9. Определение глубины местного размыва у опор моста.

Для определения глубины заложения фундамента необходимо, кроме величины общего размыва под мостом, определить глубину воронки мест­нго размыва у опор моста.

В курсовом проекте величина местного размыва определяется для опоры №9.

Глубина воды в месте расположения опоры № 6 от линии дна с уче­том общего размыва до НУВВ_0,33% = 295,3 м = 10,8м

Наибольшая глубина местного размыва у опоры у опоры (от по­верхности дна на линии общего размыва под мостом) будет в случае, когда в воронку размыва беспрепятственно поступают донные наносы, влекомые потоком. Она определяется по формуле:

где - глубина местного размыва у опоры эталонной формы;

- средняя скорость потока на вертикали перед опорой, м/с;

м/с - размывающая скорость для данного грунта;

w=0,273 м/с -гидравлическая крупность частиц грунта (скорость их равномерного падения в стоячей воде) принимается в зависимости от крупности частиц грунта, слагающих дно реки;

a=4м - расчетная ширина опоры;

М=1,24 - коэффициент, зависящий от конструкции и формы опоры;

К=1 - коэффициент косины, зависящий от угла образуемого продольной осью опоры с направлением течения воды перед опорой;

где - величина, определяемая по формуле

Средняя скорость потока на вертикали перед рассматриваемой опо­рой определяется по формуле

Глубина заложения фундамента опоры определяется по формуле

где h_ф =3м - необходимое заглубление фундамента в грунт, зависящее от типа грунтов основания и конструкции фунда­мента.

Отметка глубины заложения фундамента для опоры №6:

.

12. Проектирование регуляционных сооружений

К регуляционным сооружениям относятся струенаправляющие дам­бы и траверсы.

Большая полуось эллипса располагается вдоль речного потока и но­сит название длины вылета дамбы l_в. Малая полуось называется шириной разворота дамбы b.

Ниже определяются основные размеры струена­правляющей дамбы, расположенной на левой пойме мостового перехода, изображенного на рис.12.

Для определения основных размеров струенаправляющей дамбы не­обходимо установить коэффициент стеснения потока подходной насыпью:

где - расход воды, м³/с, проходившей в бытовых условиях (т.е. до сооружения мостового перехода) по части рассматри­ваемой поймы, перекрытой насыпью, определяемый по формуле

здесь - площадь живого сечения, м , части рас­сматриваемой поймы, перекрытая пой­менной насыпью при РУВВ_Р%

- средняя скорость течения воды, м/с, части рассматриваемой пойме при РУВВ.=294,9 м v = 2,8 м/с.

- общий расход воды, м^э/с, на водотоке расчетной вероятности превышения;

В рассматриваемом примере РУВВ_1% = 294,9 м (см.табл.7) и соот­ветствующая этому уровню воды площадь живого сечения части левой поймы, перекрытой пойменной насыпью, = 3500 м².

Ширина разворота дамбы определяется по формуле

где А=1,11 - коэффициент;

В_{гр -} ширина русла реки, м, определенная ранее по карте в го­ризонталях.

Длина вылета дамбы определяется по формуле

,

где =1,83 - значение отношения полуосей дамбы_, принимаемое в зави­симости от коэффициента стеснения потока.

Криволинейная приставка в головной части верховой дамбы, соору­жаемая для увеличения плавности ввода пойменного потока в отверстие и лучшего обтекания потоком головной части верховой дамбы, имеет угол разворота порядка 90-120° и радиус, определяемый по формуле

Размеры низовых струенаправляющих дамб находятся в зависимости от размеров верховых дамб. Низовая дамба очерчивается по круговой кри­вой радиусом

при угле разворота 7°-8°; далее проводят прямую, касательную к круговой кривой в точке С, при этом следует учитывать, что длина вылета низовой дамбы l_н определяется по формуле

Бровку верховой дамбы наносят на план перехода по координатам х и у, которые находят по формуле

Координаты бровки дамбы для нанесения ее на план мостового

перехода приведены в табл. 12.

Таблица 12

x, м	у, м	х, м	у, м	х, м	у, м
0	83,916	60	77,275	120	52,405
10	83,739	70	74,727	130	44,72
20	83,203	80	71,648	140	34,497
30	82,301	90	68,018	150	17,997
40	81,021	100	63,687	153,56	0
50	79,343	110	58,561

Верх дамб на всем протяжении проектируется горизонтальным неза­висимо от продольного уклона водотока.

Для защиты подходной насыпи от размыва пойменным потоком ис­пользуют отжимающие поперечные сооружения - пойменные траверсы.

Размещение и длина траверсов у подходной насыпи увязываются с размером струенаправляющей дамбы. Головы траверсов следует распола­гать на прямой, соединяющей голову верховой дамбы с точкой выхода на­сыпи за пределы разлива высоких вод.

Максимально допустимое расстояние, м, между соседними травер­сами определяется по формуле

где l - длина предыдущего (меньшего) траверса, м;

- угол растекания потока за траверсом; в расчетах принима­ется =14°;

- угол между направлением трассы и направлением течения, определяемый из выражения:

где В_пб(пм) - часть ширины рассматриваемой поймы, м, перекрытая насыпью.

Наивыгоднейший угол наклона траверса к насыпи а, при котором расстояния между траверсами будут максимальными, а объемы и стои­мость их сооружения минимальными:

Чтобы местный размыв не затронул корень траверса и откос насыпи, минимальная длина траверса принимается не менее четырехкратной глу­бины воды в его голове. В учебных проектах и работах минимальная длина траверса ориентировочно может быть принята равной четырехкратной глубине воды в акватории.

Отношение длины каждого последующего траверса l_п к длине преды­дущего l_п-1, которое для рассматриваемой конфигурации регуляционных сооружений является величиной постоянной, определяется по формуле

Приняв предварительно длину первого траверса равной l₁=4м, опреде­ляют расстояние от границы разлива паводковых вод до первого траверса по формуле

Длина второго траверса l₂ определяется из соотношения

где L_тp(1) - расстояние между соседними - первым и вторым - траверсами.

L_тp(1) = 6,41l₁ =25,64 м

Таким образом,

Далее производим уточнение длины первого траверса.

В целях сокращения объемов работ и уменьшения стоимости соору­жения всего комплекса траверсов в пределах рассматриваемой поймы дли­ну последнего из них (расположенного непосредственно перед струенаправляющей дамбой) ориентировочно можно определить по формуле

Длина траверса, предшествующего рассмотренному, соответственно определяется по формуле

Далее производим окончательный расчет траверсов. В соответствии с результатом, полученным на предыдущем этапе, принимаем, что = 22,5 м, тогда

L_тp(1) = 4l₁ = 158,2м

L_тp(2)= 133,5м;

Роль третьего траверса уже будет играть сама дамба. Таким образом, расчет закончен, и на основании этого делается вы­вод о том, что в пределах правой поймы должно быть сооружено два тра­верса .