Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»

Факультет Институт энергетики и транспортных систем (ИнЭТС)

профиль «Автомобильные дороги и аэродромы»

Кафедра «Транспортное строительство»

Курсовая работа

по дисциплине «Обеспечение безопасности автомобильных дорог при проектировании и реконструкции»

Выполнил студент 4 курса

группа б3-СТЗС41

очное обучение

Азовская Анна Сергеевна

Руководитель работы: доцент каф. ТСТ

Осипова Т.В.

Саратов 2016



Введение

Для преодоления каждого водного препятствия строят систему сооружений, называемую переходом водотока. В состав перехода через водоток входят:

а) искусственное сооружение, служащее для пересечения собственно водотока;

б) подходы к искусственному сооружению, устраиваемые обычно в виде земляных насыпей, откосы которых постоянно или периодически омываются водой;

в) регуляционные и защитные сооружения, предназначенные для предохранения искусственного сооружения, и подходов к нему от возможных повреждений потоком.

Искусственное сооружение и подходы к нему являются основными транспортными сооружениями перехода через водоток. Регуляционные и защитные сооружения обычно называют вспомогательными, так как непосредственно по ним движения автомобилей или поездов не происходит. Однако в подавляющем большинстве случаев без устройства вспомогательных сооружений невозможно обеспечить сохранность и нормальную работу основных сооружений перехода. Кроме того, в некоторых сложных условиях пересечения водотоков стоимость регуляционных и защитных сооружений очень высока, а иногда превышает половину стоимости всего перехода в целом. Поэтому, несмотря на вспомогательные функции регуляционных и защитных сооружений, их нельзя считать второстепенными. Необходимо одинаково серьезно относиться к проектированию, строительству и эксплуатации всех сооружений.

Переходы через водотоки классифицируют по типам искусственных сооружений. Для пересечения водотока могут быть построены: мост--сооружение, проводящее дорогу над водным препятствием; тоннель--сооружение, проводящее дорогу под водным препятствием; фильтрующая дамба--сооружение, пропускающее воду через пористую кладку; паром -- подвижное устройство, перевозящее автомобили и вагоны по водному препятствию.

Как правило, в состав мостового перехода входит один мост, перекрывающий русло реки. На реках с очень широким разливом за пределы русла вовремя подъема уровня воды можно устраивать несколько мостов на одном переходе. Дополнительные мосты, располагаемые вне пределов русла, называют пойменными.

Для обеспечения непрерывного проезда автомобилей или поездов при всех уровнях воды в водотоке мосты и подходы к ним устраивают незатопляемыми, высоководными. Только в отдельных случаях на временных и временно восстановленных путях сообщения или на автомобильных дорогах самых низких технических категорий, пересекающих значительные водотоки, допускается устройство низководных мостовых переходов, на которых подходы, а иногда и мосты затопляются высокими водами реки.



1. Технические нормативы проектируемого участка дороги

мост дорога размыв опора

Определяем технические нормативы автомобильной дороги IIтехнической категории, на участке которой проектируется мостовой переход, и установить подмостовые габариты для VI класса реки Десна.

В соответствии с требованиями СНиПа 2.05.02-85 автомобильная дорога II категории имеет следующие технические нормативы.

Таблица Технические нормативы для III категории дороги

№ п. п.	Наименование	Ед. изм	Значение
1	Расчётная скорость	км/ч	120
2	Число полос движения	шт.	2
3	Ширина полосы движения	м.	3,75
4	Ширина проезжей части	м.	7,5
5	Ширина обочин	м.	3,75
6	Ширина земляного полотна	м.	15
7	Наибольший продольный уклон	0/00	40
8	Наименьший радиус кривой в плане	м	800
9	Наименьшие радиусы вертикальныхкривых: а) выпуклых б) вогнутых
		м.	15000
		м.	5000

Подмостовые габариты для VI класса реки:

- гарантированная глубина судоходного хода на перспективу0,7-1,1м;

- ширина подмостовогогабарита неразрезного пролета 60/40 м;

- высота подмостового габарита h=7,5 м.



2. Гидрометрические расчеты

2.1 Определение расчетного расхода с использованием теоретических интегральных кривых распределения

Приведенные в задании годовые максимальные уровни и соответствующие им расходы располагают в убывающем порядке

Таблица

№ п.п.	Годы наблюдений	В убывающем порядке	Кi	Ki-1	Ki2	Pi,%
		Уровни воды Zi,м	Расход Qi м3/c		+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1931	121,32	2020	2,16	1,16		1,34	2,5
2	1926	121,1	1770	1,89	0,89		0,79	6,06
3	1924	121,08	1745	1,86	0,86		0,74	9,63
4	1911	121,08	1740	1,86	0,86		0,74	13,19
5	1906	120,98	1645	1,76	0,76		0,58	16,76
6	1919	120,68	1350	1,44	0,44		0,19	20,33
7	1920	120,62	1320	1,41	0,41		0,17	23,89
8	1915	120,52	1190	1,27	0,27		0,07	23,46
9	1900	120,42	1140	1,22	0,22		0,05	31,03
10	1909	120,32	1005	1,07	0,07		0,01	24,6
11	1907	120,23	950	1,01	0,01		0	38,16
12	1910	120,16	850	0,9		0,1	0	42,73
13	1908	120,1	850	0,9		0,1	0	45,29
14	1903	120,09	805	0,86		0,14	0,02	48,86
15	1901	120,02	760	0,81		0,19	0,04	52,42
16	1905	119,88	730	0,78		0,22	0,05	55,99
17	1904	119,83	700	0,75		0,25	0,06	59,56
18	1929	119,8	690	0,74		0,26	0,07	63,12
19	1933	119,73	675	0,72		0,28	0,08	66,69
20	1928	119,62	600	0,64		0,32	0,1	70,25
21	1916	119,64	600	0,64		0,36	0,13	73,82
22	1902	119,52	580	0,62		0,38	0,14	77,38
23	1912	119,3	480	0,51		0,49	0,24	80,95
24	1930	119,8	450	0,48		0,52	0,27	84,52
25	1927	119,14	420	0,45		0,55	0,3	88,08
26	1925	119,08	395	0,42		0,58	0,34	91,65
27	1914	118,96	380	0,4		0,6	0,36	95,22
28	1913	118,92	370	0,39		0,61	0,37	98,78
?		26210	27,96	5,95	5,95	7,25

Последовательность расчета:

1.Среднее арифметическое значение ряда находим по формуле:

м³/с

Модульный коэффициент для каждого года наблюдений вычисляется по формуле:

; ;

3.Коэффициент вариации ряда определяется по формуле:

4.Эмпирическая вероятность превышения рассчитывается по формуле:

Результаты заносим в таблицу 2.1.

5. По данным Рис.3 на клетчатке вероятностей строим интегральную кривую распределения для данного ряда наблюдений.

Рис. Теоретические интегральные кривые

На эту же клетчатку вероятностей наносят три теоретические интегральные кривые распределения С.К.Крицкого и М.Ф.Менкеля для

С_v0,5 и отношений С_s/С_v=1,5; 2,0; 3,0 .

6. Расчетный расход воды вычисляется по формуле :

м³/с

Принимаем Q_R=2610 м³/с.



2.2 Определение расчетного расхода с применением таблицы Рыбкина

Таблица

№ п.п.	Годы наблюдений	Расход Qi m3/c	Мод.каф. Кi	Ki-1	(Ki-1)2
				+	-
1	2	4	5	6	7	8
1	1931	2020	2,12	1,12		1,2544
2	1926	1770	1,86	0,86		0,7396
3	1924	1745	1,83	0,83		0,6889
4	1911	1740	1,83	0,83		0,6889
5	1906	1645	1,73	0,73		0,5329
6	1919	1350	1,42	0,42		0,1764
7	1920	1320	1,38	0,38		0,1444
8	1915	1190	1,25	0,25		0,0625
9	1900	1140	1.2	0,2		0,04
10	1909	1005	1,1	0,1		0,01
11	1907	950	0,99		0,01	0,0001
12	1910	850	0,89		0,11	0,0121
13	1908	850	0,89		0,11	0,0121
14	1903	805	0,84		0,16	0,0256
15	1901	760	0,79		0,21	0,0441
16	1905	730	0,76		0,24	0,0576
17	1904	700	0,73		0,27	0,0729
18	1929	690	0,72		0,28	0,0784
19	1933	675	0,7		0,3	0,09
20	1928	600	0,63		0,37	0,1369
21	1916	600	0,63		0,37	0,1369
22	1902	580	0,6		0,4	0,16
23	1912	480	0,5		0,5	0,25
24	1930	450	0,47		0,53	0,2809
25	1927	420	0,44		0,56	0,3136
26	1925	395	0,41		0,59	0,3481
27	1914	380	0,39		0,61	0,3721
28	1913	370	0,38		0,62	0,3844
Сумма:			26210				7,1138

Последовательность расчета:

1.Среднее арифметическое значение ряда находим по формуле:

м³/с

2.Модульный коэффициент для каждого года наблюдений вычисляется по формуле:

;

;

3.Коэффициент вариации ряда определяется по формуле:

4.Вычисляем коэффициент ассимиляции по формуле:

5.Подсчитываем расчетный расход:

м³/с

Погрешность в вычислениях двумя способами:

Погрешность при вычислении 2-мя методами составляет не более 0,05%.

2.3 Установление расчетного уровня высоких вод РУВВ

Расчетный уровень высоких вод (РУВВ) определяется по кривой зависимости Q = f (z), построенной по исходным данным задания проекта и соответствует значению РУВВ=122,67м.

2.4 Установление расчетного судоходного уровня

Расчетный судоходный уровень (РСУ) устанавливается расчетом в следующей последовательности:

1.По таблице определяется расчетная вероятность превышения максимального уровня в расчетном году для VI класса реки P = 4% и допустимая продолжительность превышения ( несудоходного) периода во время навигации К= 2%.

2.Порядковый номер расчетного паводка в убывающем ряду годовых максимальных уровней реки вычисляется по формуле:

3.Для расчетного года, строят уровенный график, схематизированный по треугольнику.

4.Допустимая продолжительность стояния уровней воды в расчетном году более высоких, чем РСУ для V класса реки, определяется по формуле:

сут.

Рисунок График определения расчетного судоходного уровня РСУ

5.По графику (рис.) устанавливаем расчетный судоходный уровень РСУ=119,25м.



3. Назначение и расчет отверстия моста

3.1 Общие требования при назначении моста

Отверстием моста называют длину в свету между устоями моста или между откосами конусов за вычетом ширины промежуточных опор, отсчитываемую по расчетному уровню высоких вод .

Основные общие требования, которыми руководствуются при назначении отверстий мостов, заключаются в следующем: гарантировать бесперебойность и безопасность движения транспорта; избегать большой величины подпора, что может вызвать затопление ценных земель и населенных пунктов, находящихся выше по течению от мостового перехода; на судоходных и сплавных реках соблюдать условия беспрепятственного движения судов и плотов; обеспечивать минимальные затраты средств как на строительство мостового перехода, так и на его последующую эксплуатацию.

3.2 Распределение расхода воды между частями живого сечения реки

При проектировании мостового перехода (для расчета общего размыва дна реки под мостом, определения подпора воды перед мостовым переходом и т.д.) требуется распределить расчетный расход водотока Q_Р при соответствующем ему расчетном уровне высоких вод РУВВ между отдельными частями живого сечения в створе перехода.

Расчетный расход водотока обычно распределяют между предварительно выделенными морфологически однородными участками. К таким участкам относят части живого сечения реки в створе, объединённые хотя бы одним из следующих признаков: генезис образования подстилающих грунтов; режим наносов и затопления пойм; приблизительно одинаковые отметки дна и коэффициенты шероховатости. По этим признакам в створе мостового перехода основными морфологически однородными участками являются: коренное русло реки, левая и правая поймы, а также действующие протоки и староречья (если они имеются).

Распределение расчетного расхода водотока Q_Р между морфологически однородными частями живого сечения реки (руслом, участками пойм) устанавливается расчетом в определенной последовательности.

3.3 Установление распределения расчетного расхода между отдельными частями живого сечения реки

Для того чтобы рассчитать отверстие моста, нужно знать, как в створе мостового перехода распределяется расчетный расход между различными частями живого сечения реки.

Установление распределения расчетного расхода между отдельными частями живого сечения реки производят на основании формулы А. Шези. Так как ширина реки значительно больше ее глубины (в сотни и даже в тысячи раз), то без большой погрешности можно принимать гидравлический радиус равным средней глубине потока. Продольный уклон водной поверхности считается одинаковым для всех частей живого сечения реки.

Расчет выполняют в следующей последовательности.

1. По отметкам, приведенным в задании или полученным путем переноса их из створа водомерного поста в створ мостового перехода, вычерчивают живое сечение реки (рис. 1).

Можно рекомендовать следующие масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:100 или 1:200.

На живое сечение реки наносят расчетный уровень высоких вод РУВВ, уровень меженных вод УМВ и в нем выделяют характерные части (коренное русло, протоки и пойменные участки). За коренное русло принимают наиболее разработанную и углубленную часть живого сечения реки, то есть коренное русло назначают между такими точками живого сечения, в которых происходит резкое увеличение глубин потока.

Рис. Живое сечение реки в створе мостового перехода реки Десна

Живое сечение, показанное на рис. 1, включает следующие характерные части: коренное русло, левую пойму, правую пойму.

3. На основании живого сечения реки определяют при расчетном уровне высоких вод РУВВ ширину, м: коренного русла L_к.р., левой поймы L_л.п., правой поймы L_п.п..

4. Определяют площади отдельных частей живого сечения, м: коренного русла ?_к.р., левой поймы ?_л.п., правой поймы ?_п.п.

5. Вычисляют средние глубины потока, м, в пределах каждой части живого сечения:

;

;

.

6. Находят отношения расходных характеристик, принимая для скоростного множителя С формулу Ли

(

где h- средняя глубина потока, м; n- коэффициент шероховатости):

где, , - расходные характеристики соответственно коренного русла, левой поймы, правой поймы, м³/с; ,, -коэффициенты шероховатости соответственно коренного русла, левой поймы, правой поймы.

7. Определяют расход, проходящий через коренное русло, м³/с:

где Q_p - расчетный расход, м³/с.

8. Подсчитывают расходы, м³/с, пропускаемые остальными частями живого сечения реки:

- левой поймой:

;



- правой поймой:

;

9. Определяют среднюю скорость течения, м³/с, в каждой части живого сечения:

м³/с;

м³/с;

м³/с.

10. Вычисляют удельные расходы в коренном русле , в потоке , на левой пойме , на правой пойме , на средней пойме , м²/c:

м²/с;

м²/с;

м²/с.

Все полученные характеристики живого сечения реки сводят в табл. 1 и 2.



Таблица Форма таблицы величин для различных частей живого сечения реки

Части живого сечения реки	Ширина потока Li, м	Площадь , м2	Средняя глубина потока hi, м
Коренное русло	77	352,8	4,56
Левая пойма	892,65	1057,5	1,18
Правая пойма	830,5	2024,1	2,44

Таблица Форма таблицы величин для различных частей живого сечения реки

Части живого сечения реки	Расход м3/с	Скорость м/c	Удельные расходы м2/с
Коренное русло	808	2,3	10,5
Левая пойма	363,6	0,34	0,45
Правая пойма	1438,2	0,71	1,73



4. РАСЧЕТ ОТВЕРСТИЯ МОСТА

Расчет производят в следующей последовательности.

1. На основании предварительно найденного удельного расхода воды в коренном русле q_к.р. определяют по табл. 3 допустимый коэффициент общего размыва по глубине потока в коренном русле P_hp(доп).

Таблица Допустимый коэффициент общего размыва

Удельный расход воды в коренном русле qк.р., м2/с	До 2	3	5	10	15	20 и более
Допустимый коэффициент общего размыва по глубине потока в коренном руслеPhp(доп)	2,00	1,90	1,60	1,35	1,25	1,20

2. Задаются минимально возможным значением отверстия моста, м:

?_м = ?_м(min) = B_к.р.=77 м

где В_к.р. - ширина коренного русла при УМВ, м (п. 1).

3. Для этого отверстия моста определяют коэффициент общего размыва P_hp по формуле Л.Л. Лиштвана:

где Q_р - расчетный расход, м³/с ;

Q_к.р- расход в коренном русле, м³/с (п. l);

х - показатель степени, зависящий от среднего диаметра частиц грунта на дне реки d.

Средний диаметр частиц грунта определяют по табл. 4 в зависимости от рода грунта.



Таблица Диаметр частиц грунта d, мм

Глина	Ил	Пыль	Песок
	мелк.	крупн.	мелк.	крупн.	мелк.	средн.	крупн.
0,001	0,001-0,005	0,005-0,010	0,010-0,050	0,05-0,10	0,1-0,2	0,2-0,5	0,5-1,0
Гравий	Галька	Валуны
мелк.	средн.	крупн.	мелк.	средн.	крупн.	мелк.	средн.	крупн.
1-2	2-5	5-10	10-20	20-50	50-100	100-200	200-500	500-1000

Для принятого диаметра частиц грунта d по табл. 5 определяют показатель степени x и величину .

Таблица Показатель степени x и величина

d,мм	0,10	0,30	0,50	1,0	3,0	6,0	10,0	25,0	50,0	100,0
x	0,43	0,42	0,41	0,40	0,38	0,36	0,35	0,31	0,30	0,28
	0,70	0,705	0,71	0,72	0,725	0,735	0,76	0,78	0,78	0,785

4. Полученное значение P_hp сравнивают с P_hp(доп).

P_hp=2,3>P_hp(доп)= 1,35

Если P_hp>P_hp(доп), то отверстие моста следует увеличить. При этом необходимое отверстие моста подсчитывают по формуле, м:

5. Назначают конструктивную схему моста.

Для судоходных и сплавных рек в конструктивной схеме моста предусматривают судоходные пролеты, в которых подмостовые габариты по ширине и высоте нормированы и зависят от класса реки.

Класс реки указан в задании.

По приложению 3 назначают один судоходный пролет низового направления движения и один - взводного. Остальные пролеты принимают меньших размеров. Судоходные пролеты низового и взводного направления движения назначают различной длины. Пролеты низового направления принимают на 30-50% больше пролетов взводного направления. Это объясняется тем, что суда, идущие вниз по течению, при подходе к мосту приобретают рыскливость вследствие увеличения скорости течения водного потока у моста. Поэтому управление судами затрудняется и создается опасность навала их на опоры моста.

По конструктивным или архитектурным соображениям размеры обоих судоходных пролетов могут приниматься одинаковыми. Тогда длина каждого из них должна быть равна длине пролета низового направления.

Судоходные пролеты следует размещать так, чтобы в межень по всей ширине судоходных пролетов были обеспечены необходимые глубины судового хода (приложение 3). В том случае, когда ширина водного пути с необходимыми глубинами судового хода недостаточна для размещения двух судоходных пролетов, предусматривают один судоходный пролет.

При составлении конструктивной схемы моста нужно стремиться к тому, чтобы номенклатура пролетных строений была бы наименьшей.

6. Определяют минимальную допустимую отметку проезжей части по оси моста ОМ над судоходными пролетами, м:

ОМ = РСУ + Г + К + h=119,25+7,5+1,7+0,08=128,53 м

где РСУ - отметка расчетного судоходного уровня, м;

К - конструктивная высота пролетных строений, м (приложение 1 и 2);

Г - высота подмостового габарита, м (приложение3);

h-толщина дорожной одежды на мосту; можно принимать h_g = 0,08-0,12 м.

7. Вычисляют минимальную отметку бровки земляного полотна БП у моста по формуле, м:

;

где - стрела выпуклости дорожного полотна (рис. 5), которая находится из выражения (11), м.

Рис. Поперечный профиль земляного полотна автомобильной дороги

м;

где b -ширина проезжей части дороги, м;

a - ширина обочины, м;

i₁ -поперечный уклон проезжей части;

i₂ -поперечный уклон обочины.

Величины b, a, i₁,i₂, входящие в формулу (10), для автомобильной дороги заданной категории: принимаются по табл. 6, составленной на основании СНиПа 2.05.02-85*.

Таблица Значения b, a, i_tиi₂для автомобильных дорог

Элементы поперечного профиля дорожного полотна	Категория автомобильной дороги
	I-а, I-б	II	Ш	IV	V
Ширина проезжей части дороги b, м	15,0; 22,5; 30,0*	7,5	7,0	6,0	4,5
Ширина обочины a, м	3,75	3,75	2,5	2,0	1,75
Поперечный уклон проезжей части i1, ‰	15-20	20-25	20-25	25-30	30-40
Поперечный уклон обочиныi2,‰	35-40	40-45	40-45	45-50	50-60

При определении стрелы выпуклости дорожного полотна fдля автомобильных дорог I-а и I-б категорий в ширину проезжей части следует включать ширину разделительной полосы смежду различными направлениями движения. Наименьшая ширина разделительной полосы составляет: для дорог I-а категории - 6,0 м, для дорог I-б категории - 5,0 м.

В формуле (10) поперечные уклоны i₁и i₂нужно принимать в десятичной дроби, а не в промилле.

8. Подсчитывают длину моста L_м, м:

м ;

где ?_м- отверстие моста, м;

b_i-сумма толщин промежуточных опор, м;

b_лев -расстояние от бровки левого конуса до уреза воды при расчетном уровне высоких вод РУВВ, м;

b_пр-расстояние от бровки правого конуса до уреза воды при расчетном уровне высоких вод РУВВ, м;

?- заглубление конструкции береговой опоры в конус подходной насыпи; ?= 0,75 - 1,0 м.

Толщину промежуточных опор принимают по приложениям 1 и 2.

Величины b_лев и b_пр находят из следующих выражений, м:

а) при наличии струенаправляющих дамб:

м;

где Н - разность отметок бровки земляного полотна у моста и расчетным уровнем высоких вод РУБВ, м;

m - коэффициент заложения сухого откоса конуса; принимается равным 1,25 или 1,5; b₁-ширина струенаправляющей дамбы поверху; принимается равной3,0 м.



5. Расчет общего размыва подмостового русла

Расчет производят в следующей последовательности.

1. На принятую конструктивную схему моста с геологическим разрезом наносят линию общего размыва.

Предварительно определяют коэффициент общего размыва по площади живого сечения потока под мостом:

;

где P_hp- коэффициент общего размыва по глубине потока в коренном русле;

h_к.р - средняя глубина потока в пределах коренного русла, м;

h_б.м - средняя глубинапотока в пределах конструктивной схемы моста, м.

Глубину h_б.м, м, определяют по формуле:

где ?_б.м- площадь живого сечения в пределах принятой конструктивной схемы моста в бытовых условиях при РУВВ, м;

l_м - отверстие моста, м.

Площадь живого сечения ?_б.м, м, находят из выражения:

где ?_к.р - площадь живого сечения в пределах коренного русла при РУВВ, м²

l_л.п. - длина части левой поймы, перекрытой мостом, м;

h_л.п. - средняя глубина потока в пределах левой поймы, м;

l_п.п. - длина части правой поймы, перекрытой мостом, м;

h_п.п. - средняя глубина потока в пределах правой поймы, м.

Далее отсчитанные от РУВВ глубины потока hна каждом пикете и плюсовой точке умножают на величину P. Значения P·hоткладывают соответственно на каждой вертикали вниз от РУВВ. Полученные точки соединяют плавной кривой, которая представляет собой линию общего размыва

2. Проверяют возможность ограничения глубины размыва по геологическим условиям.

Если линия общего размыва заходит в трудноразмываемые грунты, то отверстие моста необходимо удлинить на величину ?_gтак, чтобы площадь живого сечения потока в дополнительной части отверстия ?_gравнялась площади неразмываемого грунта ?_н, расположенной выше линии общего размыва.

Увеличение отверстия моста можно производить в сторону левой или правой поймы. Дополнительная длина отверстия моста, м, определяется по следующим формулам:

=78,3м

где площадь ?_низмеряется в м², а глубины h_л.п и h_л.п - в м.



6. Определение предмостового подпора и максимального подпора у подходной насыпи

В результате стеснения речного потока мостовым переходом возникают подпоры - предмостовой?h_ви максимальный подпор у подходной насыпи ?h_Н.

Расчет подпоров производят по способу И.С. Ротенбурга [10] в следующей последовательности.

1. Определяют меру стеснения потока сооружением

где Q_р- расчетный расход, м³/с;

Q_м- расход, проходящий в бытовых условиях в пределахотверстия моста, м³/с.

Расход Q_Mможно находить из следующего выражения:

м³/с;

2. Вычисляют бытовую скорость, м/с:

м/с;

где Q_р- расчетный расход, м³/с;

?_б - площадь живого сечения всего потока при РУВВ, м²;



3. Находят скорость под мостом в бытовых условиях, м/с:

м/с;

где Q_м измеряется в м³/c, ?_б.м, - в м².

4. Подсчитывают фактическую скорость под мостом, м/с:

м/с;

гдеQ_р измеряется в м³/c, ?_б.м, - в м².

5. Определяют отношение:

где F_r -число Фруда;

i_б - уклон водной поверхности (приводится в задании);

V_б - бытовая скорость, м/с;

g-ускорение свободного падения; g= 9,81 м/с²;

L_р- расчетная ширина потока, м.

При одностороннем стеснении потока сооружением расчетная ширина потока L_рравна ширине разлива реки Lпо РУВВ, то есть L_p =L.

При двухстороннем стеснении потока сооружением в случае равных по ширине пойм и симметричном расположении отверстия моста расчетная ширина потока L_р = 0,5 L; если поймы имеют разную ширину, то расчетная ширина потока L_рскладывается из ширины большей поймы и части отверстия моста.

6. Вычисляют расстояние х_oот створа мостового перехода до вертикали, где устанавливается предмостовой подпор ?h_в, м:

a- коэффициент, который определяется по приложению 4.

7. Определяют предмостовой подпор, м:

где Z - безразмерный коэффициент, который учитывает гидравлические сопротивления и определяется по формуле:

;

8. Подсчитывают максимальный подпор у подходной насыпи, м:



7. определение глубины местного размыва дна у опор моста

Расчет местного размыва производят по максимальной глубине в подмостовом живом сечении.

При ленточногрядовом и побочневом типах руслового процесса [7] местный размыв рассчитывают у русловой и пойменной опор. При других типах руслового процесса расчет местного размыва производят только у русловой опоры. В том случае, когда отверстие моста l_м =B_к.р , местный размыв рассчитывают только у русловой опоры. Расчет местного размыва у опор моста производят в следующей последовательности:

1. Определяют среднюю скорость Vв подмостовом живом сечении по окончании общего размыва, м/с:

м/с;

где Q_р- расчетный расход, м³/с;

? _б.м- площадь живого сечения в пределах принятой конструктивной схемы моста в бытовых условиях при РУБВ, м; определяется по формуле;

Р - коэффициент общего размыва по площади живого сечения потока под мостом.

2. Вычисляют размывающие скорости на вертикали с максимальной глубиной в русле V_o(p)и на пойме V_o(п)после завершения общего размыва:

а) для несвязных грунтов на основании формулы Б.И. Студеничникова, м/с:



где h_max(p)и h_max(п)- максимальные глубины потока перед опорой соответственно в русле и на пойме до размыва, м;

d-средний диаметр частиц грунта на линии общего размыва, м; принимается по табл.4.

3. Определяют по формуле В.С. Муромова глубину воронки местного размыва у опор моста h_в, м:

- для несвязных грунтов:

причем

Где Н_о- предельная глубина местного размыва, м, у одиночной цилиндрической опоры при V - V_o;

b - толщина опоры, м;

?-показатель степени, зависящий от отношения толщины опоры b к максимальной глубине потока воды после завершения общего размыва дна;

W-средняя гидравлическая крупность частиц грунта, м/с;

h_max- глубина потока после завершения общего размыва дна, м;

М- коэффициент, зависящий от формы опоры;

К - коэффициент косины, который можно принимать равным единице.

4. Устанавливают расчетную отметку размытого дна и отметку низа фундамента у опоры моста.

Если на реке наблюдается ленточно-грядовый или побочневый типы руслового процесса, то отметку расчетного уровня размытого дна РУРД устанавливают отдельно для коренного русла и пойм.

Отметку РУРД, м, находят из выражения:



где h_тах-максимальная глубина потока до размыва дна, м;

Р - коэффициент общего размыва по площади живого сечения потока под мостом; определяется по формуле (15);

h _в -глубина воронки местного размыва у опор моста, м.

Отметку низа фундамента у опоры моста НФ, м, определяют по формуле:

где h_ф- глубина заделки фундамента в грунт, необходимая по условиям обеспечения устойчивости опоры, м;

?Н -запас, учитывающий приближенность расчета размыва под мостами, м.

При глубине заложения фундамента до 10 м рекомендуется принимать h_ф +?H ? 2,5м; если глубина заложения фундамента более 10 м, то следует назначать h_ф +?H ? 5,0м.

После определения глубины воронки местного размыва у опоры моста h_ви отметки низа фундамента НФ вычерчивают схему опоры на вертикали с максимальной глубиной h_max. На ней указывают отметки РУВВ, УМВ, отметки дна до и после завершения общего размыва, а также отметки РУРД и НФ.



8. РАСЧЕТ СТРУЕНАПРАВЛЯЮЩИХ ДАМБ

Струенаправляющие дамбы устраивают тогда, когда на участке поймы, перекрытой подходной насыпью, при РУВВ проходит не менее 10% расчетного расхода.

Обозначим через Q_Н(Л)расход воды на участке левой поймы, перекрытой подходной насыпью, а через Q_Н(П) расход воды на участке правой поймы, перекрытой подходной насыпью.

Расходы Q_Н(Л) и Q_Н(П) определяют из следующих выражений:

м³/с;

м³/с;

Если на какой-нибудь пойме расход оказывается больше 0,1Q_р, то для этой поймы необходимо запроектировать струенаправляющую дамбу.

Расчет размеров струенаправляющей дамбы производят по способу А.М. Латышенкова в следующей последовательности,

1. По приложению 8 определяют коэффициент А в зависимости от меры стеснения потока сооружением Q_р /Q_ми характера стеснения (одностороннего или двустороннего).

Для промежуточных значений меры стеснения потока сооружением коэффициент А находят путем интерполяции.

2. Определяют разворот верховой дамбы, м:

где В_к.р - ширина коренного русла при РУВВ, м.

2. Находят вылет верховой дамбы, м:



где - коэффициент, зависящий от меры стеснения потока сооружением (принимается по табл. 7).

Таблица Значения коэффициента

	1,18	1,19-1,33	1,34-1,54	1,55 и более
	1,5	1,67	1,83	2,0

4. По приложению 9 определяют безразмерные координаты эллиптической части верховой дамбы и для принятого значения коэффициентаK. Умножая их на величину b_в, получают координаты х и у, которые заносят в табл.

По этим координатам строят план струенаправляющей дамбы.

Таблица Координаты оси струенаправляющей дамбы, м.

	X	Y
1	0	0
2	0.24	12.02
3	1.2	12.04
4	2.88	36.1
5	5.28	48.1
6	8.11	60.1
7	12.02	72.12
8	12.1	84.14
9	24.04	96.2
10	33.8	108.2
11	41.3	114.2
12	46.6	117.2
13	52.5	118.9
14	60.1	120.2



5. К головной части эллиптической верховой струенаправляющей дамбы добавляют криволинейную приставку с радиусом r= 0,2 b_в. Центральный угол разворота приставки принимают не более 30^o.

6. Определяют радиус кривой низовой дамбы, м:

7. Вычисляют вылет низовой дамбы, м:

Угол разворота низовой дамбы должен составлять 6-8^о. Если при найденном по формуле (43) значении радиуса R_H и угле разворота 6-8° величина _H оказывается меньше 0,5_в, то к круговой кривой проводят касательную с таким расчетом, чтобы величина _Hбыла равна 0,5_в.

8. Подсчитывают отметку верха:

а) верховой дамбы, м:

б) низовой дамбы, м:

.

где ?h_H- максимальный подпор у подходной насыпи, м; находится по формуле (28);

h_наб - высота набега ветровой волны на откос насыпи, м; можно приниматьh_наб = 1,5-2,0;

?h- технический запас, который нужно принимать равным неменее 0,25 м.

Ширину струенаправляющей дамбы поверху назначают не менее 3,0 м. Головную часть верховой дамбы устраивают шириной 6,0 м.

Омываемые водой откосы дамбы принимают не круче 1:2. В голове дамбы откосы улаживают до крутизны 1:3 - 1:4.

Размещено на Allbest.ur

...