- •2. Определение величины расчетного расхода водотока и объема стока.
- •2.1 Определение расхода ливневых вод
- •2.2 Определение общего объема стока ливневых вод
- •2.3 Определение расхода от талых вод и расчетного слоя стока.
- •3. Гидравлические расчеты труб
- •3.2 Расчет отверстия водопропускной трубы.
- •4. Конструирование водопропускной трубы.
Общие сведения о малых инженерных сооружениях.
Малые водоотводные сооружения устраивают в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями, оврагами или балками, по которым стекает вода от таяния снега. Количество водопропускных сооружений зависит от климатических условий и рельефа. К основным видам водопропускных сооружений относятся мосты и трубы.
С точки зрения требования автомобильного транспорта в каждом конкретном случае наилучшим будет такое водопропускное сооружение, которое не меняет условий движения автомобилей, не требует изломов в плане и профиле дороги. От качества проектирования искусственных сооружений зависит долговечность и экономичность дороги. В этом отношении наилучшим результатом является трубы, с различными углами пересечения водотока и при любых высотах насыпи.
В современном дорожном строительстве наибольшее распространение находят железобетонные мосты и трубы стандартных типов из сборных элементов.
Исходные данные для проектирования малого водопропускного сооружения даются в задании.
Определение площади сборного бассейна.
Поверхностные воды притекают к рассматриваемому участку дороги с некоторой площади называемой водосбором.
Площадь водосборного бассейна определяется методами сетки. В этом способе разбивают водосборный бассейн на равные квадраты со сторонами 4х4 мм, что обусловлено в масштабе карты 1:25000 составляет 0,01 км2
F = n*0,01; (1.1)
где n - количество квадратов разместившихся в площади бассейна.
F = 84*0,01 = 0,84 км2
Определение длины главного лога.
Длину главного лога определяют по топографической карте, предварительно определив на ней длину главного лога. Затем измеряют длину этой линии в соответствии с масштабом.
L = l*250; (1.2)
L = 5,7*250 = 1425 м
Средний уклон главного лога определяется по формуле:
iср = (Hb – Hc)/L = (116,4 – 200,8)/1425= 0,059 = 59 ‰ (1.3)
где HВ - отметка главной точки на водоразделе, м;
Нс - отметка лога у сооружения, м;
L - длина главного лога, м.
Уклон лога у сооружения.
Этот уклон определяется между точками расположенными на 200м выше сооружения и 100м ниже сооружения:
(1.4)
где H200 - отметка лога на 200м выше сооружения;
H100 - отметка лога на 100м ниже сооружения.
2. Определение величины расчетного расхода водотока и объема стока.
Количество воды, притекающей к сооружению с малого водосборного бассейна, поддается теоретическому расчету. Однако неизбежны различные условности и погрешности. Наиболее трудно учесть ход дождя во времени, ход снеготаяния и впитывание воды в почву.
2.1 Определение расхода ливневых вод
Строительные нормы и правила СНиП 2.01,14-83 и СП 33-101-2003 "Определение расчетных гидрологических характеристик" рекомендует для малых водосборов использовать расчет ливневого стока, пользуясь принципом "предельных интенсивностей". Для расчета стока транспортных сооружений, является расчет разработанный МАДИ и Союздорпроектом, использующий характеристики метрологических факторов стока. В основе лежит общая формула ливневого стока:
(2.1)
где арасч - расчетная интенсивность ливня, мм/мин;
F - площадь водосбора, определяемой по карте в горизонталях, км2;
- коэффициент стока, зависит от вида грунтов;
- коэффициент редукции, учитывающий неполноту стока, (опред. по табл.4)
Для площади до 100 км посчитал по формуле:
(2.2)
= 0,56
Расчетная интенсивность ливня вычисляется по формуле
арасч = кt * ачас (2.3)
где ачас - средняя интенсивность ливня часовой продолжительности, мм/мин, определяется по табл. 1, при 2% повторяемости, для ливневого района №8 (ачас=1,24);
кt - коэффициент, передающий интенсивность ливня часовой продолжительности в расчетную интенсивность, определяется по табл. 2, для
F = 0,84 км2 и ливневого района № 8 (кt=1,20)
F = 0,84 км2;
ачас = 1,24;
кt = 1,20;
арасч = 1,20*1,24=1,48;
Значение
(2.4)
где – коэффициент склонового стока определяется по таблице №3 при 2% повторяемости,=0,50;
–коэффициент, учитывающий аккумуляцию дождевого стока по поверхности водосбора и определяется по формуле:
(2.5)
где – коэффициент, учитывающий проницаемость почвы, определяется по таблице №6, дляII категории почва-грунта, суглинки и глины =0,04;
– коэффициент, учитывающий состояние грунта, определяется по таблице №7, для совпадения избыточного осеннего увлажнения со стоком в весенний период,=0,9;
– поправочный коэффициент, определяется по таблице №10 и №11, П=1 дляF≤10км,
Тогда:
= 1,0-0,04*0,9*1,0 = 0,96
= 0,500,96= 0,48
Ливневый сток будет равен:
= 16,671,480,840,480,64 = 6,36 м3/с
2.2 Определение общего объема стока ливневых вод
Объем ливневого стока определяется как произведение слоя стока на коэффициент редукции и площадь водосбораF. В результате различных преобразований получается формула, характеризующая объем ливневого стока (м3):
(2.6)
средняя интенсивность ливня часовой продолжительности, = 1,24мм/мин:
коэффициент, переводящий интенсивность ливня часовой продолжительности в расчетную интенсивность, определяется по табл. 2, для F = 0,84 км2 и ливневого района № 8 (кt=1,20)
F – площадь водосбора, (F = 0,84 км2);
Тогда:
м3