146191 (729331), страница 2

1. Определяем отношение . В курсовой работе отношение = 3.

2. Находим величину в зависимости от отношения по табл. XIV.26 [3]: =0,65.

3. Вычисляем глубину воронки размыва за жестким укреплением:

, (3.27)

Глубина ковша размыва будет равна:

, (3.28)

Длину зуба укрепления вычислим по формуле:

, (3.29)

Ширина укрепления В_укр может быть равна ширине спланированного выходного участка В, при этом для труб В_укр =(5…7)d(b). Определим В_укр по прил. 2 курсовой работы: В_укр =11,44 м.

Длина участка укрепления перед трубой будет равна:

, (3.30)

Ширина участка укрепления перед трубой определим по прил. 2 курсовой работы: =12,80 м.

Тип укрепления назначается по приложению 22 [5] исходя из скорости на входе и выходе из трубы. Все рассчитанные параметры укрепления русел круглой и прямоугольной труб внесены соответственно в таблицы 3.4 и 3.5.

Укрепление откосов осуществляется путем укладки одерновки, для чего необходимо подсчитать ее площадь.

Площадь одерновки определим, как сумму площадей трапеций, расположенных справа, слева и над входным оголовком, для чего необходимо определить геометрические параметры трапеции на откосе.

Длина укрепления одерновки на откосе у портала будет равна

, (3.31)

где l_откр – длина открылка, равная 4,50 м;

 – угол наклона откоса насыпи, равный ;

 – угол, который составляют открылки с осью трубы, равный

Длина укрепления на откосе по краю одерновки будет равна

, (3.32)

где x – ширина укрепления, равная 1,00 м.

Длина укрепления одерновки над входным оголовком будет равна

(3.33)

где В_укр – ширина участка укрепления перед трубой (таблицы 3.4 и 3.5), равная 12,80 м;

 - косина сооружения (таблица 1.1), равная

Площадь одерновки справа и слева портала вычисляется как площадь трапеции по формуле

. (3.34)

Площадь одерновки над входным оголовком вычисляется как площадь прямоугольника по формуле

. (3.35)

Общая площадь одерновки будет равна

. (3.36)

Укрепление выходного оголовка рассчитывается аналогично. Результаты расчета укрепления откосов труб приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Ведомость укрепления откосов у труб

1. Конструирование водопропускных труб.

Определение длины трубы с учетом конструктивных элементов ([6]).

, (3.37)

где n – количество звеньев, равное 18;

1,00 – длина звена, м;

0,03 – расстояние между звеньями, м.

Длина трубы с учетом оголовка.

, (3.38)

где M – длина оголовка, равная 3,20 м. ([6])

Результаты конструирования круглых и прямоугольных водопропускных труб приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.

1. Определение горизонта подпертых вод.

Для определения горизонта подпертых вод необходимо знать глубину воды перед трубой и отметку русла лотка. Тогда значение можно будет вычислить по следующей формуле ([6]):

, (3.39)

где Н – высота воды перед трубой, равная 1,97 м;

отм. русла – отметка русла, равная 47,00 м.

Результаты расчета горизонта подпертых вод у круглых и прямоугольных водопропускных труб приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.

4. Гидравлический расчет малого моста (ПК 09+85,00)

4.1 Установление схемы протекания воды под мостом.

Для того, чтобы правильно определить схему протекания воды под мостом, необходимо определить бытовую глубину потока.

Исходные данные:

• расчетный расход Q_p = 30,24 м³/с;

• уклон лога у сооружения i_л = i₀ = 0,0037;

• заложение склонов: правого m_пр = 42,18;
  левого m_л = 40,36;

• укрепление лога – одерновка плашмя.

1. По приложению 23 [5] устанавливаем коэффициент шероховатости для заданного типа укрепления n = 0,03.

2. Так как сечение суходола при заданных уклонах треугольное, то принимаем

(4.1)

1. Определяем значение расчетной расходной характеристики

м³/с (4.2)

1. Используя способ подбора, произвольно назначаем h₁ = 1 м и последовательно подсчитываем:

площадь живого сечения

(4.3)

гидравлический радиус

, (4.4)

где – длина смоченного периметра,

(4.5)

скоростную характеристику (см. приложение 24 [5])

W₁ = 19,6 м/c

расходную характеристику

м³/с (4.6)

что значительно больше требуемого значения К₀ = 497,14 м³/с.

1. Назначаем h₂ = 0,5 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:

W₂ = 11,35 м/c

м³/с

Полученное значение расходной характеристики значительно меньше требуемое значение К₀ = 74,37 м³/с , поэтому расчет следует продолжить.

1. Назначаем h₃ = 0,8 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:

W₃ = 16,50 м/c

м³/с

Расхождение , т. е. более 5 %, поэтому расчет следует продолжить.

1. Назначаем h₄ = 0,85 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:

W₄ = 17,14 м/c

м³/с

Расхождение , т. е. менее 5 %, поэтому расчет следует прекратить.

1. Скорость потока в логе при h₀ = 0,85 м определим по формуле

, (4.7)

где

; (4.8)

здесь

(4.9)

Тип укрепления русла назначается по приложению 22 [5]. В данном случае для расчетной скорости V₀ = 1,01 м/с и бытовой глубины h₀ = 0,85 м русло будет целесообразно укрепить галькой, 25…40 мм.

Результаты расчета бытовой глубины и укрепления русла приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Ведомость расчета бытовой глубины потока

4.2 Определение отверстия и высоты моста.

Перед тем, как определять отверстие моста, необходимо вычислить допускаемый напор воды перед мостом, который будет равен:

, (4.10)

где Н_нас – высота существующей насыпи, равная 4,00 м;

_к – коэффициент, учитывающий снижение кривой подпора во входном сечении, принимаемый равным:



 – величина, учитывающая строительную высоту пролетного строения и технический запас возвышения низа пролетного строения над уровнем воды, определяемая по следующей формуле:

, (4.12)

где h_стр – строительная высота пролетного строения равная 1,35 м;

_min – технический запас возвышения низа пролетного строения над уровнем воды, принимаемый равным 1 м при наличии корчехода и селевых потоков и, принимаемый равным 0,50 м во всех остальных случаях.

Первый расчетный случай. Исходные данные для расчета:

• тип устоев – с откосными крыльями;

• расчетный расход Q = 30,24 м³/с (табл. 2.3 курсовой работы);

• бытовая глубина воды в логе h₀ = 0,85 м (п. 4.1 курсовой работы);

• напор воды перед мостом Н = 2,69 м.

Определить: отверстие малого моста и подобрать тип укрепления для подмостового русла.

Порядок расчета:

1. По табл. VI.1 [5] устанавливаем, что устоям с откосными крыльями соответствует коэффициент расхода m = 0,35, тогда по табл. VI.2 [5] критерий затопления N = 0,8.

Проверяем условие затопления. Так как

(4.13)

то подмостовое русло является незатопленным и поэтому коэффициент затопления _з = 1.

1. Определяем размер отверстия моста

, (4.14)

Принимаем ближайшее стандартное значение b₁ = 5,00 м.

1. Новое (уточненное) значение напора перед мостом

, (4.15)

1. Условие

(4.16)

не изменилось.

1. По табл. VI.2 [5] устанавливаем,. что k₁ = 0,52, следовательно, глубина в расчетном сечении

(4.17)

и скорость

(4.18)

1. По данным, приведенным в приложении 22 [5], устанавливаем, что при V_расч = 4,69 м/с и

h_расч = 1,29 м подмостовое русло необходимо укрепить мощением с потбором лица и грубым приколом на щебне (слой щебня не менее 10 см) из камня размером 20 см.

Так как мощение крайне неиндустриальный тип укрепления русел, в последнее время он чаще всего заменяется укреплением из сборных бетонных плит размером 50 Х 50 или 100 Х 100 см.

Таблица 4.2

Ведомость расчета малых мостов по I расчетному случаю

Третий расчетный случай. Исходные данные для расчета:

• тип устоев – с откосными крыльями;

• расчетный расход Q = 30,24 м³/с (табл. 2.3 курсовой работы);

• бытовая глубина воды в логе h₀ = 1,29 м;

• напор воды перед мостом Н = 4,69 м.

Определить: отверстие малого моста и подобрать тип укрепления для подмостового русла.

Порядок расчета:

1. По табл. VI.1 [5] устанавливаем, что устоям с откосными крыльями соответствует коэффициент расхода m = 0,35, тогда по табл. VI.2 [5] критерий затопления N = 0,8. Тогда N  H = 0,80  2,48 = 1,98 м.

Проверяем условие затопления. Так как

(4.19)

то подмостовое русло является не затопленным.

коэффициент затопления _з = 1,00.

1. Размер отверстия моста

. (4.21)

Округляем до стандартного значения b₁ = 5,00 м.

1. Для определения нового значения напора Н₁ подсчитаем вспомогательную функцию

. (4.22)

По таблице приложения 28 [5] при m = 0,35 и  = 1,03 устанавливаем, что n₁ = 0,8 и _з1 =
= 1,00. Так как стандартное отверстие моста незначительно отличается от расчетного, то значения n и _з не изменились, т. е. практически не изменился напор воды перед мостом и можно принять Н₁ = 2,48 м.

1. Определим глубину и скорость потока в расчетном сечении, предварительно установив, что k_п = 0,63 (по таблице приложения 28 [5] при m = 0,35 и n = 0,8).

, (4.23)

. (4.24)

1. По данным расчета может быть принят тип укрепления под мостового русла – мщение на щебне из рваного камня размером 20 см, на слое щебня не менее 10 см.

Так как мощение крайне неиндустриальный тип укрепления русел, в последнее время он чаще всего заменяется укреплением из сборных бетонных плит размером 50 Х 50 или

100 Х 100 см.

Таблица 4.3

Ведомость расчета малых мостов по Ш расчетному случаю

4.3 Определение горизонта подпертых вод,

Горизонт подпертых вод (ГПВ) у малого моста можно найти как сумму напора воды перед мостом и отметки русла лотка. Тогда значение ГПВ будет равно:

, (4.25)

где Н – подпор воды перед мостом, равный 2,48 м;

отм. русла – отметка русла, равная 47,00 м.

Результаты расчета горизонта подпертых вод у малого моста по первому и третьему расчетным случаям приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Ведомость расчета ГПВ малых мостов и отметок дамб

5 Гидравлический расчет придорожных канав (пример расчета нагорной канавы на ПК 03+90,00 – ПК 07+80,00).

5.1 Определение площади водосборного бассейна

Площадь водосборного бассейна для расчета нагорной канавы определяется по формуле 1.1 курсовой работы

. (5.1)

5.2 Расчет полного стока.

Расход воды, притекающей к нагорной канаве определим по формуле 15.9 [2]

(5.4)

где 87,50 – коэффициент размерности;

_час – интенсивность ливня часовой продолжительности, определяемая по табл. 15.7 [2], и равная для 10 ливневого района 1,35 мм/мин;

F_общ – площадь водосборного бассейна нагорной канавы вместе с площадью водосборного бассейна верхового кювета, расход воды из которого отводится в нагорную канаву, равный 0,0425 км².

5.3 Определение основных параметровнагорной канавы от ПК 03+90,00 до ПК 07+80,00).

Данная задача выполняется методом подбора искомых величин “h” и “b” в расчетном сечении.

Исходные данные для расчета:

• русло трапецеидального сечения;

• уклон i₀=0,022 (принимается равным уклону местности);

• коэффициент заложения откосов m=0,5;

• ширина русла по дну b=0,50 м;

• расчетный расход Q_р=5,02 м3/с;

• тип укрепления мощение на щебне, слой щебня не менее 20 см.

Порядок расчета:

1. По приложению 23 [5] устанавливаем коэффициент шероховатости n=0,022.

2. Определяем значение расчетной расходной характеристики по формуле IV.22 [5]

(5.5)

1. Назначаем глубину h₁=0,60 м, определяем:
   площадь живого сечения по формуле IV.5 [5]

; (5.6)

гидравлический радиус по формуле IV.4 [5]

, (5.7)

где χ₁ – длина смоченного периметра, определяемая по формуле IV.6 [5]

; (5.8)

скоростную характеристику, определяемую по приложению 24 [5] и равную W₁=19,30 м/с;

расходную характеристику

(5.9)

Расхождение

. (5.10)

Так как расхождение К₂ с К₀ менее 5%, то глубина воды в канаве определена верно.

1. Определяем среднюю в сечении скорость по формуле IV.18 [5] и сравниваем с максимально допустимой скоростью для заданного типа укрепления, равной V_доп = 3,00 м/с (см. приложение 22 [5]).

(5.12)

1. Определим расход воды, который может обеспечить наша канава при полученных в ходе расчета параметрах по формуле IV. [5] и сравним его с расчетным значением Q_р =5,02 м³/с.

(5.13)

Для нагорной канавы от ПК 03+90,00 до ПК 07+80,00 принимаем окончательно подобранные величины h=0,60 м и b=0,50 м.

5.4 Выбор типа укрепления.

Типы укрепления канавы задают перед расчетом основных параметров канавы по приложению 22[5]. После расчета сравнивают полученную среднюю скорость течения воды в канаве с максимально допустимой неразмывающей скоростью: если полученная в ходе расчета скорость меньше допустимой, то принимаем этот тип укрепления, в ином случае выбираем другой тип укрепления и повторяем расчет параметров канавы.

5.5 Конструирование придорожной канавы.

Окончательная конструкция канавы определяется после ее полного гидравлического расчета по всем расчетным сечениям построением продольного и поперечного профилей.

Список использованных источников

1. Характеристики водосборного бассейна: Методические указания и задание к выполнению курсовой работы по проектированию малых дорожных водопропускных сооружений для студентов специальности 29.10 “Строительство автомобильных дорог и аэродро мов”/Сост. В.П. Горбачев, Ю.С. Глибовицкий, В.В. Лопашук. –Хабаровск: Изд-во Хабар. Гос. Техн. Ун-та, 1993. –23 с.

2. Справочник инженера – дорожника: Проектирование автомобильных дорог. Под ред. Г.А. Федотова. –М.: Транспорт, 1989. –437 с.

3. Справочник инженера – дорожника: Изыскания и проектирование автомобильных дорог. Под ред. О.В. Андреева. –М.: Транспорт, 1977. –559 с.

4. И.М. Красильщиков, Л.В. Елизаров Проектирование автомобильных дорог. –М.: Транспорт, 1986. –212 с.

5. Гидрологические и гидравлические расчеты малых дорожных сооружений. Большаков В.А., Курганович А.А.. –К.: Вища школа. Головное изд-во, 1983. –280 с.

6. Курс лекций по проектированию автомобильных дорог.

7. Нормативные материалы для выполнения курсовой работы №2 по дисциплине “Проектирование автомобильных дорог (расчет стока) ”. /Сост. Глибовицкий Ю.С., Горбачев В.П., Лопашук В.В.. –Хабаровск: Изд-во Хабар. Гос. Техн. Ун-та, 1992. –7 с.

8. СниП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. Госстрой СССР. –М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1986. –56 с.

Таблица 3,1.2

Ведомость расчета круглых водопропускных трубы.

Таблица 3,2.3

В едомость расчета прямоугольных водопропускных труб

Таблица 3,3.4

Ведомость расчета укрепительных работ круглых водопропускных труб

Таблица 3,4.5

Ведомость расчета укрепительных работ прямоугольных водопропускных труб

Таблица 5,1.1

Ведомость придорожных канав