СП 32-102-95

     

СВОД ПРАВИЛ

     

СООРУЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И ПОДТОПЛЯЕМЫХ НАСЫПЕЙ

     
МЕТОДЫ РАСЧЕТА МЕСТНЫХ РАЗМЫВОВ

     
CONSTRUCTIONS OF BRIDGES AND ABUTMENTS

      
METHODS OF LOCAL SCOUR CALCULATION

     

Дата введения 1996-04-01

     
Предисловие

1 РАЗРАБОТАН  Научно-исследовательским институтом транспортного строительства (АО "ЦНИИС")

ВНЕСЕН Корпорацией "Трансстрой"

2 СОГЛАСОВАН Федеральным дорожным департаментом Минтранспорта РФ (N АТО-8/150 от 11.11.94) и ЦНИ МПС (N ЦПИ-4/16 от 20.12.94)

3 ОДОБРЕН Минстроем РФ (N 13-238 от 05.06.95)

4 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Корпорацией "Трансстрой" (N МО-298 от 22.12.95)

5 ВЗАМЕН ВСН 62-69 "Технические указания по расчету местного размыва у опор мостов, струенаправляющих дамб и траверсов"

Введение

Главной задачей настоящего свода правил является упорядочение как принципиальных подходов, так и методов расчета местных размывов в зависимости от типа сооружений и их взаимодействия с потоком.

Свод правил разработан АО "ЦНИИС" (ответственный исполнитель - канд. техн. наук В.Ш.Цыпин) на основе накопленных в России и за рубежом за несколько десятилетий данных о местных размывах, по результатам лабораторных гидравлических исследований, натурных наблюдений на естественных водотоках и на эксплуатируемых мостовых переходах, а также с учетом опыта проектирования и строительства мостовых переходов.

Приведенные правила и положения позволяют по сравнению с имеющимися зарубежными аналогами более полно учесть в расчетах реальные условия работы сооружений и повысить достоверность определения глубин воронок местных размывов.

     1 Область применения

     Настоящий свод правил устанавливает методы расчета глубин местных размывов у оснований сооружений железных и автомобильных дорог при воздействии на них водного потока и волн.     

Положения настоящего документа обязательны для предприятий, организаций и объединений независимо от их форм собственности и принадлежности, осуществляющих проектирование, строительство и эксплуатацию сооружений на железных и автомобильных дорогах.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие документы:

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.

СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы.

СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).

ГОСТ 20522-75 Грунты. Метод статистической обработки результатов определения характеристик.

     3 Определения

В настоящем своде правил применены термины в соответствии со СНиП 2.06.04-82*, СНиП 2.02.01-83* и СНиП 2.05.03-84*.

     4 Общие положения

4.1 Расчет местного размыва производится для следующих сооружений мостовых переходов:

- промежуточных опор мостов;

- береговых опор мостов, грани которых выступают из конуса;

- насыпей пойменных подходов и в долинах рек, в том числе на прижимных участках, когда часть откоса насыпи попадает в русло;

- струенаправляющих дамб и конусов мостов, регулирующих пойменный поток;

- сплошных незатопляемых поперечных регуляционных сооружений, отжимающих поток от пойменных насыпей (траверсы) или от берегов и насыпей на прижимных участках рек (буны, шпоры и т.п.), а также затопляемых сооружений (типа полузапруд).

4.2 Глубину местного размыва следует определять для условий возможных наиневыгоднейших положений русла и наносных скоплений, выявляемых с учетом руслового процесса в районе перехода:

- у промежуточных и береговых опор - после окончания общего размыва подмостового сечения;

- у струенаправляющих дамб - на пике расчетного паводка; если расчет общего размыва производится по допускаемым скоростям течений, то с некоторым завышением местные размывы допускается определять на момент 50% полного размыва при продолжительных паводках (к которым следует относить снеговой сток) и 25% размыва при непродолжительных (ливневых);

- у других сооружений, расположенных на пойме, - на пике расчетного паводка;

- у других сооружений, расположенных в русле, за расчетный принимают наибольший размыв, определенный при расчетном уровне и уровне, соответствующем протеканию потока в бровках русла.

Если в расчетах глубина размыва получается отрицательной, то глубину размыва принимают равной нулю (размыв отсутствует).

4.3 Расчетную (наинизшую) отметку у основания сооружений после местного размыва следует определять, отсчитывая полученную согласно настоящим нормам глубину местного размыва:

- у опор - от расчетной отметки дна на соответствующей вертикали после общего размыва (с учетом возможного перемещения в русле вертикали с наибольшей глубиной потока);

- у прочих сооружений - от бытового дна с учетом естественного переформирования русла или возможных изменений в гидрографической сети в районе перехода.

4.4 Расчет местного размыва предусматривается в двух случаях:

а) когда в воронку размыва беспрепятственно поступают наносы, влекомые потоком;

б) когда поток не влечет наносов или какая-либо причина исключает их поступление в воронку размыва.

К последнему случаю относятся водотоки и их участки, на которых скорость при расчетном паводке менее размывающей для грунтов русла, а также пойменные потоки на задернованных и заросших поймах. К этому же случаю относятся условия, когда русловые деформации в подмостовом сечении протекают при дефиците донных наносов (например, при волне попуска).

4.5 Для определения глубины местного размыва необходимы следующие данные: гидравлические характеристики бытового и стесненного потоков у сооружений и в отверстии моста; характеристики грунтов в пределах ожидаемого местного размыва; очертания и размеры сооружений; их положение относительно направления потока. Исходные данные получают в результате топографических, гидрометрических и геологических работ, выполненных на стадии изысканий, а также на основе лабораторных анализов и в процессе проектирования.

4.6 При определении расчетных характеристик грунтов, а также их связности и неоднородности необходимо пользоваться приложением А.

4.7 При надлежащем обосновании в проектах могут быть использованы коррективы или методы определения местных размывов, не включенные в нормы.

     5 Промежуточные опоры мостов

     5.1. Размыв в однородных несвязных грунтах

5.1.1 В расчетах грунт следует считать однородным, если местный размыв происходит за счет выноса из воронки размыва всех входящих в несвязный материал разнозернистых частиц. Требования, обеспечивающие указанное условие, изложены в приложении А (п.А.4).

5.1.2 Наибольшую глубину местного размыва , м, в однородном несвязном грунте у опоры (в виде одиночно стоящей сваи, сваи-оболочки и т.п.), имеющей от уровня воды до дна воронки местного размыва постоянную ширину поперечного сечения (рисунок 5.1), следует определять по формулам:

- при поступлении наносов в воронку размыва ()

;                                                      (5.1)

- без поступления наносов в воронку размыва

;                                               (5.2)

где - расчетная ширина (поперечное сечение) опоры, равная ширине ее передней грани, м;

- средняя скорость, м/с, и глубина потока, м, перед опорой после общего размыва;

, - размывающая и взмучивающая скорости потока для грунта, в котором происходит местный размыв, м/с, (см. приложение А и п.5.1.5);

- начальная скорость, м/с (см. п.5.1.6);

 - коэффициенты формы (см. п.5.1.9) и косины (см. п.5.1.10) опоры.

Рисунок 5.1 - Опора с постоянной шириной от расчетного уровня воды (РУВВ) до дна воронки местного размыва

5.1.3 Наибольшую глубину местного размыва, м, в однородном несвязном грунте у опоры на массивном фундаменте, имеющей от уровня воды до дна воронки местного размыва переменную ширину поперечного сечения (рисунок 5.2), следует определять по формулам:

- в случае, предусмотренном п.4.4.а,

;                                                       (5.3)

- в случае, предусмотренном п.4.4.б,

,                                                    (5.4)

где - параметр, учитывающий геометрию опоры, м; определяется по формуле

,                                                        (5.5)

где - ширина поперечного сечения -го из имеющихся выше отметки дна после общего размыва элементов опоры с постоянной шириной, м (рисунок 5.3);

, - коэффициенты формы и косины -го элемента опоры, определяемые соответственно по п.п.5.1.9 и 5.1.10;

- весовой коэффициент, приходящийся на -й элемент опоры (см. п.5.1.8).     

Рисунок 5.2 - Схемы опор на массивном фундаменте:

а - с постоянной шириной в пределах глубины потока; б - с переменной шириной в пределах глубины потока

Рисунок 5.3 - Разделение опоры на элементы (1, 2, 3, …, ) с постоянной шириной