5. Ориентировочное определение размеров отверстия большого моста.

Для сравнения вариантов участка железной дороги с различными мостовыми переходами необходимо на этапе разработки основных проект­ных решений приближенно установить отверстие моста. При ориентиро­вочном определении отверстий средних и больших мостов может быть ис­пользована формула, основанная на методе гидравлических эквивалентов, предложенная проф. М.Ф. Срибным:

, (5.1)

где В _отв – отверстие моста, м;

Р – допускаемый коэффициент размыва; в курсовом проек­те для ориентиро вочных расчетов он может быть при­нят равным 1,2;

В _гр – ширина главного русла, м, определяется по карте в горизонталях;

В_разл – ширина разлива реки, м; в учебных проектах она опре­деляется ориентировочно для уровня воды, превы­шающего наивысший из заданного ряда наблюдений примерно на 2 м.

В исходной информации указывается местонахождение водомерного поста в районе мостового перехода с отметками наблюдаемого уровня вы­соких вод (УВВ) не менее чем за 15 лет.

При дальнейших расчетах необходимо перенести эти отметки с во­домерного поста на створ мостового перехода, для чего определяют уклон реки по формуле:

, (5.2)

где ГМВ_б, ГМВ_м – большая и меньшая отметки уреза воды, в пределах карты в

горизонталях, м;

L — расстояние между урезами по главному рус­лу, м.

Ориентировочно, разница в отметках на водомерном посту и в месте расположения створа мостового перехода определяется по формуле:

, (5.3)

где l – расстояние от водомерного поста до мостового перехода по главному

руслу, м.

Если мостовой переход расположен выше водомерного поста, то от­метки уровней воды на нем относительно водомерного поста повышают­ся, если ниже - понижаются.

Так как мостовой переход расположен ниже по течению, то отметки уровней воды, наблюдаемые в месте водомерного поста, следует умень­шить на величину . В табл. 5.1 приведены значения уровней воды, за­фиксированные в месте водомерного поста и перенесенные на створ мос­тового перехода.

Таблица 5.1

Порядковый номер го­да наблюдения УВВ	Отметки УВВ, м
	в месте водомерного по­ста (ГМВ - 152,00)	по оси мостового пере­хода (ГМВ - 151,10)
1	153,10	152,20
2	153,50	152,60
3	153,20	152,30
-	-	-
-	-	-
-	-	-

6. Определение расходов воды морфометрическим способом.

Вычисления расходов воды производят с использованием профиля морфоствора в месте расположения мостового перехода.

Данные для построения профиля морфоствора по рассматриваемому варианту трассы берут с карты в горизонталях. Профиль вычерчивают по ходу километров. Рекомендуемые масштабы:

- горизонтальный —1:10000;

- вертикальный —1 : 100.

При составлении профиля морфоствора следует учесть, что крайние отметки земли на поймах должны быть выше максимального из наблюдае­мых УВВ в створе мостового перехода не менее чем на 2 м.

Пример профиля морфоствора по оси мостового перехода представлен на рис.6.4.

Расход воды на водотоке определяют путем суммирования расходов в главном русле и на поймах:

, (6.1)

где - площади, живых сечений главного русла, правой и левой пойм, определяемые по профи­лю морфоствора путем суммирования элемен­тарных площадей треугольников и трапеций, м²; средние скорости течения, м/с, соответственно, в главном русле, на правой и на левой поймах;

- средняя скорость течения в русле реки или на пойме определяется по эмпирической формуле:

, (6.2)

где п – коэффициент шероховатости русла, характеризующий со­противление движению воды и зависящий от ситуационных условий местности в районе морфоствора, характера русла, растительности на поймах и т.д. (в курсовом проекте опре­деляется заданием на проектирование);

- средняя глубина воды на участке морфоствора, м, определяемая по формуле:

, (6.3)

- площадь живого сечения соответствующего участка морфоствора, м;

- ширина соответствующего участка морфоствора, м.

- уклон водной поверхности реки, определяемый в период паводка по формуле Б.Ф. Снищенко:

, (6.4)

где - уклон реки.

Средние глубины, скорости течения воды и соответствующие им расходы воды в месте мостового перехода подсчитываются при ГМВ и далее примерно через 0,5 м до уровня, превышающего максимальный из заданного ряда на 2 м.

Результаты вычисления сводятся в таблицу 6.1. По этим данным строятся графики зависимостей от уровня воды площадей живого сечения =f(H), средних скоростей =f(H) и расходов =f(H) для каждого из участков морфоствора (главное русло, правая и левая поймы), а также в целом для водотока.

Графики строятся в произвольном масштабе, при этом наклон кривых к оси абсцисс должен быть примерно 45° для удобства дальнейшей экстраполяции.

Примеры таких зависимостей приведены на рис. 6.1 – 6.3.

Рис.6.1. График зависимости площади живого сечения

от отметки горизонта воды

Рис.6.2. График зависимости средней скорости от отметки горизонта воды

Рис.6.3. График зависимости расходов от отметки горизонта воды

Таблица 6.1

№ пп	От­метки гори­зонта воды	Площадь живого сече­ния реки, м2				Ширина участка морфоствора, м			Средняя глубина, м			Средняя скорость течения воды, м/с			Расход воды, м3/с
		по участкам морфоствора			сум­мар­ная	Вгр	bпп	bлп	гр	пп	лп	гр	пп	лп	по участкам морфос­твора			сум­марный
		ωгр	ωпп	ωлп	∑ω										Qгр	Qпп	Qлп	∑Q
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
1	151,10	120	—	—	120	160	—	—	0,75	—	—	1,28	—	—	154	—	—	154
2	152,00	264	34	72	370	160	75	160	1,65	0,45	0,45	2,17	0,28	046	573	10	33	616
3	152,50	344	88	162	582	160	140	200	2,15	0,63	0,81	2,59	0,35	0,68	891	31	110	1032
4	153,00	424	174	272	847	160	205	240	2,65	0,85	1,13	2,98	0,43	0,85	1264	75	231	1570
5	153,30	472	243	352	1069	160	255	295	2,95	0,95	1,19	3,20	0,46	0,88	1510	112	310	1932
б	154,00	584	453	585	1622	160	345	370	3,65	1,31	1,58	3,69	0,58	1,05	2155	263	614	3032
7	155,00	744	823	975	2542	160	395	410	4,65	2,08	2,38	4,34	0,78	1,39	3229	642	1355	5226