
- •Введение
- •2.1.Определение потребной длины летной полосы для взлета самолета в стандартных условиях
- •2.3. Определение потребной длины летной полосы для посадки самолета в стандартных условиях
- •2.4. Определение потребной длины летной полосы для посадки самолета в расчетных условиях
- •2.6. Грунтовые тормозные площадки и тормозные установки
- •4.2. Проектирование скоростных рулежных дорожек
- •4.3. Определение параметров траектории схода самолетов с ВПП
- •5.2. Построение поверхности искусственных покрытий
- •6.2. Расчет на прочность элементов водостоков
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
В отличие от двух предыдущих частных случаев условию (5.8) удовлетворяет множество решений. Действительно, величинам hl и h2 можно придавать бесконечное множество значений, при которых
сумма будет оставаться постоянной. |
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
Для выбора однозначного решения необходимо учитывать ме- |
|||||
стные условия, в частности рабочие отметки hl и h3 |
увязывать с при- |
||||
легающ м рельефом учитывать получающиеся по сторонам квадра- |
|||||
тов проектные уклоны. |
|
|
h2 =0,12 |
|
|
При |
определяем |
м, тогда |
|||
решен |
в выемке из (5.8) |
||||
проектные отметки составят: |
|
|
|
||
НпрА=НА=14,90 м; |
НпрВ = Нв – |
h2=15,20 – |
0,12 = |
15,08 м; |
|
Нпр =Нс=15,10 м. |
НВА + |
НВС=0,18 – 0,02=0,16 м. |
|
|
|
Проверка: |
|
|
Так какбАуклон участка ВС изменил направление, то рассчитаем снова НВС – НCD = 0,02 + 0,05 = 0,07 м < 0,16 м, значит дефектовка участка CD не тре уется.
Изложенные пр емы исправления кривизны поверхности применимы как для выпуклых, так и для вогнутых участков земной поверхности.
5.2. Построение поверхности искусственных покрытий
-не менее двух горизонталейД;
-не менее трех отметок точек плоскостиИ;
-хотя бы одна горизонталь и одна отметка точки, расположенной вне горизонтали.
В практике проектирования поверхности аэродромных покрытий используются все три способа задания положения плоскости в пространстве, а именно: горизонталями; отметками; горизонталями и отметками.
Рассмотрим характерные задачи на вычисление отметок и построение горизонталей поверхности покрытия, отличающиеся способом задания проектных плоскостей [6].
Задача 1. Положение участка поверхности искусственного покрытия задано двумя или более горизонталями (рис. 5.11). Заданы го-
57

ризонтали 52,50 и 52,25. Из условия задачи следует, что заложения dпр и dпоп, соответствующие продольному и поперечному уклонам плоскости, также известны. Тогда горизонталь 52,00 должна пройти через точки А и В, которые определяются так, как показано на рис. 5.11.
С |
|
Построение |
|
бА |
|
Р с. 5.11. |
горизонталей участка поверхности |
скусственных покрытий по двум горизонталям
Последующ е горизонтали строят аналогичным образом. Для построения достаточно наметить точки 1, 2 и т. д. и провести через них прямые, параллельные заданным горизонталям.
Задача 2. Положение участка проектной поверхности покрытия
в пространстве задано отметкой точки Н и двумя уклонами inp и inon |
|
(рис. 5.12). Требуется определить отметки угловых точек участка и |
|
построить горизонтали. |
Д |
|
|
|
И |
Рис. 5.12. Построение горизонталей и вычисление отметок поверхности покрытий по одной отметке и двум уклонам
58
Если задана отметка НА, то отметку любой точки (например НВ), которая лежит на прямой, совпадающей с направлением уклона inp, можно определить по формуле
С |
НВ |
= НА + lAB ·iпр . |
(5.9) |
Например, задано: |
отметка НА=52,38, |
продольный уклон |
inp=0,006, поперечный уклон inon=0,01; сечение горизонтали hгор=0,25 м
знаменатель масштаба μ=2000 (М 1:2000); lАВ=160 м; lАС=30 м.
Определ м отметки вершин заданного прямоугольника:
НВ=52,38 +16 · 0,006 =53,34; НС= 52,38 – 30 · 0,01 =52,08; HD=53,34 – 30 · 0,01 =53,04.
Для построен я горизонталей найдем местоположение точки 1, принадлежащей гор зонтали 52,50.
Расстоян е скомой точки 1 с отметкой 52,50 от точки с отмет-
кой НА=52,38 определ м |
соотношения Н1 = НА+ lA1·inp, |
|||||||||||||||
из |
|
|||||||||||||||
откуда lA1 (Hl |
HA)1000 (52,50 52,38)1000 10 мм. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iпр |
|
|
2 000 0,006 |
|
|||
Таким же путем определим расстояние точки 2, принадлежащей |
||||||||||||||||
горизонтали 53,25, от точки с отметкой НВ=53,34 |
||||||||||||||||
l |
В2 |
(HВ H2)1000 |
(53,34 53,25)1000 |
7,5 мм. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
бА |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
iпр |
|
|
|
2 000 0,006 |
|
|||||
Далее определим заложение горизонталей, соответствующее |
||||||||||||||||
поперечному уклону inon=0,01 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
hгор 1000 |
|
0,25 1000Д |
||||||||
d |
поп |
|
|
|
|
|
|
|
|
12,5 мм. |
|
|||||
|
|
|
|
|
i |
|
2000 0,001 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
поп |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Аналогично находим |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
hгор 1000 |
|
0,25 1000 |
|
|||||||
dпоп |
|
|
|
|
|
20,8 мм.И |
||||||||||
|
i |
|
2000 0,006 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
поп |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проведем через точку 2 вспомогательный поперечник и отложим на нем вниз отрезки длиной 12,5 мм. Этим приемом условно расширяется поверхность покрытия в нужном нам направлении. Тогда через точку 3 должна проходить горизонталь 53,00, через точку 4 – горизонталь 52,75 и т. д.
59

В пределах участка поверхности покрытия отметка младшей горизонтали равна 52,25. Поэтому на поперечнике необходимо отложить вниз от точки 2 четыре отрезка. Соединив точки 1 и 5, имеющие одинаковые отметки, получим горизонталь 52,50.
Другие горизонтали будут параллельны горизонтали 52,50 и проходить через соответствующие точки, как показано на рис. 5.12.
Второй способ проведения проектных горизонталей – отложить от точки 1 вправо значение dnp и вниз – dnon (см. рис. 5.11) и через по-
лученную точку |
|
точку 1 провести проектную горизонталь 52,50. |
Все |
построения поверхности искусственных покрытий в |
|
С |
|
конечномзадачисчете сводятся к двум рассмотренным выше.
РассмотрбАм проектирование виража на участке поворота дву-
скатной маг стральной РД (рис. 5.13).
Пр мер. Заданный поперечный уклон РД inonРД = 0,01; ширина РД bРД = 21 м; уклон виража iB = 0,04; величина уширения РД на повороте Δ=3,5 м; рад ус закругления РД по ее внутренней кромке R = 40 м; проектная отметка поверхности покрытия НВ=НВ1=100,90.
Д И
Рис. 5.13. Вертикальная планировка симметричного виража:
1 – гребень; 2 – диагональ; 3 – линия отгона уширения; 4 – уширение РД
Примем α = 22,5°, при котором будет четыре переходных поверхности.
60
Проектирование вертикальной планировки виража начнем с назначения проектной отметки точки D1, так как в рассматриваемом примере грунтовая поверхность над этой точкой имеет большую от-
метку, чем над точкой С1 и НD1=Нгр + 0,30 = 100,75 + 0,30 = 101,05.
Суклону iB, зав с мостью dД =dB /cos α/2.
Для симметричного виража проектные отметки точек С1, F1, G1
и М1 также будут равны 101,05.
Определ м проектные отметки точек С и D.
Из р с. 5.13 следует, что заложения горизонталей dД по диаго-
щихразом
налям в ража связаны с заложением горизонталей dB, соответствую-
Отсюда следует, что уклоны по диагоналям виража могут быть выражены формулой
будут внешней и внутреннейАкромок РД на закруглениях.
iД = iВ cos α/2.
Тогда скомые проектные отметки определятся следующим об-
HC=HD=HC1 +CC1 ·iB·cosα/2=101,05+24,5·0,04·0,98=102,01.
Так е же проектные отметки |
иметь точки F, G и М. |
Для выноса проекта в натуру |
вычисляют координаты точек |
После того как найдены проектные отметки всех характерных точек узла, определяют продольные уклоны переходных плоскостей, изломы поверхности на образовавшихсяДпоперечниках и сравнивают их с нормативными значениями.
Следует обратить внимание, что величина продольных уклонов переходных плоскостей зависит от принятой длины переходных участков СВ и ДЕ.
Рассмотренное решение виража не всегдаИможет быть рациональным. При повышенных уклонах естественной поверхности может оказаться целесообразным не придерживаться симметричного построения, а придавать плоскостям, образующим вираж, продольные уклоны в соответствии с рельефом местности.
Проектирование заканчивается построением горизонталей в пределах узла и на участках его сопряжений с прилегающей грунтовой поверхностью.
61

Порядок выполнения работы
1. Произвести дефектовку грунтовой поверхности аэродрома по уклонам на плане в отметках с использованием формул (5.5) и (5.6) и
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
рис. 5.8. Исправить рельеф с использованием трех решений – в насы- |
|||||||||
|
пи, в выемке и в выемке-насыпи. Исходные данные приведены в |
|||||||||
|
табл. 5.1. |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
|
|
|
Исходные данные к расчетам по дефектовке уклонов |
||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
Параметр |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
imax |
imim |
а, м |
Н1 м |
|
Н2, м |
|
Н3, м |
|
|
1 |
0,020 |
0,006 |
40 |
15,65 |
|
16,75 |
|
16,85 |
|
|
2 |
0,025 |
бА |
|
19,68 |
|
19,83 |
|
||
|
0,010 |
40 |
18,48 |
|
|
|
||||
|
3 |
0,015 |
0,007 |
40 |
32,45 |
|
33,25 |
|
33,37 |
|
|
4 |
0,025 |
0,012 |
40 |
23,15 |
|
24,55 |
|
24,72 |
|
|
5 |
0,020 |
0,008 |
40 |
17,43 |
|
18,53 |
|
18,64 |
|
|
6 |
0,015 |
0,005 |
40 |
19,36 |
|
20,16 |
|
20,30 |
|
|
7 |
0,015 |
0,007 |
40 |
32,45 |
|
33,25 |
|
33,37 |
|
После расчетов начертить схемы планов (см. рис. 5.9) и продольных профилей (возможно изображение трех вариантов на одной
схеме) для каждого из вариантов исправления рельефа. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
Д |
|
|
|||
|
2. Произвести дефектовку по кривизне грунтовой поверхности |
||||||||
аэродрома. Исправить рельеф с использованием трех решений – в на- |
|||||||||
сыпи, в выемке и в выемке-насыпи (частный баланс). сходные дан- |
|||||||||
ные приведены в табл. 5.2 (см. рис. 5.10). |
|
Таблица 5.2 |
|||||||
|
|
|
|
|
И |
||||
|
Исходные данные к расчетам по дефектовке кривизны |
|
|
||||||
Вариант |
|
|
Параметр |
|
|
|
|
||
|
|
Rmin, м |
а, м |
НА, м |
НВ, м |
НC, м |
|
НD, м |
|
1 |
|
13 000 |
40 |
15,65 |
15,97 |
15,84 |
|
15,78 |
|
2 |
|
12 000 |
40 |
18,48 |
18,73 |
18,60 |
|
18,53 |
|
3 |
|
8 000 |
40 |
32,45 |
32,80 |
32,68 |
|
32,65 |
|
4 |
|
9 000 |
40 |
23,15 |
23,37 |
23,24 |
|
23,22 |
|
5 |
|
11 000 |
40 |
17,43 |
17,67 |
17,53 |
|
17,49 |
|
6 |
|
15 000 |
40 |
19,36 |
19,69 |
19,53 |
|
19,42 |
|
7 |
|
10 000 |
40 |
23,15 |
23,37 |
23,24 |
|
23,22 |
|
62

3. Построить проектные горизонтали для участка покрытия двухскатной ИВПП с использованием исходных данных, приведен-
|
ных в табл. 5.3 (см. рис. 5.11 и 5.12). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
Основное отличие данного задания от приведенного примера |
|||||||||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
состоит в том, что в примере рассматривается односкатный попереч- |
||||||||||||||||||||||||||
|
ный профиль, а в задании – двухскатный. |
|
|
|
|
Таблица 5.3 |
|||||||||||||||||||||
|
Исходные данные к расчетам по построению проектных горизонталей ВПП |
||||||||||||||||||||||||||
|
Вариант |
|
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
НА, м |
|
|
|
а, м |
inp |
|
iпоп |
|
hгop, м |
|
μ |
lAB, м |
lAC, м |
|
||||||||
|
1 |
|
|
15,65 |
|
|
|
40 |
0,005 |
|
0,010 |
|
0,25 |
|
2000 |
200 |
|
2x20 |
|
||||||||
|
2 |
|
|
18,48 |
|
|
|
40 |
0,007 |
|
0,012 |
|
0,25 |
|
2000 |
220 |
|
2x30 |
|
||||||||
|
3 |
|
|
|
|
бА |
0,25 |
|
|
140 |
|
2x15 |
|
||||||||||||||
|
|
|
32,45 |
|
|
|
40 |
0,010 |
0,015 |
|
|
1000 |
|
|
|||||||||||||
|
4 |
|
|
23,15 |
|
|
|
40 |
0,006 |
0,011 |
|
0,25 |
|
2000 |
240 |
|
2x25 |
|
|||||||||
|
5 |
|
|
17,43 |
|
|
|
40 |
0,010 |
0,013 |
|
0,25 |
|
1000 |
150 |
|
2x10 |
|
|||||||||
|
6 |
|
|
19,36 |
|
|
|
40 |
0,006 |
0,010 |
|
0,25 |
|
2000 |
230 |
|
2x35 |
|
|||||||||
|
7 |
|
|
23,15 |
|
|
|
40 |
0,007 |
0,011 |
|
0,25 |
|
2000 |
220 |
|
2x25 |
|
|||||||||
|
|
Рассчитать отметки в узловых точках ИПВВ (по оси и на кром- |
|||||||||||||||||||||||||
|
ках покрытия) через значение а=40 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
4. Запроектировать вертикальную планировку двускатного ви- |
|||||||||||||||||||||||||
|
ража магистральной РД (см. рис. 5.13) при исходных данных, приве- |
||||||||||||||||||||||||||
|
денных в табл. 5.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.4 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Исходные данные к расчетам вертикальной планировки |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двухскатного виража |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||||||||||||
|
|
1 |
попРД |
b |
рд |
, м |
|
iB |
|
а, м |
|
Н , м |
CB=DE, м |
inp РД |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R, м |
B |
|
|
|||||||||||||
|
1 |
|
0,01 |
|
22,5 |
|
0,04 |
|
3,0 |
|
40 |
15,97 |
|
50 |
0,001 |
|
|
||||||||||
|
2 |
|
0,01 |
|
19,0 |
|
0,04 |
|
3,2 |
|
50 |
18,73 |
|
50 |
0,001 |
|
|
||||||||||
|
3 |
|
0,01 |
|
17,0 |
|
0,04 |
|
2,5 |
|
40 |
32,80 |
|
50 |
0,001 |
|
|
||||||||||
|
4 |
|
0,01 |
|
15,0 |
|
0,04 |
|
3,3 |
|
50 |
23,37 |
|
50 |
0,001 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||||||||||
5 |
|
0,01 |
|
20,0 |
|
0,04 |
|
2,8 |
|
40 |
17,67 |
50 0,001 |
|
||||||||||||||
|
6 |
|
0,01 |
|
18,0 |
|
0,04 |
|
2,7 |
|
40 |
19,69 |
|
50 |
0,001 |
|
|
||||||||||
|
7 |
|
0,01 |
|
22,0 |
|
0,04 |
|
2,8 |
|
40 |
19,69 |
|
50 |
0,001 |
|
|
Построить схему разбивки виража с указанием всех отметок и размеров.
63
Практическое занятие № 6
ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ И РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ВОДООТВОДНЫХ И ДРЕНАЖНЫХ
|
СИСТЕМ АЭРОДРОМА |
Цель занят |
я: |
1. Ознаком ться с методикой гидрологических, гидравлических |
|
и расчетов на прочность водоотводных и дренажных систем аэродро- |
|
ма. |
|
С |
г дравлический расчет осушителей, коллекторов, |
2. Про |
|
нагорной канавы, дождеприемного и тальвежного колодцев, глубин- |
|
ного дренажа. |
|
3. Рассч тать водопропускную трубу на прочность. |
|
звести |
|
бА |
|
|
О щие сведения |
Основные положения по гидрологическому расчету водоотводных систем.
Водосточные сети рассчитывают на сток дождевых и талых (снеговых) вод. Расчетные расходы водоотводных сетей зависят от факторов метеорологических, характеризующих интенсивность расчетных дождей или снеготаяния, и гидрологических, связанных с величиной потерь атмосферных осадков на водосборных площадях на впитывание и испарение при добегании воды до расчетного сечения.
Для расчета водоотводных сетей необходимы:
- расчетные интенсивности дождя; |
И |
|
- расход дождевых вод; |
Д |
- расход от стока весенних талых вод.
Расчетная интенсивность дождя представляет собой отношение количества осадков в миллиметрах к времени в минутах, за которое они выпали. Расчетная формула для определения параметра Δ, равного интенсивности одноминутного дождя принятой повторяемости, имеет вид [4]:
dпоп |
20n q |
20 |
(1 c lgP) |
, |
(6.1) |
|
|
||||
|
166,7 |
где q20 – параметр, равный интенсивности дождя продолжительностью 20 мин при Р=1 год, л/га и составляет: для Челябинска – 80; Томска–111;
64

Тобольска – 105; Барнаула – 74; Кургана – 97; Омска – 90 л/га; с – коэффициент, учитывающий климатические особенности районов и с=1; Р – период повторяемости расчетных интенсивностей дождей, годы (табл. 6.1); п – показатель степени, характеризующий ход дождей и п=0,75.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.1 |
||
|
Значения периодов повторяемости расчетных интенсивностей дождей |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Параметр, характер зующ й |
Значение Р при площадях водосбора F, га |
|||||||
|
осадки |
< 1,5 |
1,5 – 3,0 |
3,1 – 6,0 |
6,1 – 9,0 |
|
9,1 – 15,0 |
|
|
|
дождевые |
q20 |
|
|
|||||
|
70–90 |
|
0,25 |
0,33 |
0,50 |
0,50 |
|
0,50 |
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
91–115 |
0,33 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
|
0,50 |
|
|
|
Расчет водоотводных систем и определение расчетных расходов |
||||||||
|
|
бА |
|
|
|
на дождевой сток про зводят по методу «предельных интенсивностей».
Согласно этому методу расчетную продолжительность дождя и соответствующую ей нтенсивность определяют по наибольшему секундному расходу, на пропуск которого должно быть рассчитано каждое сечение водоотводящей сети. Наибольший расход достигается в тот момент, когда к рассчитываемому сечению сети успеют притечь струи от наиболее отдаленной площади водосбора.
Время прохождения дождевой воды пути от наиболее отдален- |
|||||
|
Д |
|
|||
ной точки площади водосбора до рассчитываемого сечения водоот- |
|||||
водной сети называется критической продолжительностью дождя, а |
|||||
интенсивность дождя, соответствующая критической продолжитель- |
|||||
ности, – предельной интенсивностью. |
|
|
|||
Расчетный расход дождевых вод Q в этом случае находят по |
|||||
формуле |
QДП = S · F, |
И |
|||
|
|
(6.2) |
|||
где F – площадь водосбора для рассчитываемого сечения, га; S – ве- |
|||||
личина стока, л/га, которую определяют по формуле [6]: |
|
||||
|
S |
166,7 |
, |
|
(6.3) |
|
|
|
|||
|
|
n |
|
|
где φ – коэффициент стока, принимаемый для водосборов с бетонным покрытием и грунтовой обочиной равным φ =0,70, для грунтовой по-
65

верхности с дерниной – φ =0,15 и для водосборов с разнородными поверхностями определяется по формуле
|
1 F1 |
2 F2 |
, |
(6.4) |
F1 |
|
|||
|
F2 |
|
τ – продолжительность дождя, равная времени добегания воды до рассчитываемого сечения, мин, которую определяют как сумму из времени добеган я дождевых вод по склону и лотку, т.е. τ = τ скл+ τ лот.
Время добеган я дождевых вод по склону определяют по фор-
муле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2,41 n* B |
|
|
|
|
|||||
скл |
|
|
|
1,72 0,72 n |
, |
(6.5) |
|||||
|
0,72 |
|
0,72 |
I |
0,50 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
добегания |
|
|
|
|
где В – дл на склона, участвующая в стоке, м; I – уклон склона; n* – коэфф ц ент шероховатости, принимаемый равным для задер-
ненной грунтовой поверхности 0,060. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Время |
воды по |
етонному лотку определяют как |
|
|||||||||||
|
|
лот |
|
lлот |
, |
|
|
|
|
(6.6) |
||||
|
|
|
60 V |
лот |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Д |
|
|||||||||
где lлот – длина участкаАлотка, м; Vлот – скорость движения дождевых |
||||||||||||||
вод в конце лотка, м/с, определяется по формуле |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
h |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||
|
V |
|
|
|
|
I , |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.7) |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
лот |
|
|
n* 2 |
|
|
И |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где п* – коэффициент шероховатости, принимаемый равным для бе- |
||||||||||||||
тонной поверхности 0,014; h – |
глубина потока в лотке в низовом се- |
чении расчетных участков (у дождеприемных и тальвежных колодцев, канав), м; I – уклон дна лотка.
Расчетные расходы от стока весенних талых вод определяют при средних значениях максимумов его в данной местности по формулам:
- для водоотводных линий и систем с водосборами до 80 га (водоотводные системы летных полос)
66

|
|
|
QВП |
0,95 |
Нс |
F, |
|
|
(6.8) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
- для водоотводных линий с большими водосборами (нагорные |
||||||||
|
канавы) |
|
QBП = 2,78 ·A· F, |
(6.9) |
|||||
|
|
|
|||||||
|
где Нс – макс мальная высота снегового покрова к началу весеннего |
||||||||
|
снеготаян я пр н мается по табл. 6.2, см; |
Т – минимальная продол- |
|||||||
|
жительность снеготаян я, принимаемая по табл. 6.2; сут; |
А – пара- |
|||||||
|
метр, характер зующ й сток талых вод, мм/ч, принимаемый при |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
значен ях максимумов стока для территории равным 2,5. |
|||||||
|
|
Значен я параметров для расчета стока талых вод |
Таблица 6.2 |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вариант |
Район проектирова- |
|
Нс, см |
|
Т, сут |
|||
|
средних |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
н я |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Курган |
|
|
|
|
42 |
|
7,0 |
|
2 |
Томск |
|
|
|
|
59 |
|
10,0 |
|
3 |
Омск |
|
|
|
|
55 |
|
9,0 |
|
4 |
Екатерин ург |
|
|
|
62 |
|
11,0 |
|
|
5 |
То ольск |
|
|
|
|
48 |
|
6,5 |
|
6 |
Челя инск |
|
|
|
56 |
|
9,5 |
|
|
7 |
Барнаул |
|
|
|
|
50 |
|
8,5 |
|
|
бА |
|
|
|||||
|
|
6.1. Гидравлический расчет водоотводных систем |
|||||||
|
|
|
грунтовых ВПП |
|
|||||
|
|
|
|
Д |
Для водоотводных систем грунтовых ВППИрасчетным случаем является, как правило, отвод дождевых вод. Обычно рассчитывают собиратели, нагорные канавы, грунтовые лотки, коллекторы, а сечения трубчатых осушителей ввиду малых расходов чаще не рассчитывают и принимают конструктивно. Необходимость в расчете осушителей может возникнуть при одиночном или редком расположении их на грунтовой полосе, а также при расположении с верховой стороны осушаемого участка.
Водоотводные линии с грунтовыми водосборами рассчитывают на расчетный расход, определяемый по методу предельных интенсивностей с учетом минимальной стокообразующей интенсивности дождей, характеризующей продолжительность дождя, в течение которой
67
осадки формируют поверхностный сток. Это вызвано тем обстоятельством, что сток с водосборов с большой впитывающей способностью, т. е. с грунтовых водосборов, может наблюдаться лишь в случае, когда интенсивность дождей превосходит интенсивность впитывания. Под минимальной стокообразующей интенсивностью дождя понимают интенсивность его, равную интенсивности впитывания воды в грунт.
При нтенс вности дождей более минимальной стокообразую- |
|||||
щей наблюдается сток с водосборов, а при интенсивностях менее сто- |
|||||
кообразующей он отсутствует. Продолжительность стокообразова- |
|||||
С |
|
|
|
|
|
, соответствующая минимальной стокообразующей интенсивности |
|||||
дождя, определяют по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
(1 n) |
|
(6.10) |
|
tст |
|
, |
|||
t* |
|||||
|
|
|
|||
ния |
|
ст |
|
|
|
бА |
|
где tcт – м н мальная мгновенная стокообразующая интенсивность дождя, принимаемая равной интенсивности впитывания с учетом характера местности (для глин – 0,04; суглинков – 0,08; супесей – 0,20; песков – 0,50 мм/мин). Для асфальтобетонных и бетонных покрытий интенсивность впитывания принимают равной нулю.
Для расчетных сечений, удаленных по времени добегания на |
||
|
Д |
|
τ ≤ tcт, расходы следует определять по методу предельных интенсив- |
||
ностей. |
|
|
Для сечений, удаленных по времени добегания на τ ≥ tcm, рас- |
||
четный расход будет равен |
|
|
|
Q = Qtcт + Qcn, |
(6.11) |
где Qtcт – расход, соответствующий τ = tcт, л/с; Qcn – дополнительный расход, поступающий в систему после дождя в соответствии с кривой
спада стока за счет воды, лежащей на водосборе, |
л/с, который опреде- |
|
ляется по формуле |
И |
|
|
Qcn =0,0092·Δ·B·V·φ t1-n ·η, |
(6.12) |
где В – длина склона водостока (ширина водосбора), м; V – скорость движения воды в лотке или канаве на расчетном участке, м/мин; η – коэффициент, зависящий от отношения τ / tcт, и составляет
68
τ / tcт 1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
5,0 10 |
||
η |
0 |
0,16 |
0,28 |
0,52 |
0,71 |
0,81 |
0,86 |
0,89 |
0,92 |
0,95 |
0,985. |
Прежде чем перейти к гидравлическому расчету сети, устанав- |
|||||||||||
ливают исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- климатическую зону расположения аэродрома; |
|
|
|||||||||
- род поверхности и характеристики грунта; |
|
|
|
||||||||
- расположен е осушительной сети в плане. |
|
|
|
||||||||
Затем определяют параметр , устанавливают коэффициент сто- |
|||||||||||
тели |
|
|
|
|
|
|
|
||||
ка φ и переходят непосредственно к гидравлическому расчету. |
|
||||||||||
|
|
|
6.1.1. Расчет осушителя |
|
|
|
|||||
|
более |
|
|
|
|
|
|||||
Дрены |
осуш |
устраиваются для перехвата и отвода грун- |
|||||||||
товой |
поверхностной воды на участках с необеспеченным стоком |
||||||||||
воды, а также для с ора |
отвода воды из пористых оснований искус- |
ственных покрыт й (р с. 6.1). Со ранная вода в дренажную трубу по-
ступает через отверст я и щели, устраиваемые по длине трубы. Дре- |
|
|
А |
ны и осушители устраиваются из асбестоцементных труб диаметром |
|
100 мм и |
( основывается расчетом); за пределами летного по- |
ля возможно |
применение керамических труб. лина осушителей |
50–125 м, уклоны – не менее 0,005. |
|
Водоприемные щели в асбестоцементных трубах дренажей и |
лем или рубероидом насухо. Д Вокруг труб устраивается фильтрующая засыпка. В качестве за-
осушителей устраивают в виде пропилов снизу трубы на 2/3 ее диа-
метра на расстоянии 30 см друг от друга. Стыки и прорези труб во избежание их заиления обкладываются мхом слоем 2 см или минеральной ватой. Стыки труб не заделывают, допускается обертывать их то-
сыпки используется: для дрен песчано-гравийные смеси, гравий; для
осушителя гравий с диаметром фракций 20–40 мм, щебень. Засыпка должна обладать достаточной водозахватызающей способностью для приема поступающей воды [4].
И
Порядок расчета осушителей следующий (рис. 6.2):
1. Для определения диаметра трубы осушителя О–III находят расчетный расход Qi, который для сечения 1–1 будет равен S1F1. Водосборную площадь (в гектарах), тяготеющую к рассчитываемому осушителю, определяют на основании размеров В1 и L1, т. е. F1=B1L.
69

2. Величину стока S находят по формуле (6.3), для чего предварительно определяют время добегания воды τ1 до осушителя О–III.
Си
бР с. 6.1. Варианты конструкции осушителя:
а – осушитель с фильтрующей колонкой; б – осушитель со сплошной фильтрующей засыпкой; 1 – дерн 5–10 см; 2 – дерн 5–10 см или фильтрующий материал 2–3 см (в плотном теле), обработанный битумом; 3 – гравий (ще ень) d=1–2 см; 4 – обратная засыпка грунтом;
5 – гравий (ще ень) d=5–6 см; 6 – труба осушителя; |
||
7 – утрамбованный щебень слоем 5–7 см; н – наружный диаметр трубы |
||
А |
||
3. Время добегания воды до сечения 1–1 |
осушителя О–III равно |
|
сумме времени добегания вод по склону τскл |
и времени добегания |
|
воды по осушителю τ0, т. е. τl = τскл + τ0. |
|
|
4. Для определения |
τскл находят по линии стока воды расстоя- |
|
ние от самой отдаленной точки водосбора до начала осушителя, |
||
т. е. длину водосбора В1 |
Д |
|
и средний уклон водосбора l. Затем, зная |
||
длину пути стока и уклон по формуле (6.5), определяют время добе- |
гания дождевых вод τскл до начала осушителяИ.
5. Время τ0 получают делением длины осушителя на среднюю секундную скорость воды в трубе. Обычно время добегания воды τ0 по осушителю составляет 5–10% от времени добегания дождевых вод τскл по склону, а поэтому можно принять τ0 = 0,10 τскл.
6. Далее по расчетному времени добегания τ1 и параметру с помощью формулы (6.3) определяют величину стока S (в л/с с 1 га) и далее по формуле (6.2) расчетный расход.
70

7. Зная Q1 проектный уклон труб I и коэффициент шероховатости п* (0,014 – для труб) определяют D с использованием (6.15).
Си
Рис.бА6.2. Схема к гидравлическому расчету осушительной сети:
1 – коллектор; 2 – осушитель; 3 – собиратель; 4 – нагорная канава
6.1.2. Расчет собирателейДи коллекторов
Расчет собирателей и коллекторов (рис. 6.3) производят по методу предельных интенсивностей с ограничениемИпродолжительности дождей пределом стокообразования τст. ля грунтовых взлетнопосадочных полос порядок расчета и собирателей, и коллекторов одинаков. Собиратели и коллекторы условно разбивают на расчетные участки и по плану расположения систем для расчетных сечений находят водосборные площади: подсчитывают стокообразующую продолжительность дождя по формуле (6.10), вычисляют время добегания воды до расчетных сечений г и определяют расчетные расходы по формуле (6.2).
71

СтраншеиР с. 6.3. Поперечные разрезы коллекторов: ба – при укладке тру ы на грунтовое основание;
– то же при укладке на искусственное основание; 1 – стенка ; 2 – засыпка грунтом; 3 – труба коллектора;
4 – грунтовое основание; 5– искусственное основание; Дн – наружный диаметр трубы
Порядок расчетаАследующий:
1. В рассматриваемом примере (см. рис. 6.2) собиратель разбит на два расчетных участка с сечением II–II и III–III.
2. Для первого участка водосборнаяДплощадь Fn ограничена нагорной канавой и осушителями 0–II1 и 0–IV; для второго водосборная площадь F2 ограничена нагорной канавой и осушителями О–I и О–II.
3. Расчетный расход (в л/с) для сечения II–II первого участка
Q2=S2F2.
4. Водосборную площадь F2 (в га) определяют на основании принятых размеров и при установленных В1, В2 и L, т. е.
F2 = 2L(В1+В2).
5.Величину стока S2 находят по формуле (6.3).
6.Предварительно определяют время добегания воды τ2 до сечения II собирателя, которое равно сумме времени добегания дожде-И
вых вод по склону τскл до осушителей O–VI и 0–V, времени добегания воды τoc по осушителю и времени добегания воды τс по собирателю,
т.е. τ2 = τcкл + τoc + τс .
7.Находят расстояние от нагорной канавы до начала осушителей О–V и О–VI (длина водосбора – В2) и средний уклон водосбора I.
8.По формуле (6.5) определяют время iскл.
72

9. Время τoc и τс вычисляют делением длины осушителя L и собирателя В1 на скорость течения воды в трубе. Для определения времени добегания воды по осушителю скорость можно приближенно
принимать равной 0,3–0,4 м/с, а по собирателю 0,5 м/с. |
|
|||||
С |
|
|
находят величину стока |
|||
10. |
По вычисленному τ2 и параметру |
|||||
S2 и расчетный расход Q2, а по проектному уклону устанавливают |
||||||
диаметр соб рателя на первом участке. |
|
|
|
|||
11. |
Расчетный расход для сечения III–III второго участка |
|||||
егания |
площадь |
для второго |
участка |
|||
Q3=S3F3, |
здесь водосборная |
|||||
F3 = 2L(В1+В2) +2B1L. |
воды τ3 до сечения III–III равно сумме вре- |
|||||
12. |
Время до |
|||||
мени добеган я дождевых вод τ2 |
до сечения II–II и времени добегания |
|||||
|
бА |
|
||||
τc по соб рателю до сечения III–III, т.е. τ3 = τ2 |
+ τc. |
|
||||
13. |
По расчетному времени добегания τ3 |
и параметру |
опреде- |
|||
ляют вел ч ну стока S3 |
расчетный расход Q3 |
и затем диаметр соби- |
||||
рателя для второго участка с использованием (6.15). |
|
Расчетные расходы в сечениях коллекторов, отводящих воду с грунтовых водос оров, определяют так же, как и для собирателей.
Сечения со ирателей и коллекторов рассчитывают в таком же порядке до тех пор, пока расчетное время добегания дождевых вод не станет равным продолжительности стокообразования, т. е. τ = τcт. Для
Д рости протекания должны быть такими, чтобыИне засорялись трубы,
сечений, удаленных по времени добегания на τ > τcт, расчетный расход определяют с учетом дополнительного расхода по формулам
(6.11) и (6.12).
После вычисления расчетных расходов определяют для каждого участка водоотводящей сети сечения трубы и проектный уклон. Ско-
не истирались стенки и не разрушались стыки ее. опускаемая минимальная скорость воды в трубах коллектора 0,6 м/с, максимальная
5 м/с. Уменьшение скоростей по длине рассчитываемых водоотводных линий не допускается.
Для расчета водоотводящих сетей применяют формулу Шези
|
|
|
|
V C |
R I , |
(6.13) |
|
формулу неразрывности |
|
|
|
Q = ω·V, |
(6.14) |
73

где V – скорость течения воды, определяемая путем деления секундного расхода воды на площадь живого сечения; I – уклон поверхности движения воды; R – гидравлический радиус, представляющий собой частное от деления площади живого сечения на смачиваемый пе-
С |
|
|
|
|
|
С – коэффициент Ше- |
|
риметр, т.е R=ω/χ, (для круглых труб – R=D/4); |
|||||||
зи, равный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
, |
|
|
|
C |
|
R |
6 |
|
|
|
стиQ |
|
n |
|
|
|
|
|
1 R32 I . |
|
(6.15) |
|||||
ω – площадь ж вого сечения трубы; n* |
– коэффициент шероховато- |
||||||
. |
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя в (6.14) значения коэффициента С, получаем форму- |
|||||||
бА |
|
||||||
лу для определен я расхода |
|
|
|
|
|
|
|
n*
Зная расчетный расход Q, назначая уклон в соответствии с уклоном поверхности, можно методом последовательного приближения определить диаметр труб и скорость течения воды.
6.1.3.ГидравлическийДрасчет коллекторов ВПП, РД, МС и перронов
Расчетные расходы, поступающие в водоотводные системы с покрытий или с покрытий и грунтовых обочинИдля систем, устраиваемых по схеме I (рис. 6.4, а), определяют методом предельных интенсивностей без учета минимальной стокообразующей интенсивности дождей, так как сток с цементобетонных покрытий наблюдается даже при дождях с интенсивностью 0,015 мм/мин.
Расчетные расходы определяют в характерных сечениях водостоков непосредственно ниже дождеприемников – в местах резкого увеличения расходов и переломов продольных профилей.
Гидравлический расход коллектора производят по участкам, длина которых равна расстоянию между дождеприемниками. Расчетные сечения принимают в начале каждого из участков [6].
74

При самотечном режиме коллекторы рассчитывают в следующем порядке:
1. Для первого расчетного участка (рис. 6.4) определяют водосборную площадь F1, примыкающую к участку коллектора, длину
Сводосбора В и поперечный уклон покрытия I.
и бА Д Рис. 6.4. Схема к расчету водостоков искусственныхИпокрытий:
а – при устройстве лотков в кромках покрытий; б – при сбросе воды с покрытий в грунтовые лотки;
1 – коллектор; 2 – дождеприемный колодец; 3 – перепуск; 4 – смотровой колодец; 5 – ось ВПП; 6 – ось лотка; 7 – главный коллектор; 8 – ось грунтового лотка; 9 – тальвежный колодец
2. Далее по формуле (6.5) для данной длины водосбора В и уклона поверхности I определяют время добегания дождевых вод по склону τcкл (от оси ВПП до оси лотка), а затем по формуле (6.6) находят время добегания дождевых вод τлот по открытому лотку от самой дальней точки до расчетного сечения (первого дождеприемного колодца).
75
3. Критическую продолжительность дождя, равную расчетному времени добегания дождевых вод от самой отдаленной точки площади водосбора до первого расчетного сечения, определяют суммированием времени добегания по склону и открытому лотку, т. е.
С |
τ1 = τcкл + τлот . |
(6.16) |
|
||
4. По расчетному времени добегания τлот и параметру |
по фор- |
|
муле (6.3) для бетонной поверхности определяют модуль поверхност- |
||
и |
|
ного стока S1, а затем для первого участка водосточной сети – расчетный расход дождевых вод Q1 = S1 F1.
5. По расходу Q1 уклону коллектора I находят диаметр труб D. 6. Второй участок коллектора рассчитывают так же, как и первый, пр чем расчетное время до егания дождевых вод для второго определяют, сумм руя время до егания по склону до дождеприемни-
ка и время |
я по первому (предыдущему) участку коллектора, |
|||||||
т.е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
l1 |
, |
(6.17) |
|
|
|
V |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
добеган1 |
|
|
где l1 – длина первого участка коллектора; V1– скорость течения воды |
|||
в трубах для первого участка. |
|
|
|
7. По расчетномуАвремени добегания τ2 определяют модуль по- |
|||
верхностного стока S2. |
|
|
|
8. Расчетный расход дождевых вод для второго участка сети на- |
|||
ходят по формуле |
Д |
||
Q2 = S2 (F1 |
|||
+ F2). |
И |
||
|
|
9.По расходу Q2 и уклону коллектора I определяют диаметр труб D2 второго участка.
10.Третий и последующие участки коллектора рассчитывают аналогично первым двум, определяя время добегания τi и соответствующую ему величину стока Si.
11.Расчетный расход будет равен
N |
|
Qi Si Fi . |
(6.18) |
1 |
|
76
12. По вычисленному расчетному расходу Qi, принятым проектным уклоном I, находят значения Di и Vi. Так как значения Qi по длине коллектора возрастают, то происходит возрастание и диаметра труб Di.
13. Если к коллектору в каком-либо месте подключаются перепуски от тальвежных колодцев, собирающих воду на грунтовых полосах, то в местах подключений в коллекторе увеличиваются расходы на вел ч ну
С |
Qдon(i) = Sгp(i) · Fгp(i) , |
(6.19) |
||
|
|
|||
где Qдon(i) |
– дополн тельный расход, поступающий на i-м участке |
|||
коллектора с грунтовой полосы; Sгp(i) – модуль стока с грунтового во- |
||||
досбора |
|
времени до егания τi, отсчитываемого по коллектору (ко- |
||
эффиц ент |
стока принимают для грунтовой поверхности); |
|||
при |
|
|||
|
добегания |
|
F гp(i) – площадь грунтового водосбора, с которой вода поступает в
тальвежный колодец. Величину этой площади находят по τi с помо-
щью формулы (6.5), решением о ратной задачи, т. е. по имеющемуся |
||
времени |
А |
|
τi находят длину склона В. |
|
|
Полный расчетный расход для i-го участка коллектора будет ра- |
||
вен |
Qpacч = Qi + Qдon(i). |
(6.20) |
|
При расчете главного коллектора определяют суммарный расход, поступающий в него из других коллекторов. Главные коллекторы рассчитывают на время добегания по одному из примыкающих коллекторов, имеющих наибольшее протяжение. Сечение труб рас-
считывают на полное заполнениеД.
Для расчета систем, устраиваемых по схеме II (см. рис. 6.4, б), рекомендована следующая методика.
И
Расчетные расходы в сечениях коллекторов определяют суммированием расходов, одновременно поступающих к этим сечениям (т. е. при одних и тех же τ) с водосбора, имеющего разнородную поверхность (покрытие и грунтовая обочина), и с чисто грунтового водосбора (см. рис. 6.4, б).
Расходы с первого водосбора определяют по методу предельных интенсивностей без учета минимальной стокообразующей интенсивности дождей, а со второго – с ее учетом, при подсчете продолжительности стокообразования tcт по формуле (6.10).
77

Затем расходы Q, поступающие в коллекторы с чисто грунтовых водосборов, подсчитывают по формулам (6.11) и (6.12).
Водосточную сеть искусственных покрытий можно проектировать не только с самотечным, но и с напорным режимом. Напорный
Срежим целесообразен для коротких коллекторов с минимальными уклонами при начальном заглублении их более 1,0 м, а также при нескольк х выпусках в открытые канавы или естественные водоемы.
6.1.4.Г дравлический расчет нагорных канав
Расчет нагорных канав (грунтовых лотков) производится на сток дождевых талых вод, принимая за расчетный наибольший расход.
Г дравл ческ м расчетом нагорных канав подбирают такое се-
, чтобы х пропускная |
Q0 не оказалась меньше рас- |
|
чение |
|
|
четного расхода Q водос орной площади, т.е. |
|
|
способность |
|
|
А |
(6.21) |
|
Q < Q0. |
|
При расчете на сток талых вод расчетные расходы подсчитывают по средним значениям максимумов стока талых вод по формулам
(6.8) и (6.9).
При расчете канав на дождевой сток расчетные расходы подсчитывают по методу предельных интенсивностей с учетом ограничения продолжительности дождей минимальной интенсивностью стокообразования. Значения расчетных расходов Q в сечениях канав подсчи-
тывают в соответствии с (6.10–6.12). |
3 |
И |
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Пропускная способность канавД(в м /с) равна |
||
|
|
Q0 = ω · V, |
|
(6.22) |
где ω = bh+mh2 – площадь потока в канаве трапецеидального сечения, |
||||
м |
2 |
(b – ширина канавы по дну, м; h – глубина потока, м; m – коэффи- |
||
|
циент заложения откосов канавы, принимаемый в соответствии с видом грунтов и типом укрепления откосов: для песка m =2,0; супеси и суглинка – m =1,5; для глины m =1,0) (рис. 6.5);
V C R I – скорость в расчетном сечении канавы, м/с (R – гидравлический радиус, м; I– уклон канавы).
78

С |
|
|
|
|
|
Р с. 6.5. Поперечное сечение нагорной канавы: |
|
||||
циента n* |
|
||||
|
1 |
– берма; 2 – кавальер; 3 – бровка |
|
||
Значен е коэфф |
С находят по формуле |
|
|||
бА |
|
||||
|
|
С |
1 |
Ry , |
(6.23) |
у = 1,5 n*, при R < 1 м; у = 1,3
n* при R >1 м,
где n* – коэффициент шероховатости канавы, принимаемый равным
0,025.
Гидравлический радиус потока находится из отношения R=ω/χ при значении
χ=b + 2h |
Д |
|
1 m |
Расчетные скорости в нагорных канавах и грунтовых лотках не должны превышать допускаемых на размыв Vmax (табл. 6.3) и не быть
менее Vmin = 0,5 |
|
|
|
И |
||
R – из условия заиливания. |
||||||
Уменьшение скоростей по длине нагорных канав (грунтовых |
||||||
лотков) не допускается. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
|
Значения наибольшей неразмывающей скорости |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Грунт |
|
Наибольшая ско- |
Укрепление |
Наибольшая ско- |
||
|
|
рость, м/с |
|
|
рость, м/с |
|
Мелкий и средний |
0,4 |
Одерновка плашмя |
1,0 |
|
||
песок |
|
|
|
|
|
|
Крупный песок |
0,8 |
Одерновка в стенку |
1,6 |
|
||
Средний суглинок |
|
0,6–0,7 |
Мощение одиночное |
2,0 |
|
|
Тяжелый суглинок |
|
0,8–1,0 |
Мощение двойное |
3,0–3,5 |
|
|
Глина |
1,2 |
Бетон |
|
5,0–8,0 |
|
79

Примечания: 1. Значения наибольших скоростей движения воды даны при глубине потока от 0,4 до 1 м.
2. При другой глубине потока значения скоростей, указанные в табл. 6.3, следует принимать с коэффициентом 0,85 при глубине потока менее 0,4 м и 1,25
при глубине потока более 1 м. С
6.1.3. Гидравлический расчет дождеприемных и тальвежных колодцев
помощью которых осуществляется прием стекающей поверхностной воды, устра ваются з с орного или монолитного железобетона и устанавл ваются: первые по оси открытых лотков в кромках покрытий,
осиДождепр емные (рис. 6.6) и тальвежные (рис. 6.7) колодцы, с
а вторые побАгрунтовых лотков.
Д И
Рис. 6.6. Конструкция дождеприемного колодца с решеткой из одного звена: 1 – просмоленная пенька; 2 – перепуск; 3 – битумная мастика; 4 – песчанобитумный коврик; 5 – водоустойчивый грунт; 6 – цементный раствор состава 1:6 – 1:8; 7 – шлаковая подушка; 8 – опорная рама
80

При наличии в основании покрытий пучинистых и просадочных грунтов вместо дождеприемных колодцев устраиваются дождеприемники мелкого заложения – дождеприемные воронки.
Дождеприемники и тальвежные колодцы устанавливаются Сбольшей стороной, перпендикулярно оси лотка, а также во всех замкнутых понижениях и в конце лотков. Расстояния между колодцами принимаются в пределах 100–300 м. Указанные расстояния уточня-
ются г дравл ческ ми расчетами [4].
Водозахватывающая (пропускная) способность дождеприемных приемныхи тальвежных колодцев должна обеспечивать отвод расчетных расходов, форм рующ хся в открытых лотках. Основные размеры дожде-
тальвежных колодцев, т. е. принимающие отверстие, емкость, д аметрбАотводящей тру ы (перепуска), определяют гидравлическим расчетом.
Д И
Рис. 6.7. Конструкция тальвежного колодца:
1 – щебеночная отмостка с пропиткой битумом на 6–8 см; 2 – решетка; 3 – стенки колодца; 4 – перепуск; 5 – шлаковая подушка;
6 – слой цементного раствора состава 1:6–1:8; 7 – водоустойчивый грунт; 8 – прокладка из просмоленной пеньки толщиной 1,0–1,5 см
81

Расчет водозахватывающей способности дождеприемных и тальвежных колодцев производят по формулам
|
|
|
|
V2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отв |
|
|
|
||||||||||||
Q |
1,45 L h |
|
|
|
|
|
|
|
|
при h0 ≤c |
|
|
, |
|
(6.24) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
П |
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
QП |
2 отв |
h |
V2 |
при h0 |
> c |
отв |
, |
|
(6.25) |
|||||||||||||||||||
и |
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
м3/с; |
||||||||
|
|
|
способность дождеприемника, |
|
||||||||||||||||||||||||
где QП – водозахватывающая |
|
|||||||||||||||||||||||||||
L – дл на водосл вного фронта по периметру решетки, м; h – глуби- |
||||||||||||||||||||||||||||
на потока перед решеткой, м; h0 – напор потока перед решеткой, м |
||||||||||||||||||||||||||||
бА |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
h0=h + |
V2 |
, |
|
|
|
|
|
|
(6.26) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где V – скорость подхода воды к решетке, равная Vлот, м/с; ωр – пло- |
||||||||||||||||||||||||||||
щадь всей решетки, м2; ωотв |
|
|
– |
|
|
площадь |
|
отверстий решетки, м2; |
||||||||||||||||||||
с – ширина дождеприемника, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Диаметр перепускных труб от дождеприемных и тальвежных |
||||||||||||||||||||||||||||
колодцев к коллекторам определяют по формуле |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
D=0,536 |
|
|
|
|
|
Q |
, |
|
|
|
|
|
|
(6.27) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где Q – расчетный расход, равный пропускной способности трубы, м3/с; |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
μ – коэффициент расхода, определяемый при длине перепуска |
Ln и |
|||||||||||||||||||||||||||
предварительно принятом диаметреДтруб D по формуле |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
, |
|
|
|
|
|
(6.28) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
0,211 |
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1,33 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Н = Н' +LП·I – располагаемый напор при истечении воды в смотровом колодце из перепуска в атмосферу (здесь Н'– глубина дождеприемника, м; I – уклон перепуска).
После расчета по (6.28) коэффициента μ при предварительно заданном диаметре трубопровода D производят расчет по (6.27) и срав-
82

нивают полученный диаметр с принятым. Если они отличаются более чем на 5%, изменяют заданный D и повторяют расчет и т.д.
6.1.6. Расчет глубинного дренажа
При проектировании мероприятий по понижению уровня грунтовых вод под искусственными покрытиями и на отдельных участках грунтовых летных полос наиболее часто встречаются следующие
случаи глуб нного дренажа: |
|
имеют |
|
|
- с стемат ческ й, рассчитываемый на случай, когда подземные |
Своды пополняются за счет инфильтрации атмосферных осадков и не |
|
|
ясно выраженного направления потока; |
|
- однол нейный в виде одиночных дрен, рассчитываемых на по- |
|
бА |
нижен е уровня потока грунтовых вод. |
|
|
В случае расчета систематического дренажа определяют рас- |
стояния между дренами в зависимости от нормы осушения и глубины |
|
заложен я дрены, вел чину притока воды в дрены, диаметры труб |
|
дрен, понижение уровня грунтовых вод на различных удалениях от |
|
дрен. |
При расчете одиночных дрен определяют величину притока во- |
|
ды в дрену, диаметр труб дрен, величины понижения уровня грунтовой воды на различном удалении от дрены и предел действия (радиуса влияния) дрены.
водоупора производят расчет дренажаДнесовершенного типа, закладываемого выше водоупора. Ниже приведены расчетные формулы для различных случаев расчета глубинных дрен (системы дрен и одиночных дрен).
При неглубоком залегании водоупора производят расчет дренажа совершенного типа, укладываемого с целью полного перехвата подземных вод на поверхность водоупора. При глубоком залегании
6.1.6.1. Систематический дренаж, дрены на водоупоре
И
Расстояние между дренами (рис. 6.8, а, I). определяют по формуле
E = 2 (H – S) |
k |
, |
(6.29) |
|
u |
|
83

где Е – расстояние между дренами, м; Н – мощность водоносного слоя до водоупора (глубина дрены), м; S – норма осушения посередине между дренами, м (принимают для песчаных и супесчаных грунтов 0,6 м; для суглинистых и глинистых – 0,8 м); k – коэффициент филь-
С |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
||||
бА |
|
||||||
Рис. 6.8. Расчетные схемы глубинного дренажа: |
|
||||||
а – систематического; б– однолинейного; |
|
||||||
|
|
|
Д |
|
|||
I – совершенный тип; II – несовершенный тип |
|
||||||
Расход воды (м3/сут), поступающий в одну дрену при питании |
|||||||
ее с двух сторон равен |
Q = k · E · l, |
|
|
(6.30) |
|||
|
|
|
|||||
где l – длина дрены. |
|
|
|
|
И |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение кривой депрессии определяется уравнением |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y = |
u |
(E x x2 ) h02 , |
(6.31) |
|||
|
|
||||||
|
|
|
k |
|
|
|
трации, м/сут, принимаемый для песка 1,0; супеси – 0,3;
суглинка – 0,1 и глины – 0,02 м/сут; u – коэффициент инфильтрации дождевых осадков в грунт, м/сут, принимается для песка – 0,0054; супеси и сугл нка – 0,0041 и глины – 0,0030 м/сут.
где h0 – глубина воды в трубе дрены, м.
84
6.1.6.2. Систематический дренаж, дрена выше водоупора
Расстояние между дренами (рис. 6.8, а, II) находится подбором в соответствии с формулой
С |
|
|
u |
|
|
|
|
Е |
|
|
|
, |
(6.32) |
||||
H |
S |
|
|
|
|
|
Еln |
|
|
(Е d) |
|||||||
2d k |
d |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где d – д аметр трубы дрены радиусом г, м. |
|
|
|||||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Расход воды, поступающей в дрену с двух сторон при длине |
|||||||||||||||||
дрены l в м, рассч тывается по формуле (6.30). |
|
||||||||||||||||
Уравнен е кр вой депрессии |
|
|
|
|
|
||||||||||||
бАq |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
u |
|
|
E |
|
|
|
x |
|
|
(6.33) |
|||
|
y |
|
|
|
|
|
|
2 |
ln |
|
r |
(x r) . |
|||||
|
|
|
|
2d k |
|
|
|
|
|
|
6.1.6.3. Однолинейный дренаж, дрена расположена на водоупоре (рис. 6.8, б, 1).
Питание дрены – грунтовый поток, поступающий извне (без пополнения инфильтрацией).
Приток воды, поступающий в дрену с одной стороны, определяется как
|
k(h2 h2 ) |
|
|
|
0 |
, |
(6.34) |
|
2L |
||
где q – приток воды, поступающий на 1 пог. м дрены, м3/сут; |
k – ко- |
||
|
|
И |
|
эффициент фильтрации водоносного слоя, м/сут; h – мощность водо- |
|||
носного слоя и h=H · S, м; h0 |
Д– глубина воды в трубе дрены, м; |
L = (h – h0)/Icp – предел действия (радиус влияния) дрены, м; 1ср – средний уклон кривой депрессии, принимаемы для песка – 0,006; су-
песи – 0,035; суглинка – 0,075; глины – 0,125.
Суммарный расход воды в дрене, м3/с |
|
Q = q·l. |
(6.35) |
Уравнение кривой депрессии – формула (6.37). |
|
85