АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ОТВОРІВ МАЛИХ МОСТІВ

Читайте также:
  1. Валютний курс та фактори, що на нього впливають. Види валютних курсів. Крос-курси, їх розрахунок.
  2. ВВП и його розрахунок по методу потока видаткив.
  3. Гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр.
  4. Гідравлічний розрахунок багатосхідчатого перепаду колодязного типу
  5. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ШВИДКОТОКУ
  6. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ШВИДКОТОКУ.
  7. Гідравлічний тиск
  8. ЗАГАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ГОДИН ЛЕКЦІЙ, ПРАКТИЧНИХ (СЕМІНАРСЬКИХ) ЗАНЯТЬ
  9. ЗАГАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ГОДИН ЛЕКЦІЙ, СЕМІНАРСЬКИХ ЗАНЯТЬ ТА САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ з соціології
  10. Лідерство і керівництво в малих групах
  11. МЕХАНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК

Малими вважаються мости, довжина яких не перевищує 25 м. їх застосовують, як водопропускні споруди на автомобільних дорогах і залізницях при перетинанні улоговин, лощин, русел періодично діючих водотоків і зрошувальних каналів.

Малі мости доцільні з економічної точки зору при невеликих висотах насипів і досить великих витратах води через їхні отвори.

Відповідно до діючих типових проектів, малі мости мають такі стандартні отвори (відстані між стоянами): 2; 3; 4; 5; 6; 7,5; 10; 12,5; 15; 20 м.

Основна мета гідравлічного розрахунку малих мостів складається у визначенні ширини його отвору b. При цьому повинні дотримуватися наступні умови:

■ дно русла під мостом і нижньому б'єфі не повинне піддаватися розмиву;

■ напір перед мостом Н не повинен перевищувати припустимого значення, що відповідає висоті насипу Ннас;

■ швидкості під мостом не повинні перевищувати 4 - 4,5 м/с. Вихідними даними для гідравлічного розрахунку малих мостів є:

■ гідрологічна інформація про максимальні витрати Q зливового стоку й весняного сніготанення, а також об'єми стоку W;

■ проектна висота насипу у споруди Ннас;

■ тип ґрунту під мостом;

■ морфологічні характеристики русла, що відводить воду, у нижньому б'єфі (форма й розміри русла, поздовжній похил I, коефіцієнт шорсткості п).

В інженерній практиці гідравлічний розрахунок малого моста можна

представити послідовним виконанням трьох етапів:

■ гідрологічного обґрунтування витрати й об'єму стоку заданої ймовірності перевищення;

■ гідравлічного розрахунку ширини отвору малого мосту;

■ розрахунку й вибору кріплення нижнього б'єфа.

5.1. (п.5.5) Розрахунок малого мосту:

Виконати гідравлічний розрахунок малого моста на автомобільній дорозі другої технічної категорії в Донецькій області.

Вихідні дані:

Площа басейну F = 4,8 км2 (2й зливовий район, та ймовірність перевищення 2%);
Довжина головного довжика L = 14,10 км
Поздовжній похил довжика Іл = 0,02=2%=20‰
Ґрунти Суглинки (V категорія ґрунтів)
Крутість укосів басейну m1 = m2 = 20
Стан укосів басейну Задерновані
Висота насипу hнас=3 м
Висота прогонової будови hп.б.=0,95 м

 

А. Гідрологічні розрахунки

При проектуванні малих мостів часто буває неможливим заздалегідь визначити витрату на яку необхідно розраховувати отвір: на витрату зливового стоку або від танення снігу. Тому визначають обидві витрати і у якості розрахункової приймають більшу з них.

Витрата зливового стоку визначається за формулою:

На карті схемі додатка 1 знаходимо, що місцевість, де проектується малий міст розташована в 2 зливовому районі. Для цього зливового району з таблиці додатка 2 при ймовірності перевищення 2% (дорога другої технічної категорії) беремо інтенсивність зливи годинної тривалості, що дорівнює:

aгод. = 0,45 мм/хв. Значення коефіцієнта Кt береться з таблиці додатка 3, що для Іл=0,02=2%=20‰ та при L=14,10(км) після інтерполяції між значеннями L = 14,00(км) і 15,00(км), складає Кt =0,45

інтерполяційний метод знаходження Кt:

Коефіцієнт стоку дорівнює α = 0,327 (по таблиці додатка 4) при V-тій категорії ґрунтів (Супіски та степові ґрунти) та F=4,8км2 :

інтерполяційний метод знаходження α:

Коефіцієнт редукції визначається за формулою:

 

Таким чином, витрата зливового стоку дорівнює:

Об'єм стоку обчислюється за формулою:

Розрахунок витрати води від сніготанення визначається за формулою, у якій для малих басейнів δ1 = δ2 = 1. Далі послідовність розрахунку така:

По карті додатка 5 визначається середній шар талих вод = 40мм. По карті додатка 7 визначається коефіцієнт варіації шару стоку Cvh=1. Тоді коефіцієнт асиметрії буде дорівнювати Csh=2 х Cvh=2 х 1=2, як для рівнинної місцевості.

По графіках додатка 6 залежно від Csh і ймовірності перевищення визначається модульний коефіцієнт Кр = 4,0. У цьому випадку розрахунковий шар стоку буде рівним:

Тоді витрата від талих вод буде такою:

Таким чином, Qл=0,766(м3/с) < QТ=9,898(м3/с) і в якості розрахункової для визначення отвору малого моста приймається витрата від талих вод:

 

 

QT = 9,898(м3/с)

Б. Визначення ширини отвору малого моста без врахування акумуляції.

Тип зміцнення русла під мостом вибирається, наприклад, одерновка в стінку, для якої по табл. 5. допускається швидкість, яка дорівнює 1,8м/с. Отже приймається Vс = 1,8 м/с.

За відомою швидкістю в стислому перерізі під мостом по формулі (5.9) обчислюється напір:

Цьому напору відповідає мінімальна висота моста, що визначається по залежності:

Таким чином, напір знаходиться в межах допустимої висоти насипу.

Ширина отвору при такому напорі буде дорівнювати за формулою:

Приймається найближчий типовий отвір b= 20(м) і встановлюється

зміна напору:

Напір збільшився всього на 0,03(м), що залишає в силі співвідношення між припустимим напором і висотою насипу.

У цьому прикладі не можна скоротити отвір моста за рахунок прийняття більш кращого типу зміцнення, допустивши при цьому збільшення швидкості під мостом, а, отже, і напору, що і так перебуває на межі допустимого.

В. Визначення ширини отвору з урахуванням акумуляції.

Ширина отвору може бути зменшена, якщо врахувати акумуляцію води перед малим мостом. У цьому випадку скидна витрата Qc, що пропускається малим мостом буде менше витрати зливового стоку Qл, і рівною по В.І. Кочеріну:

де об'єм акумульованої води становить:

По таблиці o.a. Кургановича виходить та ж скидна витрата 9,90 (м3/с).

Ширина отвору при такій витраті дорівнює:

Таким чином, найближча типова ширина отвору та ж bT = 20 м. Істотно зменшити ширину отвору можна тільки за рахунок збільшення висоти насипу з одночасним посиленням зміцнення під мостом.

Якщо умови місцевості дозволяють збільшити напір (Н), наприклад, у два рази (2х0,48 =0,96(м)), то об'єм акумульованої води (об'єм ставка) збільшиться:

а скидна витрата зменшиться, що відповідає максимально допустимому зменшенню витрати зливового стоку:

При цьому ширина отвору зменшиться:

Найближче стандартне значення bT= 10(м). Цьому отвору відповідає

напір:

Необхідна мінімальна висота насипу повинна бути:

Тобто повинна бути збільшена всього на 0,28(м)!!

Зі збільшенням напору збільшиться швидкість під мостом, що стане рівним:

Цій швидкості по табл. 5 приблизно відповідає тип зміцнення русла у вигляді одиночного брукування на шарі щебеню каменем 15 - 20 см.

Г. Гідравлічні розрахунки нижнього б'єфа.

Укріплена ділянка за мостом, як правило, планується і його поперечний переріз здобуває прямокутну форму. Ширина зміцнення приймається рівною 2 х b = 2 х 3 = 6 (м). Довжина укріпленої ділянки назначається 4 х b = 4 х 3=12 (м). При цьому глибина розмиву в кінці укріплення (по табл. 8) буде 0,59х H = 0,59х0,800= 0,472≈0,47 (м), а глибина рисберми с врахуванням запасу 0,5м буде відповідно рівна 0,59х H+0,5 =0,59х0,800+0,5=0,472+0,5≈0,48+0,5≈ ≈0,972≈1,00 (м).

Побутова глибина в руслі, яка відводить воду, у межах укріпленої ділянки розраховується по формулі рівномірного руху:

де: Q = QС2 - скидна витрата (Qc=9,656(м3/с)); ω = bh -площа поперечного перерізу відвідного русла (ω = bТхhi=10хhi2]); С = R1/6/n - коефіцієнт Шезі; п=0,018≈0,02 - коефіцієнт шорсткості для грубої бетоніровки (Приймаю коефіцієнт шорсткості п = 0,018); R = ω/χ -гідравлічний радіус; χ = bТ + 2h - змочений периметр для прямокутного русла; I - поздовжній похил русла, прийнятий рівним похилу довжика.

Побутова (нормальна) глибина визначається підбором, кількість заданих глибин можна звести до трьох, якщо скористатися графоаналітичним способом. Цей спосіб заснований на побудові допоміжного графіка h = ƒ(К), де: K0 = ω0 х W0 - витратна характеристика; W = R2/3/п - швидкісна характеристика. Витратна характеристика, яка відповідає нормальній глибині дорівнює:


З формули легко видно фізичний зміст витратної характеристики, що є ні що інше, як витрата при похилі дна рівному одиниці.

Для побудови графіка h = ƒ(К) на (рис.5.7.)необхідно задатися трьома довільними значеннями глибин і обчислити для них відповідні їм витратні характеристики. Ці обчислення зручно виконувати в табличній формі, [табл.9].

Використовуючи дані таблиці 9, будують графік, на вісі абсцис якого відшукується точка зі значенням витратної характеристики, що відповідає нормальній глибині по формулі [5.19]:

 

Таблиця 9

h ω χ R W K
0,18 1,8 10,36 0,174 16,48 29,664
0,27 2,7 10,54 0,256 21,66 58,482
0,35 3,5 10,70 0,327 25,295 88,533

Через цю точку проводиться вертикаль до перетинання із кривою графіка [Рис.5.7]. По горизонталі, напроти цієї точки на осі ординат зчитується значення побутової глибини hб = 0,30(м). Побутова глибина виявилася менше ніж критерій підтоплення 0,73х H =0,73х0,800=0,584≈0,58(м) При hб=0,2875≈0,29 (м). Тому:

0,73х H ≈0,584(м) > hб=0,29 (м)


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.01 сек.)