4. Расчет стока воды, выбор типов и отверстий малых водопропускных сооружений.

Для предохранения железнодорожной линии от размыва и затопления, в местах пересечения с периодическими водотоками (пониженных местах продольного профиля) размещаются малые водопропускные сооружения.

Для определения площади водосбора, на карту наносят линии главного и второстепенных водоразделов. Линии поперечных водоразделов проводятся от водораздельных точек на трассе по нормали к горизонталям вверх по косогору до пересечения с ближайшим водоразделом.

На стадии выбора направления и сравнения вариантов, для расчета ливневого стока Q можно использовать приближенный метод, который излагается ниже.

Расход ливневого стока Q_н 1%-ой вероятности превышения для бассейнов с песчаными и супесчаными почвами определяется в функции площади бассейна F и уклона главного лога бассейна I по номограмме /приложение 2/. Для чего по номеру ливневого района по таблице 4.1 устанавливают номер группы климатических районов.

Для определения расхода Q_max, вероятностью превышения р=0,33%, полученный расход Q_н /по номограмме/ умножается на поправочный коэффициент R_л, определяемый по таблице 4.2, то есть Q_max= Q_н ∙ R_л

Таблица 4.1

Группа климатических районов	Номер ливневых районов	Группа климатических районов	Номер ливневых районов
I II III	10 7;8;9 5;6	IV V -	За и 4 1;2;3 -

Таблица 4.2

Вероятность превышения паводка р, %	Поправочный коэффициент Rл при грунтах бассейна
	Суглинистых и глинистых	Песчаных и супесчаных	Рыхлых/осыпях
0,3 1,0 2,0	1,46 1,05 0,88	1,39 1,00 0,84	1,32 0,96 0,80

Выбор типов и отверстий водопропускных сооружений зависит от расхода и объема притока воды с водосбора (потребной водопропускной способности), проектной высоты насыпи и природных условий района проектирования.

Нормы проектирования обязывают при выборе отверстия пропускать расчетный расход только при безнапорном режиме работы трубы с обеспечением возвышения высшей точки внутренней поверхности трубы над уровнем воды в трубе. Подбор отверстия производят, совмещая графики возможной водопропускной способности труб с потребной /приложение 3/.

Кроме того, должны удовлетворяться конструктивные требования, согласно которым толщина засыпки над сводом трубы /до подошвы рельса/ должна быть не менее 1 м, для металлических гофрированных труб – не менее 1,2 м.

Согласно нормам проектирования трубы, как правило, должны работать в безнапорном режиме.

Выбор типов и отверстий водопропускных сооружений рекомендуется вести в виде ведомости /Табл.4.3/

Таблица 4.3

Ведомость типовых водопропускных сооружений.

Местопо-ложение сооруже-ния, ПК	Площадь водосбора, км2	Расчёт- ный расход, Q, м3/с	Тип сооружения	Отверстие, м	Проектная высота насыпи hпр, м	Требуемая высота насыпи hmp, м
1	2	3	4	5	6	7
105 + 40	11	8	Кр ЖБТ	2	3,4	3

Отверстие водопропускных сооружений выбирается по расчетному Q_p вероятностью превышения ρ = 1%, а минимальная высота насыпи в месте его расположения определяется по максимальному расходу Q_max вероятностью превышения ρ = 0,3%.

По гидравлическим требованиям высота насыпи у моста или трубы должна быть выше не менее чем на 0,5 м подпертого уровня воды при максимальном расходе.

При размещении малых водопропускных сооружений рекомендуется применять следующие их типы:

1. Круглые трубы одно-, двух- и трехочковые;

2. Прямоугольные трубы – одно- и двухочковые;

3. Сборные железобетонные мосты эстакадного типа с пролетами 6,0; 9,4; 11,5; 13,3; 16,5 м, обеспечивающими различные схемы разбивки моста;

4. Сборные железобетонные мосты с обсыпными устоями и типовыми пролетными строениями длиной до 16,5 м;

5. Железобетонные мосты эстакадного типа при высоте насыпи до 8 м, а при насыпи более 8 м – мосты с обсыпными устоями.

Эстакадные мосты могут применяться на периодических и постоянных водотоках, если промежуточные опоры располагаются вне меженного русла и отсутствует ледоход.

Применяемая длина пролетов зависит от высоты насыпи. При высоте насыпи:

2 ÷ 4 м – пролеты 6,0 ÷ 9,3 м;

5 ÷ 8 м – пролеты 9,3 ÷ 11,5 м;

4 ÷ 7 м – пролеты 13,5 ÷ 16,5 м.

Типовые круглые и прямоугольные железобетонные трубы применяются в насыпях высотой до 19 м на периодических водотоках по всей территории РФ, кроме районов вечной мерзлоты. Металлические гофрированные трубы применяются при высоте насыпи не более 6,0 м.