Методические рекомендации по проектированию противообвальных и противолавинных галерей и эстакад для пропуска скальных обвалов в районах Северной строительно-климатической зоны (46558)

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ЦНИИС МИНТРАНССТРОЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРОТИВООБВАЛЬНЫХ И ПРОТИВОЛАВИННЫХ ГАЛЕРЕЙ И ЭСТАКАД ДЛЯ ПРОПУСКА СКАЛЬНЫХ ОБВАЛОВ В РАЙОНАХ СЕВЕРНОЙ СТРОИТЕЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ

Москва 1972

ПРЕДИСЛОВИЕ

Постоянно возрастающий объем строительства защитных галерей в районах Северной строительно-климатической зоны вызвал необходимость в составлении Методических рекомендаций по проектированию сборных и сборномонолитных эстакад для пропуска скальных обвалов и противолавинных и противообвальных галерей.

Несмотря на широкое применение галерей до настоящего времени не были разработаны методика их расчета и нормативные документы по проектированию. Это приводило к тому, что в одинаковых инженерно-геологических условиях принимались различные решения по устройству галерей. Методики расчета эстакад для пропуска скальных обвалов также не существовало.

Настоящие Методические рекомендации разработаны в Закавказской лаборатории ЦНИИСа на основании опыта проектирования, строительства и эксплуатации галерей и эстакад и отдельных исследований, проведенных в ЦНИИСе.

Авторы Методических рекомендаций - кандидаты технических наук А.М. Кимберг, П.М. Неткачев и А.И. Песов. При составлении Методических рекомендаций использованы материалы Кавгипротранса, Ленгипротранса, Сибгипротранса и Желдорпроекта Закавказской железной дороги, обобщающих опыт проектирования галерей и эстакад и данные по их строительству и эксплуатации на Азербайджанской, Восточно-Сибирской, Закавказской, Сахалинской железных дорогах и автодорогах Армянской, Грузинской и Киргизской ССР.

Настоящие рекомендации рассмотрены и одобрены Главтранспроектом и Техническим управлением Минтрансстроя.

Зам. директора института                                                                             (И. НАСЕДКИН)

Руководитель отделения земляного полотна и верхнего строения пути (Б. ЦВЕЛОДУБ)

I. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТИВООБВАЛЬНЫХ И ПРОТИВОЛАВИННЫХ ГАЛЕРЕЙ

1. Общие положения

1.1. Проектируемые противообвальные и противолавинные галереи в течение всего срока их службы должны обеспечивать безопасность и бесперебойность движения поездов при оптимальных затратах на содержание сооружений в процессе эксплуатации.

Особое внимание при проектировании должно быть уделено надежности несущих конструкций, тщательному выполнению полного комплекса водоотводных и дренажных устройств, а также гидроизоляции, выход из строя которых может существенно осложнить эксплуатацию галерей и сократить срок их службы.

Обязательным условием нормальной эксплуатации галерей является устройство на их перекрытии амортизирующей грунтовой отсыпки, снижающей динамическое воздействие горных обвалов, снежных лавин и предотвращающей повреждения конструкций.

Проектом должны быть также предусмотрены специальные мероприятия по защите галерей от снежных обвалов и заносов с низовой стороны (срезка с низовой стороны галерей площадок, устройство надпортальных парапетных стен, сплошных низовых опор и т.п.).

1.2. Проектирование противообвальных и противолавинных галерей должно осуществляться в комплексе с другими защитными мероприятиями в виде улавливающих или ограждающих стен, траншей, рвов и т.п. в зависимости от характеристики каждого участка проектируемой магистрали.

1.3. Противообвальные галереи следует проектировать по материалам изысканий, включающих данные, приведенные в приложении 1.

1.4. Противолавинные галереи следует проектировать на основании изучения и оценки лавинной опасности на выбранной трассе дороги по материалам специальных станций и изысканий в соответствии с «Указаниями по учету лавинной опасности и расчету снеголавинных нагрузок при проектировании сооружений» (ГУМС, 1971).

Кроме того, материалы изысканий должны содержать:

а) сведения о лавинах, включающие их классификацию по генетическому принципу и по принципу морфологии пути и состояния снега, объемы лавин и их повторяемость с привязкой по трассе (по возможности с указанием мест отрыва и натурных данных о дальности выбросов по следам прошедших лавин).

При недостаточности натурных данных расчетная дальность выброса лавин может определяться по методике Сибгипротранса согласно приложению 2;

б) сведения о снежном покрове в лавиносборах (высота, плотность, распределение на местности);

в) сведения о климатических условиях района (помесячные температурные параметры, направление и сила ветров);

г) топографические карты районов строительства в масштабе не мельче 1:25000 с нанесенными очагами лавин, путями их схода и зонами действия;

д) топографические планы участков расположения противолавинных галерей с контурами лавиноопасных зон в масштабе не мельче 1:5000 и поперечные профили в характерных местах до мест отрыва лавин в масштабе 1:2000;

е) данные инженерно-геологического обследования участков с описанием состояния покрова склонов и коренных пород по характерным поперечникам в местах проектируемых сооружений;

ж) расчетные параметры лавин - максимальную высоту и плотность снежного покрова в лавиносборах, расчетную высоту и плотность снега над проектируемым сооружением при сходе лавины и в статическом положении, коэффициент трения снега по снегу.

1.5. Проект должен предусматривать широкую индустриализацию строительства на базе современных, средств комплексной механизации строительного производства.

Конструкции сборных галерей следует проектировать из крупных элементов для уменьшения количества монтажные соединений и операций, а также сокращения сроков сборки сооружений в условиях крайне ограниченного строительного сезона.

Для осмотра галерей в процессе эксплуатации необходимо предусматривать ходовые скобы и лестницы.

1.6. Размеры конструкций следует назначать исходя из принципов модульности и унификации элементов, а также максимального использования грузоподъемности транспортных средств и кранового оборудования.

2. Выбор и назначение типов противообвальных и противолавинных галерей

1.7. При проектировании противообвальных и противолавинных сооружений в условиях Северной строительно-климатической зоны галереи следует рассматривать в качестве основных конструкций, обеспечивающих безопасность движения поездов.

Противообвальные галереи целесообразно устраивать в стесненных горных условиях при крутизне нагорного склона у железнодорожного пути не менее 50 - 60°. При этом галереи следует применять в тех случаях, когда очаги обвала находятся на достаточном расстоянии от места расположения галерей и исключена возможность падения непосредственно на кровлю галереи скальных обломков, объемом более расчетной величины.

Противолавинные галереи целесообразно устраивать в тех случаях, когда снегосборные бассейны имеют большую площадь, а на склоне лавины проходят по узким лоткам.

Проектирование защитных галерей на склонах, покрытых курумами, должно осуществляться с учетом «Рекомендаций по проектированию подпорных стен в районах Северной строительно-климатической зоны» (ЦНИИС, 1971) и в соответствии со специальными указаниями.

1.8. Выбор системы галерей следует производить исходя из величины и характера расчетных нагрузок, топографических и геологических условий соответствующих участков магистрали с учетом условий производства работ.

При выборе системы галерей необходимо учитывать следующие их особенности:

а) балочные галереи позволяют полностью освободить низовые опоры от восприятия горизонтальных составляющих реакций перекрытия, они наиболее просты в изготовлении и при монтаже. Однако с ростом расчетных нагрузок в балочных, галереях резко возрастают объемы работ по перекрытиям и, как правило, по верховым опорам;

б) рамные галереи позволяют сократить объем работ по перекрытиям и опорам, что особенно существенно при больших расчетных нагрузках. Между тем в рамных галереях горизонтальная составляющая реакций перекрытия обычно передается и на низовые опоры, а ответственные стыковые соединения, выполняемые при монтаже, усложняются;

в) в арочных галереях достигается существенное снижение расхода арматуры, однако их применение ограничено благоприятными топографическими и геологическими условиями. Низовые опоры арочных галерей воспринимают значительные горизонтальные силы от перекрытия, в связи с чем конструкция их усложняется.

1.9. Окончательный выбор системы галерей должен производиться путем технико-экономического сравнения вариантов.

3. Габаритные размеры, план и профиль галерей

1.10. Размеры поперечного сечения галерей должны удовлетворять габариту приближения строений на железных дорогах колеи 1520 мм согласно ГОСТ 9238-59 с учетом электрической тяги.

Размеры поперечного сечения галерей следует назначать с учетом размещения за пределами габарита приближения строений устройств сигнализации, централизации и блокировки.

1.11. Для галерей, расположенных на кривых, необходимо учитывать уширения согласно «Указаниям по применению габаритов приближения строений», ГОСТ 9238-59.

1.12. Защитные галереи при сплошных низовых опорах (в виде стен) должны иметь камеры шириной 4 м, высотой 2,8 м и глубиной 2,5 м и ниша шириной 2 м, высотой 2 м и глубиной 1 м. При этом камеры следует располагать в шахматном порядке в верховых и низовых опорах через 300 м (считая по каждой стороне). Ниши следует располагать между камерами через 60 м в шахматном порядке. При сквозных (например, столбчатых) низовых опорах камеры и ниши в галереях не устраиваются.

1.13. Длина защитных галерей назначается по условиям пропуска над сооружением полного объема возможного горного обвала или снежной лавины; при этом порталы противолавинных галерей желательно располагать на менее заносимых участках местности.

Для уменьшения длины противолавинной галереи в отдельных случаях, при явно выраженном лотке лавины, резко расширяющемся у проектируемого сооружения, могут применяться направляющие стенки. Плановое очертание направляющих стен должно обеспечивать пропуск лавины без стеснения живого сечения лотка (в плане раструб стен должен быть обращен в сторону галереи).

Для уменьшения длины противообвальных галерей в соответствии с местными условиями в предпортальных частях галерей могут устраиваться противообвальные улавливающие стены или другие специальные сооружения (валы, рвы и т.п.).

1.14. Профиль и план пути в защитных галереях проектируется по нормам, установленным для проектирования открытых участков трассы.

1.15. Расположение защитных галерей в плане должно по возможности обеспечивать снижение до минимума динамического воздействия на сооружение обвалов и снежных лавин.

II. РАСЧЕТ ГАЛЕРЕЙ

2.1. Расчет несущих конструкций и оснований галерей на силовые воздействия должен производиться по методу предельных состояний.

Проверке по первому предельному состоянию на прочность и устойчивость подлежат несущие конструкции и основания галерей.

Проверке по второму предельному состоянию (деформациям) подлежат основания опор галерей.

Проверке по третьему предельному состоянию (трещиностойкости) подлежат железобетонные элементы несущих конструкций галерей.

2.2. Расчеты по первому и третьему предельным состояниям должны быть произведены для стадий монтажа и эксплуатации галерей.

2.3. При расчете несущих конструкций и оснований галерей учитываются возможные для данного сооружения нагрузки и воздействия согласно табл. 1.

Таблица 1

* В отдельных случаях на основании материалов изысканий при расположении противообвальных, галерей на лавиноопасных участках необходимо учитывать сочетание нагрузки 6 с нагрузкой 8 или 9.

2.4. Нагрузки и воздействия, учитываемые при расчете, следует разделять на следующие сочетания: