Водопропускная труба

Водопропускная труба – искусственное сооружение, устраиваемое в теле насыпи для пропуска небольшого количества воды; укладывается поперек оси ж.-д. пути. Максимальное количество воды проходит через трубу во время паводков. Важно, чтобы вода не повредила насыпь и не привела к размыву грунта около трубы. Основная характеристика водопропускной трубы – размер ее отверстия, который определяется гидравлическим расчетом. Максимальный расход воды, которую может пропустить труба (т. е. ее пропускная способность), зависит не только от размеров отверстия, но и от формы поперечного сечения, устройств, вводящих и выводящих воду из трубы (оголовков), а также степени шероховатости русла в трубе. Высота трубы определяется горизонтом воды и не зависит от высоты насыпи. Водопропускные трубы являются самыми массовыми искусственными сооружениями на железных дорогах (ок. 70%). При небольших расходах воды строить их экономически выгоднее, чем мосты. Кроме того, трубы менее чем мосты чувствительны к возрастанию временных нагрузок.
Водопропускные трубы подразделяются на напорные (вода заполняет все сечение), полунапорные (на входе трубы вода заполняет все сечение, а на части длины и на выходе имеет свободную поверхность) и безнапорные (вода заполняет не все сечение). Напорные трубы наиболее экономичны, но требуют устройства фундамента; существует опасность фильтрации воды в насыпь. На российских ж. д. в основном применяются безнапорные трубы. Эксплуатацию труб затрудняют наледи, заполняющие отверстия и мешающие стоку воды.
Водопропускные трубы состоят, как правило, из отдельных стандартных звеньев, изготовляемых на заводе. Швы между звеньями изолируют, чтобы вода из трубы не могла просочиться в насыпь и наоборот. Такая конструкция труб позволяет избежать их излома в случае неравномерной осадки насыпи. На концах трубы для плавного ввода и вывода водного потока, уменьшения сопротивления движению воды и предохранения насыпи от размыва устраивают оголовки. Наиболее выгодны по экономическим и гидравлическим соображениям раструбные оголовки (расширяющиеся в направлении от трубы). Звенья и оголовки часто устанавливают на фундаменты. Под оголовками фундаменты должны иметь более мощную конструкцию, чем под звеньями, так как основание оголовков не защищено от промерзания и подвержено воздействию воды. Дно трубы выполняют в виде лотка, имеющего продольный уклон. Размер отверстия, как правило, должен быть не менее 1 м (во избежание засора). Для увеличения водопропускной способности трубы делают двух- или многоочковыми.
Материалом для труб может служить дерево, камень, бетон, железобетон и металл. Деревянные трубы, только в качестве временных сооружений, делают с прямоугольным, треугольным и трапецеидальным сечением. Каменные трубы (старых проектировок) бывают прямоугольного и овоидального сечения. Бетон плохо работает на растяжение, поэтому для изготовления труб в основном используют железобетон; звенья таких труб имеют круглое или прямоугольное сечение. Металлические трубы со звеньями круглого сечения выполняют из волнистого стального листа толщиной 1-2 мм с шагом волны 60 мм. Легкие и гибкие, они сплющиваются под действием вертикальной нагрузки, передавая усилие на насыпь. При осадке насыпи звенья труб деформируются без повреждений. Существенный недостаток таких труб – необходимость применения специальных сортов стали, стойких против коррозии. Наибольшее распространение получили трубы из железобетонных блоков заводского производства со звеньями в виде колец диаметром 1-2 м.