2.3 Таблиця порівняння прийнятих варіантів труб:
Розрахункові витрати води,м3/с |
Отвір,м |
Оцінка |
Глибина води перед трубою,м |
Оцінка |
Швидкість води при виході з труби, м/с |
Оцінка |
Елементи |
Оцінка |
Разом балів |
Для одніїї труби 20,17м3/с |
4х2,5 |
3 |
2,11 |
6 |
4,2 |
6 |
22 |
3 |
16 |
Для двох труб 10,09м3/с |
2,00 |
4 |
2,38 |
7 |
4,3 |
7 |
16 |
1 |
17 |
2,00 |
5 |
2,46 |
8 |
4,4 |
8 |
16 |
1 |
21 |
|
2х2 |
5 |
2,11 |
6 |
4,2 |
6 |
48 |
7 |
21 |
|
2,5х2 |
4 |
1,82 |
4 |
3,9 |
5 |
46 |
6 |
17 |
|
3х2,5 |
2 |
1,66 |
2 |
3,5 |
2 |
44 |
5 |
13 |
|
4х2,5 |
1 |
1,32 |
1 |
3,2 |
1 |
44 |
5 |
9 |
|
Для трьох труб 6,72м3/с |
2,00 |
2 |
1,81 |
3 |
3,6 |
3 |
24 |
4 |
13 |
2,00 |
4 |
1,90 |
5 |
3,7 |
4 |
24 |
4 |
17 |
|
2х2 |
3 |
1,66 |
2 |
3,5 |
2 |
72 |
8 |
16 |
|
1,60 |
6 |
2,53 |
9 |
5,4 |
9 |
18 |
2 |
23 |
|
1,60 |
7 |
2,78 |
10 |
5,8 |
10 |
18 |
2 |
26 |
Висновок: Оптимальний варіант водопропускної труби за мінімальними балами двоочкова труба з розмірами отвору 4x2,5 м.
2.4 Гідравлічний розрахунок малих мостів
1. Встановлення розрахункового стоку. За розрахунковий стік приймаємо максимальний стік від сніготанення
Qроз = Озливи=20,17м3/с.
2. Підбір отвору мосту.
Для більш точного визначення отвору мосту спочатку визначають побутову глибину води потоку hn послідовним підбиранням положення рівня висотної води (РВВ) при наявності таких вихідних даних:
Розрахункова витрата води - Qроз = Озливи=20,17м3/с;
Уклон улоговини – русла біля мосту іс=30‰.
Як попереднє наближення побутову глибину можна визначити за емпіричною формулою
де m – параметр, що враховує значення коефіцієнта шорсткості русла ( за добрих умов у земляних руслах, частково зарослих, слабо покручених m=0,55 );
К – модуль витрат ( );
І – сума коефіцієнтів (закладання укосів схилів улоговини ):
Розрахункова побутова глибина: h’=0,64м.
За розрахунковою побутовою глибиною (h’=0,64м) визначаємо:
площу живого перерізу потоку ( ω’ =І* h’n2/2=72,65*0,642/2=14,9≈15м2);
змочуваний периметр (χ’=І*h’n=72,65*0,64=46,5м);
гідравлічний радіус (R’=ω’/χ’=15/46,5=0,32м);
побутову швидкість води потоку ( ) де С – коефіцієнт Шезі; W- швидкісна характеристика, яка залежить від гідравлічного радіуса R’ і коефіцієнта шорсткості n (R’=0,32; п=0,04; W’=10,70 м/c);
витрати води ( Q’=ω’ *V’n=15*1,85=27,75м3/c ).
Порівняємо отримані витрати води Q’ із розрахунковими Qроз. Оскільки розбіжність становить більше 5% (Q’-Qроз=27,75-20,17=|7,58|>0,05Qроз=0,05*20,17=1,01м3/c), беремо нове значення глибини потоку і повторюємо розрахунок. Глибину підбираємо до тих пір, коли різниця між одержаними витратами і розрахунковими буде менше ніж 5%.
При новому значенні h”n=0,5м так само, як і при h’=0,64м, визначаємо витрату води Q”=13,5м3/c: Q”-Qроз=13,5-20,17=|6,67|>0,05Qроз=0,05*20,17=1,01 м3/c.
За двома витратами будуємо графік залежності витрат від глибини потоку, а розрахункову витрату позначаємо на осі абсцис точкою, з якої під прямим кутом проводимо штрихову лінію до перетину з лінією графіка залежності, з точки перетину проводимо горизонтальну штрихову лінію до перетину осі ординат. Знайдена точка перетину відповідає шуканій побутовій глибині ( h’’’n=0,566м ).
Аналогічно встановлюємо, що ω’’’=12м2; χ’’’=41,12м; R’’’=0,29м; W’’’=10 м/c; V’’’n=1,7м/c; Q’’’=20,4м3/c: Q’’’ - Qроз=20,4-20,17=|0,23|>0,05Qроз= =0,05*20,17=1,01м3/c.
3. Встановлення схеми протікання води під мостом.
Для цього обираємо допустиму швидкість течії води Vдоп=6м/с.
Оскільки то вода протікає за вільною схемою:
Мінімальну висоту мосту обраховуємо за формулою:
Визначаємо довжину мосту заввишки до 3 метрів при пальових опорах: