8.Установление пределов варьирования отверстием моста на основе общего размыва подмостового русла

Коэффициент размыва Р:

где - средняя глубина потока под мостом после размыва, м; средняя глубина потока под мостом до размыва, м.

Средняя глубина потока под мостом после размыва определяется по эмпирической формуле

где - средний удельный расход воды под мостом, м /с-м;

d=5,5мм - средний диаметр частиц несвязного грунта, м;

- параметр, зависящий от вероятности превышения расхода, принимается 1;

g — .ускорение свободного падения g = 9,81 м/с².

Средний удельный расход воды под мостом определяется по формуле:

где Q_р% расчетный расход заданной вероятности превышения, м³/с;

L - отверстие моста, м.

Средняя глубина потока под мостом до размыва по формуле

где - площадь живого сечения, м , под мостом до размыва при РУВВ p% в пределах рассматриваемого отверстия моста L.

Таким образом, задаваясь различными значениями величины отвер­стием моста L и размещая его в пределах живого сечения реки с учетом положения русла, геологии и других условий, определяется площадь живо­го сечения под мостом до и после размыва и значение коэффициента раз­мыва Р. Строим кривую P(L) .

Результаты вычислений сводят в табл. 8.

Таблица 8

Отверстие моста L, м	Средний удельный расход под мостом	Средняя глубина потока под мостом после размыва , м	Площадь живого сечения под мостом до размыва	Средняя глубина потока под мостом до размыва , м	Коэффициент размыва Р
270	128,72	35,7	540	2	17,85
600	57,91	19,3	1850	3,08	6,2
900	38,61	14,1	2750	3,05	4,62
1250	27,8	10,9	3500	2,8	3,89
1500	23,1	9,51	5300	3,53	2,69
1720	20,2	8,58	7364	4,28	2
2100	16,54	7,35	12864	5,8	1,3
2500	13,9	6,43	17984	7,19	0,89

Таким образом, отверстие моста L=2100м при коэффициенте общего размыва под мостом Р= 1,3.

Окончательно вопрос о величине отверстия моста решается с учетом условий расположения береговых устоев и уточняется после разбивки на пролеты.

При разбивке мостов на пролеты следует обеспечить требуемую ширину подмостового габарита в соответствии с ГОСТ 26775-97 [5].

Река относится к 6 классу судоходства, следовательно, при выборе схемы моста необходимо обеспечить ширину подмостового габарита 60 м в основном судоходном и 40 м в смежном пролете.

Пролетные строения - типовые металлические. Основные параметры выбранных пролет­ных строений приведены в табл. 9

Таблица 9

Длина про­летного строения, м	Расчет­ный про­лет, м	Тип пролетных строений	Строительная высота от подош­вы рельсов, м
55,8	55,00	Сплошностенчатые главные несущие балки с ездой поверху	4,86
221,04	2*110,11	Решетчатая ферма с ездой по верху	1,66

Ширина опор по фасаду определяется при расчете опор; в курсовом проекте она может быть принемаем равной 3-4 м.

Общая длина моста – 2100,96

Суммарная ширина опор: 4*10+2*3=46,00 м

Отверстие моста 2100,96-46=2054,96 м .

После выбора отверстия моста следует оценить общий размыв под мостом, образованный из-за стеснения потока сооружениями мостового перехода, для чего строится расчетная линия общего размыва под мостом.

Глубину после размыва на данной вертикали можно опреде­лить по формуле, учитывающей расход воды на данной вертикали q_i.

где q _i - расход на вертикали, м /с-м, определяемый по формуле:

где - средний удельный расход воды под мостом, м³/с м, опре­деляемый раздельно в пределах русла, правой и левой пойм;

h_др(i) глубина потока до размыва на i-й вертикали, м, принимае­мая по данным профиля морфоствора; средняя глубина потока до размыва на соответствующем участке подмостового сечения, определяемая по формуле;

у - показатель степени, принимаемый в зависимости от харак­теристики грунтов в подмостовом сечении и режима нано­сов; в курсовом проекте принимается равным 1,4 (случай динамического равновесия наносов).

Средний удельный расход воды в русле:

где Q_р - расход воды в русле при НУВВ_р% с учетом стеснения потока пойменными насыпями, м³/с.

Средний удельный расход по поймам (левой и правой):

где - расход воды, м³/с, на правой (левой) пойме при

- ширина участка, м, правой (левой) поймы, перекрывае­мая мостом.

Ранее были определены расходы воды, проходящие через русло, правую и левую поймы при НУВВ_Р% при отсутствии стеснения потока со­оружениями мостового перехода. Расход воды, проходящей через главное русло в стесненном состоя­нии, определяется по формуле

где - расход воды в главном русле, проходящей в бытовых ус­ловиях при НУВВ_р%,;

- суммарный расход воды на водотоке при НУВВ_Р%;

- площадь живого сечения на участке главного русла, м²,

- соответственно площади живого сечения правой и левой пойм, не перекрытые пойменной насыпью;

Расход воды, проходящей на каждом из пойменных подмостовых участков, распределяют пропорционально пойменным площадям до раз­мыва . Величина расхода для правой (левой) поймы опреде­ляется по формуле

- средняя глубина, м, соответственно на участке правой и левой пойм живого сечения под мостом.

Согласно требованиям СНиП, при морфометрической основе расчета в глубину общего размыва вводится поправка в размере 15%, т.е. разницу между глубиной до размыва h_др(i) и после размыва h_пр(i) следует увеличить в 1,15 раз и глубина после размыва с учетом поправки h_попр(i) составит: