Для рек Сахалина характерны четыре фазы водного режима: весеннее половодье (апрель-июнь), летняя межень (июль-август), осенние паводки (сентябрь-ноябрь) и зимняя межень (декабрь-март).

В соответствии с характером питания рек и основных черт внутригодового распределения стока на территории острова Сахалин согласно «Ресурсов поверхностных вод СССР», т.18, вып.4 выделено четыре гидрологических района: Северный, Тымовский, Поронайский и Южный. Река Бурея расположена в Южном районе.

Реки района, как уже отмечалось, относятся к смешанному типу питания с преобладанием талых вод. Доля весеннего стока составляет 50-60%, подземного – 20-30%, дождевого –20-25% годового объема.

Весеннее половодье начинается в середине апреля и заканчивается в конце мая. Летом и осенью наблюдаются дождевые паводки с высокими подъемами уровня воды.

Таким образом, для годового хода уровня воды водотоков, пересекаемых трассой Сахалинской железной дороги в Южном гидрологическом районе, характерны резкие подъемы и спады в период весеннего половодья и дождевых паводков.

Весенний период характеризуется неустойчивой погодой и резкими колебаниями температуры воздуха, что определяет неравномерность поступления талых вод в речную сеть. Выход в это время циклонов обуславливает выпадение жидких осадков и образование на реках дождевых паводков, которые накладываются на весеннее половодье, что приводит к резким подъемам уровней воды. Величина подъёма уровня за половодье на малых реках обычно составляет 0,5-1,5м. Совпадение интенсивного таяния снега в горах и выпадение значительного количества осадков вызывает высокие половодья. В период прохождения пика половодья отмечаются выходы воды на пойму. Продолжительность спада половодья обычно в три раза превышает продолжительность подъема.

Наибольшие расходы воды весной наблюдаются при прохождении смешанного снегодождевого половодья.

После окончания весеннего половодья на реках района устанавливается период с низкими уровнями воды, прерываемый отдельными паводками. В связи с этим, летняя межень не всегда отчетливо выражена, а в отдельные годы, с высоким дождевым стоком, вообще отсутствует.

В теплый период года на реках наблюдается от 2 до 4 дождевых паводков. Наибольшие дождевые паводки наблюдаются не часто – в среднем 1 раз в 3-4 года. Средняя продолжительность паводков - 6-15 суток. В осенний период водотоки района имеют высокую водность, что обусловлено выпадением в этот период большого количества осадков.

В конце октября - начале ноября наступает похолодание, прекращаются дожди, и уровни воды к началу появления первых ледовых явлений начинают падать. Замерзание рек сопровождается заметным повышением уровней воды.

Максимальные годовые расходы воды на водотоках района формируются в периоды весеннего половодья или дождевых паводков.

1.5 Ледовый режим

Образованию ледостава на р. Бурея предшествуют осенние ледовые явления, которые большей частью представлены в виде заберегов. В 71% случаев ледостав образуется смыканием заберегов и только в 29% случаев наблюдается осенний ледоход. Появление осенних ледовых образований в среднем наблюдается 14 ноября, установление ледостава – 20 декабря.

Средняя продолжительность ледостава на р. Бурея составляет 74 дня, уже 4 марта происходит вскрытие реки. Весенний ледоход на реке очень растянут во времени, средняя его продолжительность составляет 46 дней и полное очищение ото льда происходит 19 апреля.

Продолжительность периода с ледовыми явлениями составляет 156 дней.

Данных о толщине льда на р. Бурея нет. Толщина льда на реках южного района достигает максимального значения в марте и колеблется в широких пределах от 16 до 180 см. Толщина льда на реках со схожими площадями водосбора и природными условиями не превышает 60 см.

1.6 Природные русловые деформации

Русловые деформации на реке Бурея не выражены, определяются главным образом её гидрологическим режимом. Основные черты режима, определяющие русловые деформации, это малая периодичность прохождения паводков, большая интенсивность подъёма уровней, малая их продолжительность. На участке мостового перехода река протекает по дну Сусунайской долины, на прилегающей территории построены канавы для отвода стока под мост.

Исходя из конкретных условий расположения земполотна на подходах к мосту, необходимо предусматривать соответствующие противодеформационные мероприятия. На всём протяжении зоны затопления необходимо выполнить укрепление откосов насыпи каменной наброской без учёта воздействия течения потока, укрепление конусов выполнять исходя из расчётной скорости течения под мостом, в нижнем бьефе необходимо укрепление откоса насыпи на протяжении зоны затопления.

1.7 Расчет отверстия моста

Результаты расчёта отверстия моста был в исходных данных и равняется 22м.

Подбор отверстия моста выполнен с использованием программы "ГРИС-Т. Результаты расчетов приведены в приложении А.

Согласно расчетам при отверстии 22м глубина воды под мостом при Q_2%=84,1м³/с составляет 1.61 м. С учетом требований СП 35.13330.2011 "Мосты и трубы" (Таблица 5.2 СП при глубине подпертой воды более 1м) расстояние от поверхности воды до низа конструкции должно быть не менее 75 см.

1.8 Инженерно-геологические условия площадки железнодорожного моста

Геологическое строение характеризуется массивом горных пород (грунтов) находящихся в сфере инженерного воздействия железнодорожной магистрали. Оно определяет условия реконструкции и строительства, надежность оснований транспортных систем и других сооружений. Возраст и генезис грунтов принят по данным геологической карты Сахалина масштаб 1:1000000 (В.Н. Верещагин, Ю.М. Ковтунович, 1969 г.).

Территория Сусунайской низменности и прилегающих предгорий Сусунайского хребта и Корсаковского плато характеризуется разнообразием геологического строения и условий залегания горных пород.

Терригенные отложения палеозойского возраста Дербышевской свиты - песчаники - распространены на участке севернее ст. Дачное и в районе ст. Долинск у подножья западных склонов Сусунайского хр. и перекрыты крупнцообломочным делювием.

В пределах Сусунайской низменности, в долинах рек, пересекающих склоны Сусунайского хребта, на морском побережье залива Анива и Охотского моря широко развиты четвертичные отложения.

На площади изысканий отложения четвертичного возраста подразделяются по генезису на озерно-болотные, аллювиальные и аллювиально-пролювиальные. Литологический состав грунтов по данным бурения под основание и опоры моста следующий: на бортах р. Береговая слой суглинков мягкопластичных мощностью от 0,8 ло 4,0 м, под суглинками и в русле реки обводненные пески средней крупности мощностью 0,8-1,9 м (до глубины от 2,4 до 5,0 м); ниже до глубины 6,0-7,0 м установлены суглинки мягко- и текучепластичные, подстилаемые суглинками тугопластичными с линзами и прослоями суглинков полутвердых и редко мягкопластичных. Ниже в интервале глубин от 17,0-17,8 м до 24,7-26,2 м пески средней крупности обводненные, залегающие на элювиальных глинах твердых (до 30м). Озерные и озерно-болотные отложения глинистых грунтов установлены по данным бурения на подходах к мосту до глубин 3 – 6 м. Таблица нормативных и расчётных характеристик значений грунта представлена в приложении Ж.

.

1.9 Характеристика сейсмических условий

Весьма опасными на всей территории Сахалина являются эндогенные геологические процессы - землетрясения с интенсивностью 8-9 баллов. Специальных геолого-геофизических работ на участке по сейсмическому районированию не проводилось. Грунты участка по сейсмическим свойствам относятся ко II категории. В соответствии с картами ОСР-97 (СНиП II-7-81*) для грунтов II категории, трасса железнодорожного пути в района ст. Новоалександровка расположена в 8-бальной зоне (согласно карты А), в 9-бальной зоне (согласно карт В и С).

При сейсмичности сооружения 8 баллов проектом будет предусмотрено устройство шарово-сегментных опорных частей. На опорах будут предусмотрены антисейсмические железобетонные упоры.

2.СОСТАВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ МОСТА И тЕхнико-экономическое обоснование

2.1 Составление вариантов

2.1.1 Вариант №1

В первом варианте принята схема 11,5+11,5+11,5. Пролетные строения балочно-разрезные, плитные, железобетонные ездой поверху на балласте полной длиной l_п=11,5м, расчетным пролетом l_р=10,8м и полной длиной выполненные по типовому проекту инв. № 821-К.

Рисунок 2.1.1.1 - Схема моста

Отметка подошвы рельса (ПР):

, (2.1)

Где = 37,01м., расчётный уровень воды;

- минимально нормируемое возвышение низа пролетного строения над УВВ

строительная высота пролётного строение

Отметка бровки земляного полотна определяется по формуле

(2.2)

Фактическое отверстие моста определяется по формуле

, (2.3)

где b₀ - ширина опоры;

n - количество пролетов;

h_строп - строительная высота пролетного строения над опорой;

l_п - полная длина пролетного строения.



Погрешность

Проверка

Условие удовлетворяется.

2.1.1.1 Разработка конструкции промежуточной опоры

В данном варианты принимаем промежуточные опоры монолитного типа на буронабивных столбах d=1,5м.

Назначение размеров опор принимаем исходя из размеров опорных частей и зазора между пролетными строениями. Схема промежуточной опоры представлена на рис 2.2.

Рисунок 2.1.1.1 - Схема промежуточной опоры

Минимальный требуемый размер опоры вдоль оси моста А_оп, м, определяется из выражения

(2.5)

где а_оч – продольный размер опорной части (прил. 1, табл. 1);

с₁ – расстояние между торцами опорной части и опорной площадки,

с₁ = 0,15 − 0,20 м;

с₂ – расстояние между торцами опорной площадки и подферменной плиты,

с₂ = 0,30 м.

Минимально требуемый размер опоры поперек оси моста В_оп, м, определяется по формуле

(2.6)

где К – расстояние между осями главных балок пролетного строения, К = 1,8 м;

b_оч – поперечный размер опорной части;

с₃ – поперечный размер подферменника от опорной,

с₃ = 0,5 А_оп для опоры обтекаемой формы сечения.

Высота подферменной плиты составляет 0,4–0,6 м.

К дальнейшей разработке размер плиты – насадки принимаем 5,4х4,5м., который обеспечивает нормативное условие расположения буронабивных столбов вместе, размер плиты – насадки и расположение буронабивных столбов показаны на рисунке 2.3.

Рисунок 2.1.1.2 - Размер плиты - насадки

Глубина заложения буронабивных столбов определяется в соответствии с инженерно-геологическими условиями района строительства моста с применением методом эскизного проектирования. Окончательная глубина заложения буронабивных столбов производим согласно СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Расчет по несущей способности основания F_u столбчатой опоры производят с учетом условия [7]