ВОДОПРОПУСКНОЕ СООРУЖЕНИЕ
WATER-PASSAGE STRUCTURE

Изобретение относится к области обустройства дорог, в частности к водопропускным сооружениям.
Известна конструкция водопропускного сооружения, содержащая расположенную в насыпи трубу, соединенную тягами с размещенным над трубой фундаментом из двух клиньев под углом, направленным от трубы вверх в теле насыпи, рабочие грани которых обращены в сторону трубы, а каждая тяга шарнирно соединена с трубой в верхней точке ее поперечного сечения (А.с. СССР №1108157 по заявке №3457542/29-11. Бюлл. №30, 15.08.1984).
Недостаток известной конструкции водопропускного сооружения заключается в том, что при большой высоте насыпи и нелинейно деформируемом грунтовом основании насыпи осадка трубы может не совпасть с величиной строительного подъема, что приведет к нарушению работоспособности водопропускного сооружения.
Прототипом изобретения является водопропускное сооружение (кн. Муромов B.C. др. Косогорные водопропускные трубы. М., Транспорт, 1975, с. 103, рис. 59), включающее земляную насыпь, грунтовое основание, расположенную в ее тепе и пересекающую ее водопропускную трубу из соединенных друг с другом элементов замкнутого поперечного сечения, уложенных с переменным по длине водопропускной трубы уклоном на отдельные фундаментные секции в основании водопропускной трубы, объединенные друг с другом в стыках водонепроницаемой обоймой.
Недостаток прототипа заключается в недостаточной надежности при большой высоте земляной насыпи на нелинейно деформируемом под воздействием внешней нагрузки грунтовом основании, а также в повышенной материалоемкости из-за необходимости восприятия элементамиводопропускной трубы нагрузок от веса земляной насыпи и осадки грунта основания.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности водопропускного сооружения и снижении его материалоемкости.
Изобретение заключается в том, что у водопропускного сооружения, включающего земляную насыпь, грунтовое основание, расположенную в ее теле и пересекающую ее водопропускную трубу из соединенных друг с другом элементов замкнутого поперечного сечения, расположенных с переменным по длине водопропускной трубы уклоном на отдельных фундаментных секциях в основании водопропускной трубы, объединенные друг с другом в стыках водонепроницаемой обоймой элементы водопропускной трубы, выполненные, например из железобетона, имеют по длине переменную высоту, равную сумме высот, определенных необходимой водопропускной способностью водопропускной трубы и величиной осадки грунтового основания под весом земляной насыпи, соединены друг с другом монолитными железобетонными стыками, имеющими ширину, не меньшую, чем величина взаимного сближения смежных элементов водопропускной трубы при осадке грунтового основания земляной насыпи, водопропускная обойма в стыках элементов водопропускной трубы выполнена раздельно из нижней - фундаментной секции, боковых и верхней частей в форме плит, причем верхняя плита имеет П-образную форму и перекрывает торцы боковых плит, нижние кромки которых, в свою очередь, перекрывают торцы нижней - фундаментной секции, а внутри водопропускной трубы уложен выравнивающий слой, преимущественно из монолитного бетона.
i1
i2
i1
(i+1)
i2
(i+1)2
Изобретение иллюстрируется чертежом, где на Фиг. 1 показан разрез водопропускного сооружения по оси водопропускной трубы, на фиг. 2 показан поперечный разрез водопропускной трубы, а на фиг. 3 - фрагмент водопропускного сооружения в зоне стыка двух смежных элементов водопропускной трубы (водонепроницаемый стык не показан): i - порядковый номер элемента и стыка между элементами водопропускной трубы (слева направо); δ - зазор между элементами водопропускной трубы до отсыпки земляной насыпи, δ - зазор между элементами водопропускной трубы после отсыпки земляной насыпи и осадки нелинейно деформируемого грунтового основания, h, h и h, h величина осадки элемента водопропускной трубы по торцам.
Водопропускное сооружение включает земляную насыпь 1, грунтовое основание 2, расположенную в ее теле и пересекающую ее водопропускную трубу из соединенных друг с другом элементов 3 замкнутого поперечного сечения, расположенных с переменным по длине водопропускной трубы уклоном на отдельных фундаментных секциях 4 в основании водопропускной трубы, объединенных друг с другом в стыках 5 водонепроницаемой обоймой. Элементы 3 водопропускной трубы, выполненные, например, из железобетона имеют по длине переменную высоту, равную сумме высот, определенных необходимой водопропускной способностью водопропускной трубы и величиной осадки грунтового основания под действием веса земляной насыпи 1 соединены друг с другом монолитными железобетонными стыками 5, имеющими ширину, не меньшую чем величина взаимного сближения торцевых поверхностей смежных элементов 3 водопропускной трубы при осадке грунтового основания 2 земляной насыпи 1. Водонепроницаемая обойма в стыках элементов 3 водопропускной трубы выполнена раздельно из нижней - фундаментной секции 4, боковых секций 6 и верхней 7 частей в форме плит. Верхняя плита 7 имеет П-образную форму и перекрывает торцы нижней 3 - фундаментной секции, а внутри водопропускной трубы уложен слой 8 преимущественно из монолитного бетона.
i1
i2
Возводится водопропускное сооружение следующим образом. На спланированное грунтовое основание 2 монтируются фундаментные секции 4 и элементы 3 водопропускной трубы с учетом расчетных значений осадки земляной насыпи 1 так, чтобы после завершения осадок земляной насыпи 1 вследствие деформирования грунтового основания 2 под воздействием веса земляной насыпи 1 с учетом погрешности расчетов и изменения свойств грунтового основания 2 под действием нагрузки от веса земляной насыпи 1, высота отверстия элементов 3 водопропускной трубы обеспечивала требуемую водопропускную способность за вычетом величины осадки элементов 3 водопропускной трубы. Величина зазоров δ и δ в стыках 4 элементов водопропускной трубы устанавливается так, чтобы после завершения осадки земляной насыпи 1 торцевые грани смежных элементов 3 водопропускной трубы между собой не соприкасались. Устраивается гидроизоляция (на чертеже не показана) элементов 3 водопропускной трубы. В зоне стыков 4 элементов 3 водопропускной трубы последовательно монтируют и закрепляют (на чертеже крепление не показано) плиты 6 и 7 водонепроницаемой обоймы. Устраивают гидроизоляцию (на чертеже не показано) водонепроницаемой обоймы из плит 6 и 7. Отсыпают и уплотняют земляную насыпь 1.
После завершения осадки земляной насыпи 1 на грунтовом основании 2 внутри водопропускной трубы устраивают выравнивающий слой 8 из монолитного бетона, бетонируют монолитные стыки 5.
Согласно изобретению, каждый элемент 3 водопропускной трубы работает независимо друг от друга, испытывая нагрузку от давления грунта земляной насыпи 1, такое же, как и эквивалентный по размерам, объему и расположению массив грунта земляной насыпи, что снижает нагрузку на элементы 3 водопропускной трубы и, соответственно, материалоемкость. Этот эффект усиливается отсутствием необходимости возведения жесткого фундамента и замены грунта основания 2 при наличии слабых грунтов. Устройство выравнивающего слоя 8 и монолитных стыков 4 после завершения осадок земляной насыпи 1 повышает надежность водопропускного сооружения.