Поперечный профиль струенаправляющих дамб

Струенаправляющие дамбы проектируют незатопляемыми земляными насыпями .В курсовом проекте вычисляют отметки бровки верховой и низовой СНД, высоту СНД, назначают ширину верха СНД, заложение откосов и их укрепление.

При определении отметки бровки верховой СНД предварительно вычислим средние скорости и . Площадь живого сечения потока под мостом при варианте отверстия состоит из площади русла и площади непересыпанной части поймы глубиной 1,98 м.

(3.10)

Средняя скорость движения воды под мостом:

_(3.11)

Отношение расходов на пойме и общего: . (3.12)

Подпор вычислим, приняв при значение .

. (3.13)

где – коэффициент, зависящий от величины пойменного расхода (0,103);

– средняя скорость под мостом до размыва(1,29);

– средняя скорость течения нестесненного потока(0,87)

Высота набега волны при заложении откоса m=2, h_пб=1,98м:

. (3.14)

Отметка бровки верховой СНД при РУВВ=135,0м, продольном уклоне :

_(3.15)

где – подпор перед мостом;

l_в – длина верховой СНД (77,95);

– продольный уклон водной поверхности (0,0004);

– высота набега воды на откос дамбы (0,85);

0,25 – запас.

Отметка бровки низовой части СНД :

. (3.16)

Высота насыпи верховой СНД при отметке поверхности поймы 132,2: h_н=136,22-132,2=4,02м.

Пикетное положение корня СНД:

Ширина СНД по верху не менее 3 м. Откосы СНД с речной стороны следует принимать не круче 1:2, а с противоположной стороны – не круче 1:1,5. В головной части для уменьшения местного размыва откос дамбы уполаживается до 1:3.

Укрепления откосов СНД с речной стороны выполняют плитами ПК100.12.е, монолитным бетоном на слое щебня. Пойменный откос может укрепляться засевом трав по плодородному слою. По подошве речного откоса и головы дамбы предусматривают упор из монолитного бетона или бетонных блоков, а также рисберма шириной 2,0 м из камня. Толщина ее равна 0,5 м

3.4 Проектирование продольного и поперечного профиля мостового перехода

Проектная линия мостового перехода определяется ограничивающими отметками и нормами ТКП (радиусы вертикальных кривых, максимальные уклоны) для дороги, на которой проектируется мостовой переход.

Минимальная отметка проектной линии на пойме определяется из условия, чтобы бровка обочины была выше набега волны на 0,5 м.

, (3.17)

где РУВВ – расчетный уровень воды;

– подпор перед насыпью;

=0,09+0,0004*[(38+48)-(31+54.76)]=0.367м; (3.18)

где – подмостовой подпор, (0,09);

l_x – расстояние от конца отверстия моста до рассматриваемого сечения насыпи подхода.

– высота набега волны, (0,85м);

– разность отметок оси проезжей части и бровки обочины(0,175м).

Разность отметок оси проезжей части и бровки обочины на дороге II категории:

=135+0,367+0,85+05+0,175=136,89

Минимальная отметка моста на пойме вычисляется по формуле:

, (3.19)

где Δz – подмостовой подпор, (0,09);

h_в – высота волны, (0,396);

– подмостовой габарит, для несудоходных пролетов (Г_м=0,5 м);

h_кон – высота конструкции пролетного строения.

На пойменном участке моста примем длины пролетов 12, 24 или 33 м с высотой балки 1,20 или 1,50 м .Высота конструкции пролетного строения по на дороге II категории

Минимальная отметка проектной линии на пойменной части моста:

Минимальная отметка проектной линии на судоходном пролете для реки V класса и РСУ=132,9м ,приняв

_(3.20)

Разбивка моста на пролеты выполняется после определения длины мост. Длина моста зависит от отверстия моста и высоты насыпей в начале и конце моста, т.е. от положения проектной линии. Поэтому предварительно принимаем длину пролета 33 м.

На судоходных пролетах моста необходимо обеспечить подмостовой габарит по высоте и по ширине.

Рисунок 3.4 – Схема подмостового габарита

Проектная линия продольного профиля мостового перехода проектируется в такой последовательности. Назначаем радиусы вертикальных кривых: выпуклой – 15000 м, вогнутой – 8000 м, продольный уклон 40‰ как для Iв категории (проектируемая дорога имеет II категорию).

Вершину выпуклой кривой располагаем над серединой русла на пикете 30+64, с отметкой 145,9 м. На пойме проектная линия – прямая с уклоном 0,0004 и минимальной отметкой на пикете 38+48, равной 136,9 м.

Выпуклую кривую радиуса 15000 м закончим на пикете 33+64 на расстоянии 300 м от вершины. Уклон касательной прямой на пикете 33+64 по равен i= .

Прямая с уклоном на пойме 0,0004 имеет ограничивающую отметку на пикете 38+48, равную 136,9 м. На пикете 33+48 проектная линия должна иметь отметку не менее 136,9-0,0004·500=136,7м.

Пикетное положение начала отверстия моста ПК(НОМ) не доходит до левой бровки русла на величину (l_ук+m·h_пб). Оно равно

РК(НОМ)=(30+00)-(10+2·1,98)=29+86,04.

Конец отверстия моста РК(КОМ)=(29+86,04)+168,72=(31+54,76.

Пикетное положение начала и конца моста определим исходя из пикетного положения начала и конца отверстия моста, положения проектной линии и конуса подхода (m=2) подбором. При подборе будем исходить из условной высоты насыпи, считая ее от РУВВ=135,0 м до проектной линии.

Пикетное положение начала моста вычислим следующим образом. Предположим, что пересечение откоса подхода и проектной линии произойдет на пикете 29+50, расположенном на расстоянии (30+64)-(29+50)=114 м от вершины выпуклой кривой. Отметка проектной линии:

.

Где Н_В – отметка вершины кривой (145,9).

Условная высота насыпи над уровнем РУВВ: .

Если откос конуса подхода будет иметь высоту 10,47 м, то горизонтальная проекция откоса при m=2 равна .

В этом случае пересечение откоса насыпи и горизонтальной линии с отметкой 145,47 произойдет на РК(П)=(29+86,04)-2*10,47=(29+65,1), что не соответствует первоначальному предположению.

Предположим, что пересечение проектной линии и откоса конуса подхода РК(П) находится на пикете 29+65. Вычислим Н₂₉₊₆₅=145,57 м, h₁₂₉₊₆₅=145,57-135=10,57; РК(НМ)=(29+86,04)-2*10,57=(29+64,9)м.

Предположим, что пересечение проектной линии и откоса конуса подхода РК(П) находится на пикете 29+66. Вычислим Н₂₉₊₆₆=145,58 м, h₁₂₉₊₆₅=145,58-135=10,58; РК(НМ)=(29+86,04)-2*10,58=(29+64,88)м.

Следовательно, принимаем точку пересечения проектной линии и откоса конуса левого подхода на пикете 29+64,89 как среднее значение из двух предыдущих.

Пролетное строение начала моста отодвигается от этой точки на 0,75 м. Начало моста находится на пикете =(29+64,95)-0,75=29+64,14.

Пикетное положение конца моста вычислим с учетом положения струенаправляющей дамбы на правой пойме.

Конец отверстия моста находится на откосе СНД на пикете 31+54,76. Ширина верха СНД равна 3,0 м. Откос конуса подхода при РУВВ=135,0м с учетом ширины верха СНД находится на пикете 31+57,76. Пересечение конуса подхода и проектной линии вычислим подбором по схеме, аналогичной вычислению положения начала моста.

Предположим, что пересечение проектной линии и откоса подхода находится на пикете 31+70. Вычислим проектную отметку на пикете 31+70, находящимся на расстоянии l=(31+70)-(30+64)=106 м от вершины кривой; . Условная высота насыпи h₃₁₊₇₀=145,52-135=10,52м; РК(П)=(31+57,76)+2*10,52=31+78,8 м.

Предположим, что пересечение проектной линии и откоса подхода находится на пикете 31+78. Вычислим проектную отметку на пикете 31+78, находящимся на расстоянии l=(31+78)-(30+64)=114 м от вершины кривой; . Условная высота насыпи h₃₁₊₇₈=145,47-135=10,47м; РК(П)=(31+57,76)+2*10,47=31+78,7 м.

Пикетное положение конца моста РК(КМ)=4(31+78,7)+0,75=31+79,45.

Длина моста равна разности пикетного положения конца и начала моста:

.

Составим схему моста.

Судоходный пролет должен обеспечить ширину подмостового габарита В . Для класса реки V В=80 м. Если принять ширину опоры 2,0 м, то судоходный пролет должен быть не менее 82 м. Примем его равным 84 м.

Воспользуемся опытом строительства мостов в Республике Беларусь. Примем неразрезное сталежелезобетонное пролетное строение с пролетами (63+84+63)м, на остальной части из предварительно напряженных железобетонных балок.

Так как русло имеет ширину 128 м, то судоходный пролет расположим над серединой русла. От начала моста (29+64,14) до бровки русла (30+00) расстояние 35,86 м. В начале моста расположим неразрезное сталежелезобетонное пролетное строение (63+84+63) м. Середина пролета длиной 84 м расположится на пикете (29+64,14)+63+42=(30+69,14), т.е. на середине русла.

Остальные пролеты имеют общую длину 215,31-(63+84+63)=5,31 м. Примем 1 пролет длиной 12 м. Общая длина моста 222 м, что больше требуемой длины на 6,75м. Увеличим ширину укрепления у подошвы конуса левого подхода (у начала моста) на 6,69 м. .

Таким образом, схема моста 63+84+63+12. Длина моста 222 м. Начало на пикете (29+64,14), конец моста на пикете (29+64,14)+222=(31+86,14).

Габарит моста на дороге II технической категории равен Г=11,0.

Проектирование поперечного профиля насыпей подходов

Насыпи подходов имеют ширину в соответствии с категорией автомобильной дороги. Откосы насыпи в нижней части подвержены действию воды до отметки Н_п с верховой стороны. С низовой стороны действие воды распространяется до отметки РУВВ+0,5. В связи с этим заложение откоса на участке cd (рис 3.6)принимается 1:2.

Рисунок 3.6. Поперечное сечение насыпей подходов с верховой стороны (левый откос) и с низовой стороны (правый откос): РУВВ – расчетный уровень высокой воды

Участок откоса ас имеет заложение сухой насыпи в соответствии с видом грунта насыпи. Если насыпь высотой более 6 м устаивается из глинистых грунтов, то на участке откоса ав заложение 1:1,75, а на участке вс 1:2.

В случае применения песчаных грунтов m=1,5; n=1,5.

Возможен вариант поперечного сечения профиля насыпей подходов с бермами с верховой стороны или с верховой и низовой стороны (рис. 3.7).

Рисунок 3.7 Поперечное сечение подходов с бермами

Бермы обеспечивают возможность съезда на струенаправляющую дамбу и повышают устойчивость откоса.

Укрепление откосов назначают из следующих соображений.

Начало паводка весною сопровождается ледоходом. В это время возможен заход льдин из русла к насыпям подходов с верховой стороны. Сильные ветры вызывают волны, удар которых о поверхность откоса также угрожает его устойчивости. Поэтому с верховой стороны откосы укрепляют монолитным бетоном, сборными бетонными плитами на высоту Н_п. Выше этой отметки откос укрепляют посевом трав по плодородному слою или нетканым синтетическим материалом (НСМ) с семенами трав.

Низовой откос в паводок не подвержен действию льдин. За счет продольного движения воды после моста ветровые волны гасятся и не оказывают влияния на низовой откос. Поэтому низовой откос укрепляют аналогично с неподтапливаемыми откосами насыпей (посев трав, НСМ и др.).