Содержание к диссертации
Введение
1 Зарубежный и отечественый опыт применения водопропускных труб с использованием гофрированного металла под дорожными насыпями 8
1.1 Особенности взаимодействия с грунтом жёстких и гибких труб 8
1.2 Металлические гофрированные водопропускные трубы за рубежом 15
1.3 Металлические гофрированные водопропускные трубы в отечественной практике 19
1.4 Комбинированные трубы в зарубежной практике 27
1.5 Комбинированные трубы в отечественной практике 32
1.6 Цель и задачи исследований 42
2 Анализ состояния искусственных сооружений на автомобильных дорогах новосибирской области, выбор рациональных конструкций труб для применения на водотоках с расходами 5-50 м3/с 44
2.1 Анализ состояния искусственных сооружений на территориальной сети автомобильных дорог общего пользования Новосибирской области 44
2.1.1 Природные условия 44
2.1.2 Типы и конструкции эксплуатируемых искусственных сооружений 46
2.1.3 Состояние искусственных сооружений 50
2.2 Конструкции труб с использованием гофрированного металла, рациональные для достижения поставленной цели 58
2.3 Выводы 62
3 Экспериментальные исследования комбинированных труб на моделях 63
3.1 Цель и задачи исследований. Критерии подобия и выбор моделей 63
3.2 Конструкция лотка и методика проведения экспериментов 67
3.3 Результаты исследований и их анализ 70
3.4 Выводы 78
4 Экспериментальные исследования комбинированных труб в реальных условиях 79
4.1 Характеристика объектов исследований, объем и краткие положения методики исследований 79
4.2 Постройка опытных комбинированных водопропускных труб 86
4.3 Исследования давления грунта на свод комбинированных труб 91
4.4 Исследования напряженного состояния свода комбинированных труб
4.5 Результаты наблюдений за состоянием комбинированных труб 104
4.6 Выводы 109
5 Технико-экономическая оценка эффективности применения комбинированных водопропускных труб при реконструкции (переустройстве) малых ИССО
5.1 Выбор вариантов ИССО, особенности условий их применения ПО
5.2 Технико-экономический анализ показателей по вариантам ИССО 115
5.3 Оценка экономической эффективности применения КТ, ожидаемый эффект от их использования на дорогах Новосибирской области 120
5.4 Практическая реализация результатов работы 125
5.6 Выводы 128
Предложения по конструктивно - технологическим мероприятиям по повышению несущей способности комбинированных труб 130
Заключение 138
Список использованных источников
- Металлические гофрированные водопропускные трубы в отечественной практике
- Типы и конструкции эксплуатируемых искусственных сооружений
- Результаты исследований и их анализ
- Исследования давления грунта на свод комбинированных труб
Введение к работе
Актуальность исследований. На автомобильных дорогах России при пересечении ими водотоков с расходами от 5 до 90 м3/с, как правило, сооружают водопропускные трубы больших отверстий, малые и средние мосты. Их количество доходит до 25 % от общего количества всех искусственных сооружений. На территориальной сети автомобильных дорог Новосибирской области малые и средние мосты длиной до 50 м, располагающиеся на водотоках в указанном диапазоне расходов, составляют около 60 % всех мостов.
В последнее время происходит прогрессирующее ухудшение состояния малых и средних мостов, в том числе построенных и по типовым проектам. Такое положение, наряду с воздействием окружающей среды, физическим износом и старением материалов и конструкций и др., вызывается растущими объёмами автомобильных перевозок, повышением осевых нагрузок и скоростей движения транспорта. Неудовлетворительное или аварийное состояние имеют 40 % всех малых и средних мостов Новосибирской области. На водотоках с расходами в указанном диапазоне эксплуатируется большое количество труб, многие из которых по своему физическому состоянию, по водопропускной способности или по иным причинам требуют капитального ремонта вплоть до реконструкции (переустройства) на новые сооружения.
При реконструкции (переустройстве) пришедших в негодность сооружений зачастую возводят мосты, что связано со значительными затратами на строительство и последующее их содержание. Применение водопропускных труб с использованием гофрированного металла (комбинированные трубы, КТ) при капитальном ремонте (переустройстве) искусственных сооружений на автомобильных дорогах позволяет добиться существенного снижения затрат на реконструкцию сооружения и последующую эксплуатацию. В этой связи тема научного исследования, направленного на выбор рациональной и надёжной конструкции водопропускных труб с использованием гофрированного металла, весьма актуальна как для Новосибирской области, так и для России в целом. Причём актуальность исследований со временем возрастает.
Цель исследований: снижение затрат на реконструкцию и последующее содержание искусственных сооружений, эксплуатирующихся на пересечении автомобильными дорогами водотоков с расходами 5-50, иногда до 90 м3/с, за счет их переустройства на водопропускные трубы с использованием гофрированного металла.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи.
1. Выполнить анализ состояния малых и средних мостов и выборочно труб больших отверстий на территориальных автомобильных дорогах общего пользования Новосибирской области с определением области применения капитального ремонта ИССО путём их переустройства на рациональные с точки зрения достижения поставленной цели водопропускные трубы по расходам водотоков и высотам насыпей и выявлением конкретных объектов, на которых в настоящее или в ближайшее время требуется и потенциально возможно выполнение такого ремонта.
2. Провести экспериментальные лабораторные исследования комбинированных труб на моделях с выявлением характера и величины деформаций свода и вертикального давления грунта засыпки на него при свободном опирании пят на опоры и при их жёсткой заделке, на основе полученных данных разработать предложения по определению коэффициента вертикального давления Сv грунта засыпки на комбинированные трубы.
3. Выполнить экспериментальные исследования на опытных объектах — КТ со сводами из элементов толщиной 2,5 мм с гофром 13032,5 мм — в натурных условиях во время их строительства и в процессе эксплуатации, включая:
определение давления на трубы грунта засыпки;
определение фактического напряжённого состояния свода под воздействием монтажных нагрузок и грунта засыпки;
сопоставление результатов измерений с расчётными данными;
наблюдения за деформациями поперечных сечений сводов и осадками лотков;
разработку предложений по конструктивно-технологическим мероприятиям, направленным на снижение давления грунта засыпки на трубы, повышение их несущей способности и надёжности работы под нагрузкой.
4. Произвести оценку технико-экономической эффективности и ожидаемого эффекта от применения комбинированных труб по сравнению с водопропускными сооружениями других типов на территориальных автодорогах Новосибирской области при капитальном ремонте (переустройстве) ИССО и последующем их содержании.
Научная новизна. Решён ряд задач:
установлены моделированием на основе метода эквивалентных материалов особенности работы в грунтовой среде свода комбинированных труб, характер и величины деформаций свода и вертикального давления грунта засыпки на него с учётом схемы соединения свода с лотковой частью;
разработаны предложения по определению коэффициента вертикального давления Сv грунта засыпки на комбинированные трубы;
получены конкретные натурные данные о величине давления грунта засыпки, о напряжённо-деформированном состоянии сводов, об осадках и состоянии продольного профиля лотков, деформационных швов, оголовков и т. д. в процессе строительства и последующей эксплуатации различных конструктивных решений труб и их фундаментов, в том числе при наличии слабых и пучинистых грунтов в основании, при разных высотах насыпей.
Практическая значимость исследований состоит в принципиальной возможности достижения поставленной цели за счёт применения при реконструкции (капитальном ремонте) ИССО комбинированных труб и использования полученных результатов при проектировании и осуществлении капитального ремонта (переустройства) пришедших в негодность малых и средних ИССО.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов определяется совпадениями экспериментальных (на моделях и натурных объектах) и теоретических данных, соответствием полученных результатов ранее известным в литературе, соответствием поведения и состояния опытных объектов и их элементов принятым расчётным предпосылкам.
Методы исследований включают: экспериментальные исследования на моделях с использованием моделирования методом эквивалентных материалов характера и величины деформаций свода и вертикального давления грунта засыпки на него; экспериментальные исследования в натурных условиях на опытных объектах давления грунта засыпки и напряжённо-деформированного состояния сводов; долговременные наблюдения на натурных объектах состояния основных элементов труб, прилегающих участков насыпей и русл; расчётно-теоретические проработки.
Апробация исследований. Основные результаты диссертационных исследований доложены:
на научно-технической конференции по вопросам применения новых технологий и ценообразования в дорожном строительстве (администрация Новосибирской области, ОГУ ТУАД Новосибирской области, г. Новосибирск, 2004 г.);
на научно-технической конференции "Особенности строительства и эксплуатации объектов и повышение их надёжности в условиях Сибири" (ЗАО "СИБЦНИИТС", г. Новосибирск, 2004 г.);
на семинаре "Современные материалы и технологии для ремонта, восстановления и защиты бетонных и железобетонных конструкций искусственных сооружений на автомобильных дорогах" (администрация Новосибирской области, ОГУ ТУАД Новосибирской области, г. Новосибирск, 2007 г.),
на кафедральном семинаре СГУПСа, г. Новосибирск, 2009 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
На защиту выносятся:
результаты экспериментальных лабораторных исследований взаимодействия комбинированных труб и грунта засыпки на моделях с использованием моделирования методом эквивалентных материалов;
предложения по определению коэффициента вертикального давления грунта засыпки;
результаты экспериментальных исследований и наблюдений на опытных объектах в натурных условиях в процессе строительства и эксплуатации;
практические предложения по конструктивным решениям, технологии постройки комбинированных труб и по мероприятиям, направленным на повышение их несущей способности.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 110 наименований, в том числе 26 зарубежных. Объём диссертации 152 страницы, включая 17 таблиц и 42 рисунка.
Исследования, отражённые в диссертации, выполнялись лично автором или при его непосредственном участии в составе коллектива сотрудников, начиная с 1987 года.
Металлические гофрированные водопропускные трубы в отечественной практике
По условиям взаимодействия с грунтом трубы под насыпями подразделяют на жёсткие и гибкие [4-17].
К жёстким трубам относят в основном бетонные и железобетонные трубы относительно небольших отверстий. Такие трубы под действием нагрузки не моїут без разрушений испытывать значительных поперечных деформаций, способных вызвать упругий отпор окружающего грунта. Расчёт их можно производить по недеформированной схеме, исходя из того, что прочность и жёсткость трубы должны быть достаточными для восприятия всей нагрузки.
К гибким трубам относят металлические, прежде всего, гофрированные из волнистой стали, а при достаточно больших отверстиях и железобетонные трубы. Гибкие трубы под действием нагрузки легко деформируются в поперечном направлении с уменьшением вертикального и увеличением горизонтального размеров и для них должен выполняться так называемый деформационный расчёт. Поперечные деформации трубы обуславливают возникновение упругого отпора грунта засыпки, влияние которого на работу трубы тем значительнее, чем выше качество материала засыпки и степени его уплотнения, а также, чем ниже собственная жёсткость конструкции трубы. Основная часть внешней нагрузки воспринимается окружающим фунтом, что обеспечивает возможность существенного облегчения конструкции трубы.
Большое значение имеет оценка степени жёсткости или гибкости трубы. Известны различные критерии такой оценки, предлагавшиеся рядом авторов. Так, А. А. Герцог [6] указывал, что у жестких труб прогиб и осадка меньше, чем призм грунта, примыкающим к вертикальным плоскостям, ограничивающим контур трубы. У гибких труб, наоборот, деформации больше, чем осадка призм грунта рядом с ними. Согласно работе [4] А. Марстон делил трубы на: а) жёсткие, поперечное сечение которых не может деформироваться более, чем на 0,1%, без образования угрожающих трещин; б) полужёсткие, поперечное сечение которых может деформироваться в пределах от 0,1 до 0,3%; в) гибкие, поперечное сечение которых может деформироваться более, чем на 0,3% без образования угрожающих трещин. В работе [18] предложено применительно к гладким стальным трубам считать трубами относительно малой гибкости такие, у которых отношение радиуса г к толщине стенки Ь меньше или равно 20, а тонкостенными - трубы, у которых г / д 50.
Наибольший интерес в частности применительно к гофрированным трубам, представляет предложенное С. В. Виноградовым [15] понятие "главного параметра подземной трубы" - параметра гибкости
Предложенный С. В. Виноградовым параметр гибкости /г используется в настоящей работе при дальнейших исследованиях (см. 3).
От жёсткости трубы зависит характер действия на неё вертикального давления от веса грунта насыпи и его величина. Этот особо важный вопрос нашёл отражение в работах многих отечественных и зарубежных авторов: А. Марстома [4], Е. Марквардта [5], М. Спенглера [8, 9], Г. К. Клейна [10, 11],
М. Шерле [12], Г. Леонхарта [14], В. А. Ярошенко [20], П. М. Зелевича[21], М. Г. Раткевича [22-25] и др; Многие из авторов имеют свои теории и представления на этот счёт. Отмечаются несоответствия результатов проведённых экспериментальных исследований от тех или иных теоретических представлений. Точное определение давления на трубу представляет собой сложную задачу. При этом весьма существенное влияние оказывает жёсткость самой- трубы и прилегающего грунта и их соотношение, что упрощённо можно объяснить следующим образом [10].
Между засыпкой непосредственно над трубой и той, которая находится рядом с ней, действуют силы внутреннего трения, поэтому осадка одной части насыпи независимо, от другой оказывается невозможной. Труба и окружающая её засыпка могут рассматриваться в качестве единой статически неопределимой системы. Жёсткая труба является менее деформируемым элементом этой системы, чем находящаяся рядом с ней засыпка и на трубу будет передаваться большая удельная нагрузка за счёт образования направленных вниз сил трения, действующих по вертикальным плоскостям, скольжения по бокам от трубы (рисунок 1,а).
По данным экспериментальных исследований жёстких труб [13, 22] величины удельного давления от веса грунта насыпи могут достигать (2-К5) ун h В работе [26] Р. Уоткиис указывает, что в соответствии с теорией упругости величина коэффициента С„ даже при идеально жёстком кольце не может быть больше 2. Однако фактически, в силу неравномерной укладки грунта, понижения прочности изгибающими напряжениями в стенке и других факторов значения CVB сыпучем грунте может оказаться больше 2.
Описывая полевые опыты, проведённые Американской ассоциацией железнодорожных инженеров, А. А. Герцог отмечал [6], что вертикальное давление на металлические гофрированные трубы диаметром 0,6-1,2 м при высоте засыпки 10,5 м составляло немногим более 50% от веса столба грунта над сооружением, а на железобетонные трубы в тех же условиях - около 150%. Исследованиями ЦНИИСа, выполненными для металлических гофрированных груб диаметром 1,86 м под насыпями высотой 11,5 м и 7,1 м, установлено [13], что на момент окончания земляных работ интенсивность давления фунта на трубу составляла 0,7 % h в обоих случаях. При меньших высотах засыпки она несколько отличалась от 0,7 у„ /г, но не превышала % h.
Типы и конструкции эксплуатируемых искусственных сооружений
На водотоках с расходами 5-50 иногда до 90 м/с могут быть применены трубы с использованием гофрированного металла МГТ и КТ.
Из приведённых материалов видно, что МГТ являются гибкими конструкциями, производится бесфундаментно. Благодаря этим особенностям конструкции труб получаются относительно лёгкими. Трубы легко приспосабливаются к неравномерным осадкам основания. Постройка их, как правило, отличается экономической эффективностью. Однако при всей привлекательности этих конструкций они имеют и существенные недостатки. Основные из них следующие.
МГТ из элементов толщиной 2,5 мм с размером гофр 130x32,5 мм имеют достаточно узкую область применения по высоте насыпи (см. таблицу 3).
При постройке МГТ предъявляются высокие требования к качеству их засыпки, в том числе к использованию для этих целей соответствующих качественных малодеформируемых материалов и к должному их уплотнению. Обеспечить выполнение этих требований в стеснённых условиях около трубы, особенно в междуочковом пространстве и под нижними четвертями труб не всегда удастся. В результате трубы ещё в период строительства или вскоре после него могут при определённых условиях подвергаться существенным деформациям, вплоть до выхода сооружения из строя.
Металлические конструкции МГТ постоянно находятся в контакте с водотоком и подвергаются его агрессивному и абразивному воздействию, следствием чего являются повреждения стенок коррозией. Как указывалось, наиболее подвержены этому лотковая часть и зона вблизи уровня воды, долговечность которых, как правило, определяет долговечность труб в целом. Защитные лотки, в силу особенностей их работы в гибких трубах, часто быстро выходят из строя, не выполняют своих функций и требуют периодических ремонтов и замены.
Увеличение для повышения несущей способности и долговечности трубы толщины стенок (а в первом случае также размеров гофр) приводит к повышенному расходу металла на трубу, снижая технико-экономические показатели её применения.
Круглые МГТ диаметром 2 и 3 м, обладают относительно небольшой водопропускной способностью, что ограничивает возможность их применения для достижения поставленной цели по расходам водотоков. Увеличение при повышенных расходах отверстия трубы за счёт увеличения размеров очков (более 3-3,5 м) нецелесообразно из-за возникновения значительных подпоров, за счёт применения большего количества очков относительно небольших размеров - не рационально по технико-экономическим показателям. Последнее в определённой мере относится и к увеличению размеров очков, в связи с увеличением расхода металла и недоиспользования размеров отверстия по высоте.
В общем рассматриваемые МГТ из элементов толщиной до 3 мм с размером гофр 130x32,5 мм в ряде случаев могут быть использованы для достижения поставленной цели преимущественно при небольших высотах насыпей и при относительно небольших расходах водотоков (примерно в первой половине диапазона 5-50 м /с), преимущественно на периодических водотоках, при отсутствии повышенной агрессивности и образивности среды. Строительство труб на постоянных водотоках не допускается, если для устройства или ремонта лотка невозможно отвести поток в рядом расположенное сооружение или другим путём предотвратить доступ воды в трубу после полного возведения насыпи [58].
Как показал анализ, более эффективным для достижения поставленной цели, особенно при повышенных расходах водотоков (см. таблицу 4) являются упомянутые выше комбинированные трубы, которые, сочетая достоинства гибких гофрированных и жёстких бетонных или железобетонных труб, в значительной мере лишены многих недостатков, присущих этим конструкциям.
По сравнению с МГТ распор от свода воспринимается не только грунтом засыпки, но и лотковой частью, в результате чего снижается влияние засыпки, условия отсыпки и уплотнения грунтов при засыпке КТ более благоприятны, так как здесь отсутствуют такие труднодоступные зоны, как пространство под нижними четвертями круглых МГТ. Водоток большую часть периода эксплуатации пропускается без контакта с металлом свода. Полностью отсутствуют характерные для МГТ зоны металлоконструкций, наиболее сильно подвергающиеся коррозии - лотковая часть и зона вблизи уровня меженных вод. При одинаковой ширине отверстия КТ обладают большей водопропускной способностью (см. таблицы 3 и 4). В них существенно снижены расход гофрированного металла и трудозатраты на строительство.
По сравнению с жёсткими бетонными или железобетонными трубами КТ, благодаря сплошному по длине трубы гибкому своду, легко приспосабливаются к неравномерным осадкам без нарушения сплошности конструкции и часто могут укладываться бесфундаментно. В них значительно уменьшен расход кладки, масса конструкций и трудоёмкость строительства, особенно по сравнению с прямоугольными бетонными трубами.
Интерес к трубам с использованием гофрированного металла постепенно возрастает, они находят применение при капитальном ремонте (переустройстве) малых и средних мостов и труб. В настоящее время на дорогах общего пользования Новосибирской области сооружается по 2-3 комбинированных трубы в год. Но, исходя из выявленной потенциальной возможности и необходимости капитального ремонта ИССО путём переустройства на новые сооружения, в предусмотренном целью работы диапазоне расходов водотоков объём применения труб с использованием гофрированного металла следует расширить.работающими совместно с окружающими грунтами основания и насыпи. Укладка их
Результаты исследований и их анализ
Опытные комбинированные трубы построены взамен аварийных малых и средних мостов и иногда взамен труб больших (2 м и более) отверстий.
На начальном этапе лотковые части рассматриваемых труб сооружали на месте из монолитного железобетона. Затем, начиная с 2000 г., перешли на сборные конструкции. Характерный пример полносборных комбинированных труб- показан -на- рисунке- -23. -В- связи" с ограниченной грузоподъемностью имеющихся кранов ограничивали длину лотковых блоков из расчета по 2-3 блока на секцию. Учитывая небольшую длину блоков, с целью повышения продольной устойчивости трубы под воздействием насыпи блоки объединяли в секции внизу путём укладки фундаментных плит толщиной 0,2 м и длиной, равной длине секции блоков (см. рисунок 23), вверху - с помощью арматурных стержней, привариваемых к монтажным петлям по концам смежных блоков.
Схема засыпки труб, предусмотренная по [64, 65] (см. рисунок 12), для рассматриваемых труб откорректирована с учетом их возведения на действующих автодорогах, как правило, в прогалах насыпи (см. рисунок 23) с переключением движения транспорта на временные объездные дороги. При предложенном очертании призмы несколько снижается объём гравийно-песчаной смеси, используемой для засыпки трубы. На трубах, построеных до
1996 г., для засыпки лотковой части использовали грунт насыпи независимо от его вида. Позднее для засыпки труб на всю высоту призмы стали использовать только несвязные грунты (см. рисунок 23,в).
В целом технологию строительства комбинированных труб разрабатывали в соответствии с требованиями рабочих чертежей [64], а после 1996 г. - типовых конструкций [65] и действующих нормативных документов применительно к местным условиям.
Ниже приведены основные положения по монтажу свода и засыпке труб, предусмотренные в проектной документации рассматриваемых КТ и реализованные при их строительстве.
Монтаж полуциркульного свода производили непосредственно в проектном положении на смонтированных блоках лотковой части, при этом первое звено собирали на площадке вблизи трубы, затем устанавливали его на лотковую часть. Далее сборку свода вели, последовательно наращивая звенья по длине трубы. Каждое звено монтировали, устанавливая элементы сначала с одной затем с другой стороны от оси трубы, замыкая звено. В трубах диаметром 3 м звено замыкали установкой среднего элемента. Нахлест элементов в звеньях принимали одинаковым по всей длине трубы.
Сборку вели с постановкой минимального количества болтов. Болты устанавливали изнутри трубы. Вначале ставили 2-3 болта на средних участках продольных и поперечных стыков. После наживления болтов и очередном звене продолжали сборку следующего звена. После монтажа всех звеньев свода устанавливали и затягивали все болты.
При сборке свода использовали специально изготовленный инструмент (ключи торцовые, оправки, ломики, крючки для переноски элементов), электрические или пневматические гайковерты, обеспечивающие величину момента затяжки 15-20 кгс м [58], при необходимости применяли легкие переносные подмости. После окончания монтажа свода его пяты в каждом очке прикрепляли к закладным деталям лотка (см. рисунок 21) и узел сопряжения омоноличивали бетоном. С целью повышения несущей способности сводов, определяющей несущую способность всей трубы, выполнено предварительное деформирование их поперечных сечений путём приложения монтажных нагрузок с созданием в стенках напряженного состояния, обратного по знаку, возникающему при засыпке трубы, создавая определенный запас по несущей способности и величинам деформаций свода.
Проверка эффективности таких мероприятий осуществлена при строительстве труб со сводами диаметром 3,0 м, где произведено стягивание пят сводов к осям очков на заданную величину (3-5 см). На опытной трубе пяты сводов сдвигали в заданное положение монтажными ломиками и фиксировали в этом положении прокладками. Затем завершали оформление узла сопряжения свода с лотком в обычном порядке. В других трубах для стягивания пят сводов использовали специально изготовленное стяжное устройство (рисунок 25). Концы устройства закрепляли в пятах свода (в отверстиях верхнего ряда элементов) и производили их стягивание подобно изложенному выше, последовательно перемещая устройство по длине трубы.
Исследования давления грунта на свод комбинированных труб
При этом на переустройство указанных объектов потребуется финансирование в сумме 113600 тыс. рублей против 244100 тыс. рублей в случае переустройства на мосты.
При реализации результатов исследований они по разным причинам могут быть использованы только на части рассматриваемых объектов. При коэффициенте использования по количеству объектов, равном 0,6-0,7, эффект составит порядка 110-130 млн. рублей. С другой стороны 35 ИССО, требующих переустройства, не постоянное число. По мере эксплуатации дорог, подключения ИССО на муниципальных дорогах и т. д., естественно, будут добавляться и другие объекты, что соответственно скажется и на экономическом эффекте.
Практическая реализация результатов исследований Результаты исследований использованы по мере её выполнения при корректировке типового проекта КТ, при проектировании и строительстве конкретных объектов, прежде всего 10 комбинированных труб, приведённых в таблице 11. Примеры труб, построенных ОАО "Маслянинское ДРСУ" под руководством автора на дорогах Новосибирской области иллюстрируются фотографиями на рисунках 35-38, а также рисунком 22.
Фактическое снижение стоимости реконструкции (переустройства) водопропускных сооружений при применении КТ по сравнению с базовыми объектами - мостами составляло 53 - 69%, что даже несколько больше расчётного по таблице 16 для сопоставимых условий (42 - 62%). Снижение расхода материальных ресурсов - металла и кладки в основном близко к расчётному.
Фактическое снижение стоимости реконструкции (переустройства) водопропускных сооружений при применении КТ по сравнению с базовыми объектами - мостами составляло 53 - 69%, что даже несколько больше расчётного по таблице 16 для сопоставимых условий (42 - 62%). Снижение расхода материальных ресурсов - металла и кладки в основном близко к расчётному.
Стоимость реконструкции (переустройства) 10 водопропускных сооружений при применении КТ из элементов с гофром 130x32,5 мм при расчёте по данным таблицы 16 по сравнению с мостами снизилась на 49 %, экономия в ценах 2005 г. составила более 29 млн. рублей.
Расчётная стоимость содержания комбинированных труб с учётом срока их эксплуатации по 2007 г. включительно по сравнению с мостами уменьшилась почти на 87 % или в ценах 2005 г. на 7,5 млн. рублей.
Общая расчётная экономия за период с 1989 по 2007 гг. составила 29,0+7,5=36,5 млн. рублей (в ценах 2005 г.).
Применение предложенных комбинированных труб со сводами из элементов с гофром 130x32,5 мм при реконструкции (переустройстве) ИССО на водотоках с расходами от 5 до 90 м3/с позволяет существенно снизить капитальные вложения - стоимость переустройства, трудовые и материальные затраты на него, а также стоимость последующего содержания.
Как показали расчеты и сравнение фактических данных по осуществленным проектам, снижение сметной стоимости переустройства при применении комбинированных труб в зависимости от конкретных условий колеблется от 40 до 60 % (от 2,5 до 5,0 млн. рублей на сооружение в ценах 2005 г.), стоимость годового содержания уменьшается на 80-90% (на 60-140 тыс. рублей на сооружение в тех же ценах).
Расчётное снижение сметной стоимости реконструкции (переустройства) и затрат на содержание по 2007 г. включительно на 10 опытных КТ по сравнению с мостами составило в ценах 2005 г. около 36 млн. рублей.
Ожидаемый эффект от применения комбинированных труб только при переустройстве выявленных аварийных ИССО (с коэффициентом 0,6-0,7) на территориальных автодорогах Новосибирской области в ценах 2005 г. составляет порядка 110-130 млн. рублей.
В силу экономичности и других положительных качеств конструкций комбинированных труб они заслуживают широкого применения при реконструкции (переустройстве) ИССО на автодорогах.
Предлагаемые конструктивно-технологические решения направлены на снижение нагрузок на свод и повышение его несущей способности под нагрузкой, на предотвращение или ограничение осадок, растяжек трубы и отжатий оголовков, повреждений элементов труб под влиянием морозного пучения грунтов основания и насыпи и в целом - на повышение качества построенных сооружений. Решения касаются устройства основания, в частности, замены слабых и пучинистых грунтов, засыпки трубы и предварительного деформирования свода.
При разработке предложений, касающихся устройства основания (замены грунтов) и засыпки трубы, одной из задач ставилось снижение давления на свод и соответствующее уменьшение его деформаций. В общем виде решение этой задачи сводилось к максимальному уменьшению деформативности основания и засыпки трубы на прилегающих участках насыпи, по сравнению с суммарной деформативностыо основания под трубой и самой трубы.
Предложения по замене грунтов в основании разработаны, исходя из предположения, что стабильность основания под прилегающими к трубе участками насыпи обеспечены в соответствии с требованиями нормативных документов по проектированию земляного полотна.
