3.5 Определение длины трубы

Длина трубы без оголовков зависит от высоты насыпи у трубы Н_нас , которая определяется по продольному профилю после его проектирования и которая должна быть не менее минимальной высоты насыпи Н_min у трубы.

При высоте насыпи не более 6.0м, длина трубы без оголовков определяется по формуле:

(15)

где В- ширина земляного полотна;

m - коэффициент заложения откосов земляного полотна;

i_тр- уклон трубы;

h_тр – толщина стенки оголовка, принимаемая равной 0.35м;

 - угол между осью дороги и продольной осью трубы.

Полная длина трубы:

L = L_тр + 2М (16)

где М – длина оголовка.

В формуле (15) не учтены швы между блоками звеньев трубы .Окончательный расчет длины трубы производится при индивидуальном проектировании.

3.6 Определение размеров укрепления за сооружениями

Устойчивость искусственных сооружений против размыва обеспечивается в том случае, если запроектировано соответствующее укрепление на входе и выходе. При растекании потока за трубой его скорость возрастает примерно в 1.5 раза и достигает 5-6 м/с, в то время, как допускаемые скорости для грунтов отводящих русел составляют всего 0.7-1.0 м/с.

Вытекающий поток воды находится обычно в бурном состоянии и обладает большой кинетической энергией, которая и вызывает размыв выходных участков за сооружением. Поэтому, укрепление русла за трубой должно заканчиваться предохранительным откосом с каменной наброской.

Конструкцию и размеры укрепления входного и выходного оголовков принимают по типовому проекту 501-0-46 «Укрепление русел и откосов насыпей у водопропускных труб», выписка из которого приведена в приложениях 21, 22.

Геометрические характеристики укреплений у труб заносятся в таблицу.

По принятому отверстию трубы и расчетному расходу воды определяется скорость течения в выходном сечении трубы. Расчетная скорость потока на укреплении в 1.2-1.5 раза больше, чем в выходном сечении. По таблицам приложения выбирается тип укрепления в зависимости от допускаемой скорости потока и технико-экономических показателей. По таблицам приложений 21, 22 по принятому отверстию и расходу воды назначаются параметры укрепления.

Определение параметров укрепления многоочковых труб ведется по тем же таблицам, что и одноочковых труб, а значение расчетного расхода берется, как часть расхода, приходящаяся на одно очко трубы.

4 Практическое занятие №4. Проектирование малого моста

4.1 Определение расчетной схемы протекания воды под мостом

Гидравлическим аналогом малого моста является водослив с широким порогом, поэтому отверстие моста определяется в зависимости от схемы протекания воды в сооружении. Мост можно рассчитать как свободный водослив с широким пологом, если при (рис.6 а). Глубина в конце среднего участка подмостового русла равна h_к , если , и напор перед мостом в этом случае определяют независимо от бытовой глубины.

а) б)

h_б

h_к

H

H

Рис. 6 Схема протекания воды под мостом.

При h_,  1.3 h_к отверстие моста работает как подтопленный водослив с широким порогом. Глубина в конце среднего участка русла равна бытовой глубине и напор перед мостом определяют в зависимости от бытовой глубины (рис.6 б).

Порядок определения бытовой глубины:

• по данным топографической карты (или съемки местности) строят поперечное сечение потока;

• задаваясь несколькими значениями h_б определяют расход Q по формуле;

• по данным вычислений строят график зависимости Q от h_б ;

• по графику находят h_б , соответствующую расчетному расходу.

Бытовую глубину в несжимаемом русле при расчетном расходе удобнее всего определять графоаналитическим способом, используя гидравлическое уравнение неразрывности

(17)

в данном уравнении коэффициент Шези определяется по формуле

где n — русловой коэффициент шероховатости;

— гидравлический радиус.

w — площадь живого сечения;

x — смоченный периметр;

I₀ — уклон лога у сооружения.

Форму поперечного сечения русла малых водотоков обычно принимают треугольной. Тогда гидравлический радиус равен половине бытовой глубины, а площадь поперечного сечения определяют как площадь треугольника с высотой, равной h_б .

Критическую глубину потока под мостом можно определить, задавшись материалом укрепления подмостового русла, по формуле

(18)

где V_доп — неразмывающая скорость для принятого типа укрепления, м/с

 — скоростной коэффициент, принимаемый равным 1.1

Практика показывает, что для укрепления подмостовых русел используют чаще всего простые способы, используя местные каменные материалы, либо вовсе отказываются от укрепления, что упрощает эксплуатацию сооружения.

Таким образом, имея значения h_б и h_к устанавливают режим протекания воды под мостом.