АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Дорожные водопропускные сооружения

Читайте также:
  1. АВТОДОРОЖНЫЕ СТИХИ
  2. В соответствии с физическими размерами здания и сооружения
  3. Водопропускные трубы
  4. Инженерная защита населения от ЧС. Укрытие населения в защитных сооружениях.
  5. Инженерная защита населения. Укрытие в защитных сооружениях (ЗС)
  6. Обоснуйте выбор очистного сооружения (ОС) для сточных вод .
  7. Отдельные пожары - это пожары в изолированных зданиях, сооружениях.
  8. Понятие об организационной структуре автомобильного транспорта, комплексе его сооружения и устройства.
  9. Сооружения и устройства электроснабжения железных дорог.
  10. Сооружения и устройства электроснабжения железных дорог.
  11. Сопрягающие сооружения

 

Для пропуска под полотном дороги стока периодических и постоянных водотоков с малых водосборных бассейнов устанавливают малые водопропускные сооружения. К малым водопропускным сооружениям относят малые мосты и дорожные водопропускные трубы.

Основной целью гидравлических расчетов таких сооружений является определение их отверстия; напора перед ними; глубины и скорости потока на выходе для определения вида укрепления в отводящем русле.

Малые мосты

Согласно действующим строительным нормам полную длину малых мостов следует назначать равными 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 и 24 м. Малые мосты могут иметь как укрепленные, так и неукрепленные русла. Неукрепленные русла рекомендуется использовать при отверстии моста более 10 м. В этом случае расчет мостов производится по методике расчета больших и средних мостов. По гидравлическим условиям различают следующие типы малых мостов:

- с прямоугольным подмостовым сечением (рис.3.1а,б);

- свайно-эстакадные с трапецеидальным подмостовым сечением (рис.3.1в);

- со сложным сечением - арочные и другие.

В зависимости от уровня воды в нижнем бьефе выделяют мосты с незатопленным подмостовым руслом и с затопленным.

В большинстве случаев подмостовое русло не затоплено, при этом уровень воды в нижнем бьефе не влияет на пропускную способность сооружения. В этом случае выдерживается неравенство:

hнб < N H, (3.1)

где N - критерий заполнения, принимаемый в зависимости от коэффициента расхода m;

hнб - нормальная глубина нестесненного потока в нижнем бьефе.

Коэффициент расхода m для мостов с массивными устоями или эстакадных с конусами (Рис.3.1а,в) определяют по табл.3.3 как для труб с портальными оголовками, а для мостов с откосными крыльями (Рис.3.1б) - как для труб с раструбными оголовками при соответствующих углах сходимости стенок.

 

Рис. 3.1. Виды малых мостов

Для практических расчетов значение N принимают по табл.3.1, составленной Я.В. Хомяком [5].

Таблица 3.1

m N j kc m j N kc
0,32 0,84 0,76 0,45 0,35 0,83 0,80 0,52
0,33 0,83 0,78 0,47 0,35 0,84 0,78 0,54
0,34 0,81 0,81 0,49        

 

Рассмотрим три расчетные схемы протекания потока.

Первая расчетная схема (рис.3.2) обобщает формы кривых свободной поверхности потоков в условиях свободного протекания в пределах подмостового русла, когда в конце входного участка устанавливается глубина h1 (меньше критической и меньше нормальной глубины протекания потока в подмостовом русле), которую принимают в качестве расчетной и определяют из формулы

hр=h1= kc H, (3.2)

где kc принимают по табл.3.1.

Глубина потока в выходном сечении моста принимается hвых = (0.7...0.8) .

Рис. 3.2. Первая расчетная схема малого моста

 

Вторая расчетная схема (рис.3.3) обобщает формы кривых свободной поверхности потоков в условиях свободного протекания в пределах подмостового русла, когда в конце входного участка устанавливается глубина h1 (меньше критической и больше нормальной глубины протекания потока в подмостовом русле). За входным участком глубина потока уменьшается. За расчетную принимается нормальная глубина подмостового русла - hом.

Рис.3.3. Вторая расчетная схема малого моста

 

Первая и вторая расчетные схемы возможны при выполнении условия которое для малых мостов обычно соблюдается. Для малых мостов чаще применяют первую расчетную схему, а для прямоугольных труб - вторую схему.

Третья расчетная схема (рис.3.4) обобщает формы кривых свободной поверхности потоков, когда подмостовое русло работает по схеме затопленного водослива.

При такой схеме в конце входного участка устанавливается глубина h1 -больше критической, но менее бытовой глубины потока в естественном русле. Эта глубина принимается за расчетную и определяется по формуле:

hр = h1 = kn H, (3.3)

где kn - принимается (табл.) в зависимости от степени затопления n=hнб/H.

Рис. 3.4. Третья расчетная схема малого моста

Для всех расчетных схем пропускная способность малого моста определяется по формуле:

(3.4; 3.5)

(3.6)

где коэффициент подтопления, определяемый по табл.3.2 в зависимости от ;

- скорость потока при подходе к мосту;

- для трапецеидального подмостового русла (средняя ширина потока при его глубине равной критической; для прямоугольного подмостового русла - равна величине отверстия моста).

При расчете отверстия мостов без учета аккумуляции в качестве расчетного принимается максимальный расход, определяемый гидрологическим расчетом.

 

Таблица 3.2

n s п кп j2 q q1
  Коэффициент расхода m = 0,32
0,84   0,59   1,19 6,9
0,86 0,96 0,64 1,25 1,13 4,8
0,88 0,90 0,69 1,57 1,07 3,4
0,90 0,84 0,74 2,04   2,24
0,92 0,76 0,80 2,65 0,92 1,40
0,94 0,67 0,85 3,52 0,82 0,80
0,96 0,56 0,90 5,00 0,71 0,40
0,98 0,40 0,95 8,60 0,55 0,10
0,99 0,28 0,97 15,0 0,43 0,05
  Коэффициент расхода m = 0,34
0,81   0,61   1,23 7,3
0,82 0,95 0,63 1,1 1,2 6,3
0,83 0,96 0,65 1,2 1,17 5,5
0,84 0,94 0,87 1,31 1,14 4,73
0,86 0,90 0,71 1,36 1,08 3,6
0,88 0,85 0,75 1,88 1,02 2,60
0,90 0,79 0,80 2,35 0,95 1,75
0,92 0,72 0,84 2,90 0,88 1,15
0,94 0,64 0,88 3,30 0,78 0,70
0,96 0,53 0,92 5,30 0,68 0,35
0,98 0,38 0,96 8,65 0,53 0,10
0,99 0,27 0,98 15,00 0,42 0,05
  Коэффициент расхода m = 0,36
0,78   0,64   1,28 8,05
0,80 0,97 0,67 1,14 1,23 6,50
0,82 0,94 0,71 1,34 1,17 5,10
0,84 0,91 0,74 1,54 1,11 4,05
0,86 0,88 0,77 1,77 1,05 3,05
0,88 0,81 0,81 2,11 0,99 2,25
0,90 0,75 0,84 2,53 0,92 1,55
0,92 0,69 0,87 3,05 0,85 1,05
0,94 0,60 0,90 3,90 0,76 0,50
0,96 0,51 0,93 5,20 0,67 0,35
0,98 0,36 0,97 8,70 0,52 0,10
0,99 0,26 0,98 15,00 0,41 0,05

 

При определении отверстия моста возможны два расчетных случая.

1. Известно: расход, тип устоев моста (коэффициент расхода), уклон дна подмостового русла, глубина в отводящем русле, напор перед мостом.

Нужно определить отверстие моста и скорость потока для назначения вида укрепления русла.

2. Известно: расход, тип устоев, уклоны подмостового и отводящего русел, глубина в отводящем русле, допустимая скорость потока под мостом.

Нужно определить отверстие моста и напор перед мостом.

Основные зависимости для выполнения расчетов можно представить в следующем виде.

а) для неподтопленных подмостовых русел

(3.7)

(3.8)

б) для подтопленных подмостовых русел

(3.9)

, (3.10)

где j = hр/ hкм - расчетный коэффициент, определяемый по табл. 3.1.

Допустимая скорость устанавливается по принятому виду укрепления (обычно ). Если средняя скорость неизвестна, то допустимую скорость можно определить по формуле Ю.Н.Даденкова [5].

(3.11)

где допустимая скорость при глубине потока 1 м;

коэффициент определяемый по табл. 3.1.

Расчет моста выполняется методом последовательных приближений в следующей последовательности.

1.Устанавливается значение коэффициента расхода m (табл.3.3) и критерия затопления N (табл.3.1).

2.Устанавливается значение допустимой скорости движения в подмостовом русле.

3. Определяется значение напора воды перед мостом по зависимости (3.7).

3. Проверяется условие затопления.

4 Если подмостовое русло не затоплено, отверстие моста определяется при s п = 1 по формуле(3.4). Если русло затоплено, то расчет необходимо вести с учетом подтопления (см. ниже).

5.Полученная величина b округляется в большую сторону до стандартного значения b1.

6. Определяется новое значение напора и проверяется условие затопления.

7. В случае если условие затопления не изменилось, определяют значения нормальной и критической глубин в подмостовом русле, по которым определяют расчетную схему малого моста.

Для выбранной схемы определяют значение расчетной глубины и определяют скорость потока в расчетном сечении по формуле

8. Проверяется выполнение условия . Если условие не выполняется, то необходимо назначить другой вид укрепления подмостового русла или увеличить отверстие моста и расчет повторить.

При третьей расчетной схеме подмостовое русло затоплено и порядок расчета следующий.

1. Определяем наибольшую возможную скорость в подтопленном подмостовом русле по формуле

и назначаем значение расчетной скорости.

2. Для вычисления действительного напора определяем значение вспомогательной функции

3. По табл.3.2, по значениям m и , принимая предельную степень подтопления, определяем .

4. Определяем действительный подпор по формуле (3.9).

5. Определяем отверстие моста по формуле и округляем его до стандартного - .

6. Для установления нового напора вычисляем значение вспомогательной функции

7. По табл. 3.2, по значениям находим степень и коэффициент подтопления.

8. Определим подпор перед мостом во втором приближении по формуле .

9. Определим величину подпора в третьем приближении с учетом значения степени подтопления по формуле .Расчеты величины подпора продолжаем до выполнения условия: приближенного равенства подпоров предпоследнего и последнего приближений.

10. Определяем действительную глубину и скорость в расчетном сечении.

11. Проверяется выполнение условия . Если условие не выполняется, то необходимо назначить другой вид укрепления подмостового русла или увеличить отверстие моста и расчет повторить.

 

 

Пример расчета

Исходные данные.

Определить отверстие моста и напор воды перед мостом, если Q =16 = 4 м/с; = 1,6 м; мост с прямоугольным подмостовым сечением (рис.3.1а);

Решение

1. По таблицам устанавливаем, что m = 0.32 (табл.3.3), N =0.84, j =0.76.

2. Принимая первоначально определим напор перед мостом по формуле (3.7)

3. Проверяем условие затопления.

NH =0.84*1.6 = 1.34 м < = 1,6 м, подмостовое русло затоплено и поэтому напор H должен быть пересчитан.

4. Определяем наибольшую возможную скорость в подтопленном подмостовом русле по формуле

Так как максимальная скорость меньше допустимой, то расчетную скорость принимаем равной 3,3 м/с.

5. Для вычисления действительного напора определяем значение вспомогательной функции

Затем по табл.3.2 для m = 0.32 и принимаем предельную степень подтопления n = 0,84 и тогда

6. Определяем действительный напор перед мостом

7. Определяем отверстие моста по формуле (3.10),

,

Округляем b до стандартного значения 5 м.

8. Для определения нового значения напора перед мостом вычисляем значение вспомогательной функции

По табл.3.2 для находим, что

Тогда .

9. Определим степень заполнения . Так как то уточнять значение напора во втором приближении нет необходимости.

10. Глубина потока в расчетном сечении при (табл.3.2) будет равна .

Тогда скорость в расчетном сечении

Таким образом, условие


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.013 сек.)