Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Кафедра транспортных сооружений

Инженерная гидрология

Методические указания к практическим занятиям для студентов всех форм обучения направления 08.03.01 Строительство

(профиль: Автомобильные дороги)

Краснодар

2015

Составитель: канд. техн. наук, доцент В.В.Кореневский;

Инженерная гидрология: методические указания к практическим занятиям для студентов всех форм обучения направления 08.03.01 Строительство / Сост.: В.В. Кореневский; Кубан. гос. технолог. ун-т. Каф. транспортных сооружений. – Краснодар, 2015. – 40 с.

Изложены правила сбора исходных данных для проектирования малых водопропускных сооружений, определения величины расчетного расхода водотока и объема стока. Приведены алгоритмы проектирования водопропускной трубы и проектирования малого моста.

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. С.С. Близниченко;

канд. техн. наук, Т.Н. Искендеров

Содержание

	Введение …………………………………………………………...	4
1	Практическое занятие №1 Сбор исходных данных для проектирования малых водопропускных сооружений ………..	5
2	Практическое занятие №2 Определение величины расчетного расхода водотока и объема стока ………………………………..	7
3	Практическое занятие №3 Проектирование водопропускной трубы ……………………………………………………………..	10
4	Практическое занятие №4 Проектирование малого моста …..	18
	Список рекомендуемой литературы ……………………………..	21

Введение

Трасса любой автомобильной дороги неизбежно пересекает пониженные места рельефа местности, по которым стекает вода. Водотоки на этих участках могут быть как постоянными, так и периодическими. Постоянными водотоками являются реки и ручьи, в которых всегда происходит сток воды. В периодических водотоках вода стекает только лишь в периоды дождей, ливней или снеготаяния.

Земляное полотно автомобильной дороги, сооружаемое на пересечении водотока, нарушает естественный режим его работы. Для пропуска воды через земляное полотно проектируют малые водопропускные сооружения (МВС) — трубы или мосты. Количество искусственных сооружений достигает 3-4 шт. на 1 км. дороги и от качества их проектирования зависит долговечность и экономичность дороги в целом. Поэтому глубине проработки данного вопроса уделяется большое внимание при изучении дисциплины «Инженерная гидрология».

1 Практическое занятие №1 Сбор исходных данных для проектирования малых водопропускных сооружений

Чтобы запроектировать МВС необходимо учитывать целый ряд факторов, влияющих на принятие решения по назначению типа, размеров, конструкции и материала сооружения. Некоторые сведения, необходимые для проектирования, обычно содержатся в задании на разработку проекта. Например: район проектирования, категория дороги или интенсивность и состав движения. Остальные сведения получают во время изысканий, либо путем натурных измерений и исследований, либо путем изучения различного рода справочной, нормативной и технической литературы, а также картографического материала. Наименование, цель и источник получения необходимых сведений приведены в таблице 1

Таблица 1

Наименование показателя	Для какой цели используется	Источник получения
Категория дороги	Назначение вероятности превышения паводка. Назначение ширины земляного полотна, учитываемой при расчете длины трубы. Назначение габарита моста	СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги
Перспективная интенсивность движения	Назначение категории дороги	Задание на проектирование; Расчет по формулам, учитывающим интенсивность движения в исходном году и процент ежегодного прироста
Средняя температура самого холодного месяца года	Назначение типа сооружения (возможность применения водопропускной трубы по природно-климатическим условиям)	СП 131.13330.2012 Строительная климатология
Вероятность превышения паводка	Определение интенсивности ливня часовой продолжительности при расчете расхода от ливневых вод	СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик
Площадь водосборного бассейна	Определение расчетного расхода	Топографическая карта
Длина главного лога	Определение величины климатического коэффициента Кt	Топографическая карта
Уклон лога у сооружения	Определение бытовых условий протекания воды. Расчет скорости течения воды	Топографическая карта и расчет
Средний уклон главного лога	То же	Топографическая карта и расчет
Профиль живого сечения перехода через водоток	Установление бытовых условий протекания воды	Топографическая карта
Уровень грунтовых вод	Назначение типа фундамента	Задание на проектирование
Грунт основания

Назначение вероятности превышения паводка (Bп) зависит от категории проектируемой дороги и типа сооружения. Вероятность превышения паводка выражается в процентах и показывает по максимальному расходу паводка, для какого периода нужно вести расчет:

при Вп = 1% по расходу, паводок может быть 1 раз в 100 лет;

при Вп = 2% по расходу, паводок может быть 1 раз в 50 лет;

при Вп = 3% по расходу, паводок может быть 1 раз в 33 года.

Для МВС на дороге заданной категории вероятность превышения паводка определяется по таблице (приложение 4).

Гидрологические характеристики

Площадь водосборного бассейна на местности определяется обходом с теодолитом водораздельной линии с замыканием в точке начала обхода. Таким образом получают замкнутый контур. Составленный по результатам обхода план называется планом бассейна. План бассейна можно получить и по топографической карте. Величина площади водосборного бассейна наиболее точно может быть определена с помощью планиметра. На практике рекомендуется ряд простых методов, дающих хорошую сходимость с результатом, полученным с помощью планиметра:

• метод равных единичных расстояний. В этом методе основание водосборного бассейна разбивают на равные отрезки, лучше — пикеты, из середины которых восстанавливают перпендикуляры. Удобнее всего за основание взять трассу автомобильной дороги. Суммарная длина перпендикуляров в масштабе карты умножается на 0.1, что дает площадь водосборного бассейна в км² ;

• метод замены площади водосборного бассейна геометрическими фигурами. В этом методе на кальке, снятой с площади бассейна, наносят несколько геометрических фигур, вплотную прилегающих друг к другу (без накладывания). Затем определяются их площади. Суммарная площадь дает площадь водосборного бассейна в км² ;

• метод сетки. В этом методе разбивают водосборный бассейн на равные квадраты со сторонами 44 мм, что в масштабе карты 1:25000 составляет 0.01 км² . Общую площадь водосборного бассейна получают в км² , пересчитав количество квадратов и умножив на 0.01.

Длину главного лога определяют по топографической карте, предварительно определив на ней линию главного лога. Затем измеряют длину этой линии в соответствии с масштабом. Длина главного лога берется от места расположения МВС на трассе до водораздельной линии по наинизшим точкам рельефа.

Средний уклон главного лога определяется по формуле:

(1)

где Hв _— отметка верхней точки главного лога, на водоразделе, м ;

Hс — отметка лога у сооружения, м ;

L — длина главного лога, м .

Уклон лога у сооружения определяется между точками, расположенными на 200 м выше сооружения и 100 м ниже сооружения:

(2)

где Н₂₀₀ — отметка лога на расстоянии 200 м выше сооружения, м;

Н₁₀₀ — отметка лога на расстоянии 100 м ниже сооружения, м.

Профиль или поперечное сечение лога вдоль трассы автомобильной дороги живого сечения перехода через водоток получают считывая черные отметки пикетов и плюсов (по 2-3 с каждой стороны сооружения), по которым строят продольный профиль участка дороги.

Количество пикетов и плюсовых точек, необходимых для построения профиля, определяют по карте, исходя из рельефа местности и предполагаемого уровня воды в период расчетного паводка. Профиль живого сечения водотока, построенный в неискаженном масштабе (1:1000 или 1:2000), используется в дальнейшем для определения бытовой глубины потока.