6. Определение бытовой глубины водотока.

Бытовая глубина – максимальная глубина воды в сечении расположенном ниже водопропускного сооружения при прохождении сбросного расхода.

Бытовая глубина определяется графически по зависимости расхода, проходящего через нестеснённое живое сечение от максимальной глубины воды.

Для построения графика Q = f(H), задаёмся несколькими уровнями воды на пересечении уровня водотока и вычисляют глубины воды на вертикали (Н_i), скорость движения воды на вертикали (V_i) и элементарный расход на вертикали (q_i).

V_i = m · h_i^2/3 · i_c^1/2, где:

m – характеристика шероховатости водотока;

q_i = V_i · w_i = V_i · h_i · 1м = V_i · h_i.

Элементарный расход – расход, проходящий через элементарное сечение или 1м.

Площадь эпюры элементарного расхода равна расходу воды при заданном уровне.

По графику в зависимости от сбросного расхода определяют бытовую глубину.

7. Определение длины трубы ( m = 1,5).

Р исунок - Схема к определению длины трубы при заложении откоса m=1,5: а) теоретической; б) фактической: 1 – звено трубы; 2 – противофильтрационный экран.

Теоретическая длина трубы с откосом насыпи 1:1,5 вычисляется по формуле:

,

где – ширина дорожного полотна, зависит от категории дороги;

h_он – высота откоса насыпи, определятся по формуле:

h_он = h_p – i_n· ([В/2]+С) – i_o · (а – с)

Фактическая длина трубы определяется по формуле:

,

l_p – длина раструба.

L_фак > L_тер, но не более чем на 2,5м (если больше, то это звено лишнее).

l = L_фак - L_тер

2

Е сли L_фак > L_тер, то отодвигаем противофильтрационный экран от оси дороги на величину l.

Е сли l >1м, то отодвигаем на входе и на выходе на величину l/2.

Е сли l < 1м, то отодвигаем с одной стороны.

Длина верховой и низовой части трубы определяется по формулам:

L ₁ = [0.5 · L_фак + l]/(1+ m ·i)

L₁ – верховая часть трубы;

L ₂ = [0.5 · L_фак + l]/(1+ m ·i)

L₂ – низовая часть трубы.

8. Определение длины трубы (m > 1,5).

Предельная крутизна укрепленного откоса m_о=1,5 (1,35). Поэтому для уменьшения длины трубы перемещаем ее начало и конец от подошвы насыпи к оси дороги, принимая откос насыпи у трубы с заложением 1: m_о.

Рисунок - Схема к определению длины трубы при m>1,5 и h_он.

Высота укрепления откоса насыпи у трубы на выходе равна:

h_y2 = d+t+0.25

Если глубина воды перед трубой Н < (d + t), следовательно Н_укр на входе считается по той же формуле.

Если Н > (d+t), следовательно Н_укр = Н+0,25.

;

, где:

где В_дп – ширина дорожного полотна, зависит от категории дорог;

h_он1, h_он2 – высота откоса насыпи на входе трубы и на выходе;

h_y1 , h_y2– высота укрепления откоса на входе и на выходе;

m, m_o – заложение откоса насыпи и укрепления у трубы.

;

Повторно вычисляем теоретическую глубину на входе и на выходе:

;

Фактическая длина:

.

При подборе числа звеньев возможны 2 варианта отличаются по длине на 2,5м (1 звено).

Первый вариант:

Назначаем длину трубы меньше теоретической.

А^»₂ А^»₁

1:m 1:m

А₂ h₂ h₁ А₁ h_он1

h _y2 1:1,5 1:1,5 h_y1

l₂ L_т2 L_т1 l₂

Это возможно, если выполняется условие:

h_он1 + h_он2 > h_y1 + h_y2 + [(L_теор – L_факт)/(m - m_o)]

Если условие выполняется, то рассматриваем смещение начала и конца точки на одинаковую величину.

l ₁ = l₂ = 0,5 · (L_т - L_ф);

l = h · m = h · m_o;

h = l · (m - m_o);

h ₁ = l₁/(m – m_o) = h₂

Проверяем достаточность высоты откосов насыпи для размещения точки А^».

;

.

Если одно из условия не выполняется, то смещаем точку пересечения откосов А^» на любую высоту.

h ₁ = h_он1 – h_у1;

l ₁ = h₁· (m – m_o);

l ₂ = (L_т – L_ф) - l₁;

h ₂ = l₂/(m - m_o).

L ₁ = L_т1 - l₁;

L ₂ = L_т2 – l₂.

При выполнении условий вычисляем L₁ и L₂.

L₁ = L_т1 – (L_теор – L_фак)/2;

L₂ = L_т2 – (L_теор – L_фак)/2.

L = L₁ + L_2.

Второй вариант:

Принимаем L_факт > L_теор.

А^»₂ А^»₁

1:m 1:m

А₂ h₂ h₁ А₁ h_он1

h _y2 1:1,5 1:1,5 h_y1

1:m₁ 1:m₂

l L_т2 L_т1 l

L_т

l₂ = 0,5 · (L_ф – L_т);

L₁ = L_т1 + l;

L ₂ = L_т2 + l;

L = L₁ + L₂.

m _o1 = m_o + ( l/h_y1);

m _o2 = m_o + ( l/h_y2).