперечные параллельно мосту: верховая – до 50 м, а низовая – до 30 м от
моста.
Рис. 2.
1.3) Майна – устраивается за 10–12 дней до ожидаемого начала ледохода
ниже моста, рис. 3. Майной называют участок, освобожденный от ледяного покрова шириной в 1/3–1/4 ширины реки, а длиной в 1–2 ширины реки. Майна устраивается для пропуска сколотого вокруг опор льда вниз от моста, а также для
предупреждения образования заторов в пределах расположения моста.
Рис.3.
4
Для устройства майны применяют подрывные работы.
Если толщина льда составляет до 30 см, то применяют наружные накладные
заряды весом 1–3 кг. Если толщина льда свыше 30 см применяют подводные заряды от 4 до 8 кг.
Разделку майны производят по всей ширине, идя с низовой стороны и подрывая одновременно 2–3 поперечных ряда зарядов. Льдины, при достаточной
глубине реки и скорости течения, одновременно с подрыванием, баграми и шестами проталкивают под лед вниз по течению.
1.4) Верховая полынья – устраивается длиной 300–400 м после разделки
майны выше моста (рис. 3). Разделка верховой полыньи производится путем подрывания льда по продольным линиям опор с последующим спуском в майну отдельных полос раздробленного льда.
1.5) Раздробление льда на стесненных участках реки вблизи моста, во избежание образования заторов на поворотах реки. Раздробление производят взрывным способом, на расстоянии до 3 км выше моста. Раздробление обеспечивает
образование во льду трещин, разделяющих его на отдельные поля.
2. Мероприятия во время ледохода.
2.1) Проталкивание льдин в пролеты моста. Производится баграми.
2.2) Дробление на подходе к мосту больших льдин до размеров, при которых они могут быть пропущены в пролеты моста. Производится подрыванием.
2.3) Ликвидация заторов образовавшихся в районе моста.
Разработка небольших заторов производится вручную.
Для разборки больших заторов применяются только подрывные работы.
Устранение затора сводится к пробивке в нем канала. Вода, устремляясь в этот
канал, увлекает за собой скопившиеся льдины.
Подрывные работы ведут с применением фугасных зарядов весом от
8 до 25 кг. Заряды весом не более 8 кг можно взрывать не ближе 25 м, а фугасы
весом от 8 до 25 кг – не ближе 50 м от моста.
Для ликвидации заторов и для дробления льда выше моста, в особо ответственных случаях, применяется: стрельба из минометов, орудий или сбрасывание
5
авиабомб с самолетов.
Мероприятия по защите мостов от действия высокой воды
Борьба с высокими водами подразделяется на два этапа: подготовительные
мероприятия и непосредственный пропуск высокой воды.
1. Подготовительные мероприятия на малых мостах.
Отверстие малого моста перед наступлением зимы прикрывают деревянными щитами для предохранения от заноса снегом. В начале снеготаяния необходимо раскрывать и расчищать отверстие моста. Дополнительно русло водотока
очищаются от cнега на расстояние 20 м выше и ниже от сооружения.
2. Подготовительные мероприятия на средних и больших мостах.
2.1) Заготовка противоразмывных материалов.
К противоразмывным материалам относятся рваный камень, мешки с песком или с глиной и др. материалы. Камень должен быть угловатый и крупный с
минимальным диаметром 30 см.
Противоразмывные материалы предварительно заготавливаются и укладываются у моста на незатопляемых местах.
2.2) Способы защиты опор от подмыва:
а) Опоры мостов укрепляют каменной наброской, габионами или бетонными конструкциями.
б) Устройство ряжевой опоры перед капитальной опорой моста (рис. 4). Для
предохранения опоры от подмыва, впереди нее опускают ряж, подмыв перемещается к ряжу, а за ним образуется зона намыва, в пределах которой находится за-
Опора моста
щищаемая опора.
Рис. 4.
6
в) Устройство шпунтовой стенки (рис. 5). Вокруг подмываемой опоры забивают шпунтовую стенку, а пространство между стенкой и телом опоры заполняется камнем.
Рис. 5.
3. Мероприятия во время прохода высокой воды
3.1) При подъеме воды выше обычного, с частичным затоплением конструкции пролетных строений, необходимо принять меры против всплывания моста
в виде зачалки или пригрузки пролетных строений.
Зачалка – это привязывание пролетных строений канатами или тросами за
элементы опор.
Пригрузка – это укладка на проезжей части камней, бетонных конструкций
или других материалом для увеличения массы мостовых конструкций.
3.2) При опасном подмыве опор необходимо немедленно забросить в подмываемые места камни и мешки с песком или глиной, которые сбрасываются с
моста в воду прямо через перила.