Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ВДС.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
12.39 Mб
Скачать

42

Розрахунок колектора водовідвідної системи зпс із лотками і кромках покриття

Ціль розрахунку колектора водовідвідної системи ЗПС (злітно-посадкова смуга) із лотками в кромках покриття – перевірити прийняті за нормами відстані між ОК (оглядовий колодязь), визначити діаметр та ухил труб на ділянках між розрахунковими перетинами, які визначають місця надходження до колектора розрахункових витрат.

Діаметр труби колектора D, визначаючий її пропускну здатність, знаходять у залежності від її ухилу й розрахункової витрати у перетині, що розглядається. Значення ухилу колектора вплив на значення швидкості течії води у трубі колектора (із збільшенням збільшується ). швидкість течії води повинна бути не менша 0,7м/с (призначається із умов не припущення руйнування їх матеріалу й стикових сполучень). Зменшення швидкості течії води по довжині колектора не допускається. Визначивши та задавшись , визначають й . якщо ширина водозбірної площі ЗПС із твердим покриттям (ТЗПС) менше 300м, то розрахунок колектора ТЗПС виконують на дощовий стік, у протилежному випадку – на сніговий.

Розрахункові витрати дощових вод визначають за формулою:

,

Де - модуль стоку, л/с∙га;

Де - площа водозбору для розрахункового перетину, га;

- коефіцієнт стоку дощових вод, який визначається за табл.1;

- параметр, який дорівнює максимальній інтенсивності дощу тривалістю 1хв за прийнятою повторністю, мм/хв.

Таблиця 1.

Коефіцієнт стоку дощових вод

Рід поверхні

Значення коефіцієнта при ґрунтах водозбірних площ

супісок

суглинок

Глина

Покриття:

Асфальтобетонні

0,95

0,95

0,95

Бетонні

0,85

0,85

0,85

Ґрунтові узбочини:

Незадернованні

0,60

0,65

0,70

Задерновані

0,55

0,60

0,65

Ґрунтові водозбірні площі:

Без дернового покриву

0,25

0,35

0,40

З дерновим покривом

0,15

0,25

0,30

; (3)

Де - розрахункова тривалість дощу, що дорівнює часу добігання води до розрахункового перетину, хв.;

n – показник ступеня, який характеризує зміну розрахункової інтенсивності дощу у часі;

- інтенсивність дощу тривалістю 20хв при рік, л/с∙га;

– коефіцієнт, враховуючи кліматичні особливості районів України й території СНД;

- період повторності розрахункової інтенсивності дощу, який визначають за табл.2 (в роках).

Розрахунок №1. Розрахувати колектори водовідвідної системи ділянки ТЗПС із лотками у кромках покриттів (рис1). Поперечний профіль ЗПС – двосхилий, ширина ТЗПС м. Покриття побудоване із цементобетонну. Ухили ЗПС: поперечний , поздовжній Ширина лотка у кромках покриття – 4м, глибина – 0,08м; ухил місцевості вздовж колекторів , ухил місцевості у напрямку головного колектора до гирлової будови Розташування аеродрому – м. Київ.

Таблиця 2.

Період повторюваності розрахункової інтенсивності дощу

Інтенсивність дощу , л/с∙га

Значення періоду повторюваності Т в роках при розрахунковій площі водозбору , га

До 6

6-9

9-15

Менше 70

0,33/0,33

0,33/0,33

0,50/0,50

70-115

0,50/0,33

0,50/0,50

0,50/0,50

Більше

0,50/0,50

0,75/0,50

0,75/0,50

Примітка 1. Перед рискою приведенні значення Т для водовідвідних систем з лотками у кромках покриттів, після риски – без лотків у кромках покриттів.

2. Для колекторів водовідвідних систем з ухилом лотків вище 0,005 наведені у таблиці значення Т потрібно знижати на одну ступінь (наприклад, замість 0,5 приймати 0,33 тощо).

Рис.1. Схема розрахунку колектора водовідвідної системи ділянки ЗПС із лотками в кромках покриттів

Рішення. Згідно з табл.3 при заданих похідних даних відстань між ОК повинна бути 100-150м. На ділянці ЗПС довжиною 400м повздовж колектора 1 (рис.1) можна розташувати чотири ОК, через 100м кожний. Довжина лотка у кромці покриття повздовж колектора 2 – 320м. Отже тут можуть бути розташовані три ОК: два – через 100м та один – через 120м. Колектори розташовуємо на відстані 10м від кромки покриттів. Оглядові колодязі на колекторах розташовуємо у місцях приймання поверхневих вод з ОК, де відбувається збільшення розрахункових витрат за довжиною колектора. Тут відразу за ОК позначаємо розрахункові перетини (рис.1). Для району м. Києва за картограми (рис.2,3,4) знаходимо: , л/с∙га, , (див. табл.1).

Таблиця 3.

Відстані між дощеприймальні колодязі

Елементи аеродрому, з яких відбувається стік води у лотки

Відстані між ДК при поздовжніх уклонах дна лотка, м

Від 0,003 до 0,005

Вище 0,005

Двосхилі ЗПС й площадки, які мають ширину меншу 50м

100-150

150-200

Односхилі ЗПС й площадки з шириною покриттів 50-60м:

При мм/хв.

100-125

125-175

При мм/хв.

75-125

125-150

За розрахунковий приймаємо колектор 1. Визначаємо діаметр труб та їх ухил на ділянці 1-2 перетин1. Час добігання води до перетину 1 дорівнює сумі часу добігання води по схилу й по лотку :

Час добігання води по схилу визначаємо за формулою:

Де - коефіцієнт шорсткості поверхні схилу, який приймаємо за табл.4 (у нашому випадку цементобетонне покриття і приймаємо 0,014);

- довжина схилу, яка бере участь у формуванні стоку, та визначається згідно з посібником ,м;

- ухил схилу.

Орієнтована площа водозбору для головного колектора А:

га

За табл.2 з урахуванням значень і А визначаємо, що Т=0,5року.

Тепер за формулою (3) знаходимо :

мм/хв.

Оскільки

Рис.3. Картограма розподілу параметра

То м та .

Тоді

Значення можна знайти й за номограмою довідка

Час добігання води по лотку до перетину 1 можна визначити за формулою:

(5)

Де - довжина лотка, м;

- швидкість течії дощових вод у кінці лотка, м/с;

(6)

Де ;

- глибина потоку води у кінці лотка біля ОК, м;

- ухил дна лотка.

Згідно з вихідними даними м для цементобетонного лотка . Значення добираємо так, щоб перепускна здатність лотка

(7)

Дорівнювала б (можливі відхилення ± 0,5%), тобто

(8)

При цьому глибина води у лотку приймають на 1-2см меншою від глибини лотка h=8см. Тоді см, .

Отже

Ця швидкість повинна бути не меншою за замулюючи , м/с (де - гідравлічний радіус, м) та не більшою значень, вказаних у табл.5.

За формулою (5) визначаємо час добігання води по лотку

Тоді

Приймаючи (згідно з методом граничних інтенсивносте й) за формулою (2) знаходимо модуль стоку.

Таблиця 5.

Розмиваюча швидкість руху води

Ґрунт лотка

Значення

Швидкості

V, м/хв.

Вид укріплення укосу

Значення

Швидкості

V, м/хв

Пісок дрібний та середньої крупності, супісок

0,4

Одернування навзнак

1,0

Пісок крупний

0,8

Одернування в стінку

1,6

Суглинок пилуватий

0,7

Брукування одиночне

0,2

Суглинок, глина

1,0-1,2

Бетон

8,0

Примітка. Табличні значення швидкостей слід помножити на коефіцієнт 0,85 при м та 1,25 при м.

Площа водозбору для перетину 1.

За формулою (1) визначаємо розрахункову витрату у перетині 1:

Глибина дібрана правильно, якщо .

Згідно з формулою (7)

Оскільки і не перевищує 5%, то умова (8) задовільне на, що свідчить про відповідність розрахункової витрати пропускної здатності лотка у розрахунковому перетині 1 та про можливість подальших розрахунків без внесення будь-якої зміни до прийнятої відстані між ОК або глибини води у лотку .

Щоб запобігти надмірного заглиблення ОК та забезпечити найменший об‘єм земельних робіт ухил труб колектора приймаємо рівним поздовжньому ухилу покриття ЗПС: . Діаметр труб колектора можна визначити за формулою:

Розрахунковий діаметр труби колектора у перетині 1.

За сортаментом азбоцементних труб (табл.6) і бетонних труб (табл.7) найближчим до розрахункового буде діаметр, рівний 279 мм.

Таблиця 6.

Труби азбоцементні безнапірні

Діаметр, мм

Товщина стінки, мм

Довжина труб, мм

Маса 1 м труби, кг

Внутрішній

Зовнішній

100

118

9

2950, 3950

6

141

161

10

2950, 3950

9

189

211

11

3950

13

279

307

14

3950

25

368

402

17

3950

40

Таблиця 7.

Труби бетоні безнапірні

Тип труби

Внутрішній діаметр, мм

Товщина стінки, м

Довжина труби, мм

Маса труби, т

ТБ

400

75

1600

0,466

ТБ

500

85

2100

0,857

ТБ

600

95

2100

1,137

ТБ

800

120

2100

1,929

ТБ

1000

145

2100

2,932

Швидкість течії води у трубі

(10)

Швидкість течії води на ділянці колектора 1-2 згідно формулі:

Що відповідає нормативним вимогам.

Діаметр труб колектора та швидкості в них води можуть бути визначені за номограмою (рис.5) та таблицями .

Розраховуємо колектор на ділянці 2-3 (перетин 2). Час добігання води до перетину 2 визначаємо за формулою:

(11)

(12)

Рис.4. Картограма розподілу інтенсивності дощу

Де - час добігання води до розрахункового перетину колектора, хв.;

- час добігання води до попереднього перетину, хв.;

- час добігання води по колектору від попереднього перетину до розрахункового, хв.;

- довжина розрахункової ділянки колектора, м;

- швидкість течії води на відповідній ділянці колектора, м/с;

- коефіцієнт, який враховує заповнення вільної місткості труб колектора та поступове наростання швидкості течії води обчислюють за формулою:

(13)

Рис.5. Номограма для визначення потрібних діаметрів труб

Де – поправочний коефіцієнт розрахунку часу течії води по колектору;

Визначаємо час добігання води на ділянці 1-2 колектора:

Обчислюємо:

Згідно з формулою (13):

Знаходимо розрахунковий час добігання води по колектору з урахуванням заповнення місткості труби на поступового наростання швидкості її течії:

Модуль стоку:

Площа водозбору для перетину 2:

Розрахункова витрата у перетині 2:

Розрахунковий діаметр труби колектора на ділянці 2-3 визначаємо за формулою (9), залишаючи незмінним поздовжній ухил колектора на цій ділянці:

За табличкою 6 визначаємо потрібний діаметр труби:

Знаходимо швидкість течії води у трубі колектора на ділянці 2-3:

Що не суперечить нормативним вимогам.

Розраховуємо колектор на ділянці 3-4 (перетин 3):

Час добігання води до розрахункового перетину 3:

Модуль стоку для перетину 3 знаходимо за формулою (2):

Площа водозбору для перетину 3:

Розрахункова витрата у перетині 3:

Розрахунковий діаметр труби колектора на ділянці 3-4 при незмінному ухилі :

Потрібний діаметр труби для цієї ділянки згідно з табл.6 приймаємо рівним 368 мм. Швидкість течії води у трубі колектора визначаємо за формулою (10):

Що відповідає нормативним вимогам.

Розраховуємо колектор на ділянці 4-5 (перетин 4):

Час добігання води до розрахункового перетину 4:

Модуль стоку для перетину 4 знаходимо за формулою (2):

Площа водозбору для перетину 3:

Розрахункова витрата у перетині 4:

Розрахунковий діаметр труби колектора на ділянці 4-5 при незмінному ухилі :

Діаметр труби на цій ділянці колектора попередній (368 мм), швидкість течії води попередня .

У відповідності з результатами розрахунку та нормативними вимогами на ділянках колектора 1-2, 2-3 і 3-4 необхідно встановити ОК через 50м. у центрі ділянки 4-5 також слід встановити ОК. З огляду симетрії колекторів 1-2 розрахунок колектора 2 не виконуємо й приймаємо його конструкцію аналогічно конструкції колектора 1.

Розраховуємо головний колектор.

Час добігання води до розрахункового перетину 5 (на головному колекторі) визначаємо по найбільш протяжному колектору. У даному випадку таким колектором в колектор 1. Для перетину 5.

Час добігання води до розрахункового перетину 5:

Модуль стоку для перетину 5

Площа водозбору для перетину 5:

Розрахункова витрата у перетині 5:

Розрахунковий діаметр труби головного колектора при ухилі :

За табл.7 обираємо бетонну трубу із внутрішнім діаметром 400 мм.

Швидкість течії води у трубі головного колектора визначаємо за формулою (10):

Що не суперечить нормам. Оглядові колодязі на головному колекторі слід встановити через 75 м.

Результати розрахунку зводимо до табл.8.

Таблиця 8.

Відомість гідравлічного розрахунку колектора 1

Номер ОК

, м

м/с

мм

Матеріал труби

1

6,78

134,65

40,395

0,88

279

Азбоцемент

3

100

0,004

12,32

88,68

53,20

0,88

279

Те ж саме

5

100

0,004

16,92

71,04

60,93

1,06

368

"

7

100

0,004

20,32

61,23

73,47

1,06

368

"

9

80

0,004

23,17

57,02

136,85

1,294

368

"

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]