22. Определение отверстия большого моста минимальной длины.

На больших водотоках под мостом свободное истечение.

Отверстие моста – расстояние между откосами конуса подхода или струенаправляющих дамб по РУВВ в свету (за вычетом толщины промежуточных откосов).

Определение отверстия моста минимальной длины.

Рисунок - Схема к определению отверстия минимальной длины:

1 – дно русла до размыва; 2 – дно русла после размыва

Отверстие моста минимальной длины:

, где:

где – гарантийный запас, равный 1,1 при морфометрической основе расчетов расхода и 1,0 при гидрометрической основе (в курсовом проекте );

– ширина укрепления у подошвы конусов подходов с заложением откоса m=2 или у подошвы струенаправляющих дамб (в курсовом проекте первоначально принимается 10 м);

– бытовая глубина воды на пойме у бровки русла.

В случае минимального отверстия моста средняя глубина воды в русле под мостом определяется по формуле:

, где:

– средняя бытовая глубина воды в русле;

– коэффициент, учитывающий стеснение потока опорами моста, равный отношению ширины опоры к длине пролета моста (в курсовом проекте может быть принят 0,05);

– степень стеснения потока насыпями подходов.

, где:

Q, Q_рб – расходы, расчетный и в русле бытовой;

q_пб – средний элементарный расход на пойме бытовой;

l_М1 – отверстие моста;

В_рб – бытовая ширина русла.

Коэффициент размыва в русле, равный отношению площади живого сечения после размыва и до размыва, определяется по формуле:

Необходимо, чтобы коэффициент размыва не превышал допускаемого значения.

, где:

Р_доп – допустимая величина коэффициента размыва (Р_доп=1,75).

Если условие (3.2.4) не выполнено, то вариант отверстия минимальной длины не подходит. Для уменьшения глубины после размыва h_рм следует уменьшить расход в русле под мостом. Для этого часть пойм не пересыпается подходами. При этом рассматривается вариант уширения русла за счет срезки пойм.

23. Определение отверстия большого моста с уширенным руслом.

Уширение русла под мостом возможно за счет срезки пойм.

При редком затоплении пойм срезка заиливается, на пойме восстанавливается бытовая глубина. Поэтому срезка целесообразна при выполнении следующего условия:

, где:

– степень стеснения потока подходами, равная отношению расчетного расхода Q к русловому бытовому Q_рб ( );

ВП_п – вероятность затопления поймы, %.

Если условие выполнено, то максимальная ширина русла под мостом с учетом срезки:

, где:

В_рм, В_рб – ширина русла под мостом и бытовая;

– степень стеснения потока подходами;

К_п – коэффициент, учитывающий полноту расчетного паводка;

К_ВПп – коэффициент, учитывающий частоту затопления пойм.

Полнота расчетного паводка П равна отношению средней глубине воды на пойме к максимальной. Для рек Республики Беларусь можно принять П=0,55.

Коэффициент К_п при <4,5 и частоте затопления пойм ВПп<95% определяется по формуле:

, где:

– степень стеснения потока подходами;

При ВПп 95% коэффициент К_ВПп=1,0.

Отверстие моста при уширении русла:

, где:

Рисунок - Схема к определению отверстия моста с уширенным руслом.

Средняя глубина в русле после размыва h_рм по О.В. Андрееву:

, где:

h_рб – максимальная глубина воды в русле в бытовых условиях;

В_рб, В_рм – ширина русла бытовая и под мостом;

– степень стеснения потока насыпями подходов, равная отношению расхода воды, который проходит через поперечное сечение под мостом, к расходу, который проходил через это сечение в бытовых условиях:

, где:

Q, Q_рб – расходы, расчетный и в русле бытовой;

q_пб – средний элементарный расход на пойме, равный отношению бытового расхода на пойме к ее ширине .

Далее проверяем условие:

, где:

Р_доп – допустимая величина коэффициента размыва (Р_доп=1,75).

Возможны следующие случаи.

1. Условие (3.2.4) не выполняется. Увеличиваем отверстие моста за счет части поймы, на которой не предусматривалась срезка, до величины . Она определяется по формуле:

, где:

– степень стеснения потока насыпями подходов при отверстии моста , определяется по формуле:

, где:

Р_доп – допускаемый коэффициент общего размыва (Р_доп=1,75);

В_рб, В_рм – ширина русла бытовая.

2. Условие выполняется, но коэффициент общего размыва значительно меньше допускаемого значения. Для уменьшения длины моста следует уменьшить ширину срезки поймы, приняв меньшее значение В_рм ширины русла под мостом, чем было получено по формуле:

, где:

Новая ширина русла под мостом В_рм2 и отверстие моста определяются подбором по следующей схеме. Задаются значением ширины русла под мостом В_рм2< В_рм, определяют степень стеснения потока насыпями подходов :

Далее вычисляют среднюю глубину после размыва при ширине русла под мостом В_рм2 и проверяют условие:

Если оно не выполнено (различие более 5 %), то изменяют величину В_рм2, повторно вычисляют и h_рм.

Если условие выполнено, то вычисляют отверстие моста , приняв В_рм=В_рм2.