Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
Кафедра «Проектирование дорог» |
|
||||
Т.П. Троян, О.В. Якименко, Е.В. Иванов |
|||||
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
Д |
ГИДРАВЛИКА |
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
ДЛЯПРОЕКТИРОВАНИЯДОРОГ |
|||
|
б |
|
Учебно-методическое пособие |
||
и |
|
|
повыполнению курсовой работы |
||
С |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Омск 2015 |
|
|
|
|
|
||
УДК 625.72 ББК 39311-021
Т76
Рецензент канд. техн. наук, доц. А.К. Туякова (СибАДИ)
Работа утверждена редакционно-издательским советом ФГБОУ ВПО «СибАДИ» в качестве учебно-методического пособия.
Троян, Т.П. |
СибАДИ |
|
Т76 Гидравликадля проектированиядорог |
[Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы / |
|
Т.П. Троян, О.В. Якименко, Е.В. Иванов. – Электрон. дан. − Омск : СибАДИ, 2015. – |
||
URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r |
plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей. |
|
ISBN 978-5-93204-830-6 |
|
|
Включает положения нормативных документов по гидравлическим расчётам. Является вспомогательным материалом при выполнении и оформлении курсовой работы, а также при решении задач на практических занятиях по дисциплинам «Гидравлика», «Гидравлика и гидрология» и «Механика жидкости и газа». Рекомендуется при выполнении выпускной квалификационной работы на уровень подготовки ОПОП бакалавра и дипломного проекта на уровень подготовки ОПОП специалист.
Имеет интерактивное оглавление.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Строительство», специальностям «Строительство уникальных зданий и сооружений» и «Стро тельство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей».
Текстовое (с мвольное) издание (6,0 МБ)
Системные требован я : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ;
1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader
Редактор Н.И. Косенкова Техническая подготовка − Т.И. Кукина
Издание первое. Дата подписания к использованию 11.09.2015
Издательско-полиграфический центр СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2015
ВВЕДЕНИЕ
Современная автомобильная дорога представляет собой сложное инженерное сооружение, предназначенное для интенсивного движения транспортных средств с большими скоростями при обеспечении безопасности движения. Для этого при проектировании автомобильных дорог большое внимание уделяют вопросам обеспечения устойчивости земляного полотна, необходимым условием которого является организация водопропускных и водоотводных сооружений.
Трубы, малые мосты, лотки, дюкеры, фильтрующие и переливные насыпи – это малые водопропускные сооружения, предназначенные для пропуска воды на пересечениях автомобильной дороги с водотоками. Практика эксплуатации малых искусственных сооружений
показала, что вследствие неправильного назначения размеров и конструкций укрепления отводящих воду руселИзатрачиваются очень
большие средства на мероприятия по обеспечению устойчивости труб, малых мостов и насыпей около них от подмывов со стороны нижнего бьефа во время половодий и паводков.
пей мостовых переходов устраиваютДспециальные водоотводные устройства и водоотводные канавыб(каналы).
Для отвода воды от земляного полотна дороги, перехвата воды на склоне косогора и в искусственныхАлогах вдоль подъездных насы-
Основными нормативными документами при проектировании водоотводных сооруженийиявляются:
– СП 78.13330.2012 Автомо ильные дороги. Актуализированная редакция СНиПС3.06.03-85 [1, 2];
– СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85* [3, 4];
– СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редак-
ция СНиП 2.05.03-84* [5, 6];
– СП 33-101-2003 Определение основных расчётных гидрологических характеристик [7];
– ВСН63-76 Инструкция порасчётустоков с малых бассейнов [8];
– СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* [9, 10].
Министерством транспортного строительства в качестве пособия при проектировании рекомендовано «Руководство по гидравлическим расчётам малых искусственных сооружений и русел» ГИПРОТРАНСТЭИ» МПС [11]. Актуализированная редакция
2009 г.
3
Курсовая работа на факультете «Автомобильные дороги и мосты» выполняется в дисциплине «Гидравлика», а также предусмотрена в дисциплинах «Гидравлика и гидрология» и «Механика жидкостей и газов» при подготовке специальностей «Строительство уникальных зданий и сооружений» и «Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей».
Цель курсовой работы:
–выявление естественнонаучной сущности природных явлений при проектировании водоотводных сооружений;
–приобретение навыков расчёта гидравлических характеристик потока при равномерном и неравномерном движении в искусствен-
ных водоотводных сооружениях на косогорных участках автомобильной дороги и в искусственных логах вдольИподъездных насыпей мостовых переходов с привлечением физико-математического аппарата;
–приобретение навыков практическогоДприменения справочнонормативной литературы и федеральных государственных стандартов.
Тема курсовой работы – « орожные водоотводные сооружения. Гидравлический расчёт». А
Курсовая работа предусматривает расчёт целого комплекса взаимосвязанных сооруженийб: подводящего канала, быстротока, отводящего канала, гасителя энергии. При расчёте перечисленных сооружений необход моиреш ть много дополнительных вопросов:
–выяснить, является ли скорость потока на подводящем участке канала размывающей требуется ли дополнительное укрепление дна
иоткосов;
–исследовать дифференциальное уравнение неравномерного движения жидкости на участке с уклоном больше критического;
–построить кривую свободной поверхности на быстротоке;
–обосновать необходимость гасителя энергии и т.д.С
По результатам гидравлических расчётов в заключительной части курсовой работы должна быть представлена схема про-
дольного профиля канала (три участка), гасителя энергии с указанием уклонов, линий нормальных и критических глубин, с формированием кривой свободной поверхности на протяжении всего комплекса водоотводных сооружений.
4
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа должна быть оформлена в виде отдельной пояснительной записки с применением персонального компьютера на стандартных листах писчей бумаги формата А4 размером 210х297 мм. Текст пояснительной записки допускается выполнять на одной стороне листа. Пояснительная записка к курсовой работе помещается в специальной папке со скоросшивателем.
Пояснительная записка должна иметь титульный лист, на кото-
ром указывается следующее: |
|
|
– название федерального агентства; |
|
|
– название учебного заведения; |
|
|
– название кафедры; |
|
|
– название дисциплины; |
|
|
– название темы курсовой работы; |
|
|
– номер группы студента; |
|
|
– фамилия и.о. студента-исполнителя; |
||
|
|
И |
– номер зачётной книжки студента-исполнителя; |
||
– должность и фамилия и.о. руководителя. |
||
|
Д |
|
Пример оформления титульного листа приведён в прил. 1 (рис. |
||
«Содержание» с обязательнымбуказанием страниц разделов. Шаблон рамки приведён в пр л. 1 (р с. П.1.2). Все остальные текстовые листы
П.1.1). После титульного |
листа на заглавном листе в стандартной |
рамке (ГОСТ 2.104-2006) |
[12]Ас развёрнутым штампом помещается |
помещаются вСстандартнуюирамку с сокращённым штампом (рис. П. 1.3). Рамку растягивают по формату А4 с отступом сверху, снизу и от правого края листа на 5 мм. В графе «шифр» указываются следующие обозначения: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 –7, в котором 1 – вид выполняемой работы (КР – курсовая работа); 2 – код учебного заведения по общесоюзному классификатору предприятий и организаций (для СибАДИ
– 02068982); 3 – номер специальности («Автомобильные дороги» (АДб) – 0803016; «Информационно-строительный инжиниринг» (СИб) – 0803017; «Мосты и транспортные тоннели» (МТб) – 0803018; «Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей» (СЭМ) – 080503; «Строительство уникальных зданий и сооружений» (СУЗ) – 080501); 4 – факультет; 5 – кафедра, на которой выполняется работа; 6 – № за-
5
чётной книжки; 7 – две последние цифры года выполнения работы.
Пример: КР-02068982-0803016-АДМ-ПД-42-15.
Для основного текста в печатном виде на компьютере рекомендуются гарнитуры Times New Roman, размер основного шрифта набирается кеглем 14, цвет шрифта должен быть чёрным. Расстояние от рамки до границ текста в начале и в конце строк – не менее 3 мм. Расстояние от верхней и нижней строки текста до верхней и нижней границ рамки должно быть не менее 10 мм.
Абзацный отступ – 1,25 см, междустрочный интервал – 1,5. Основной текст выравнивается по ширине страницы с обязательным включением автоматической расстановки переносов. Нумерация страниц – сквозная, арабскими цифрами. Номер страницы проставля-
ется в нижнем правом углу штампа. |
И |
Иллюстрации (рисунки) должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД СПДС (ГОСТ 2.106-96) [13]. Подрисуночные подписи набираются кеглем 12, интервал одинарный, без точки на конце подписи. Нумерация рисунков сквозная че-
рез всю пояснительную записку курсовой работы. Пример оформле- |
|||||
ния иллюстраций представлен на рис. 1. |
|||||
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
А |
||
|
|
б |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рисунок 3 – Схема размещения гидрометрических створов:
1 – гидроствор № 1; 2 – гидроствор № 2 (ось мостового перехода); 3 – гидроствор № 3; 4 – вехи
Рис. 1. Пример оформления рисунков (иллюстраций) в курсовой работе
6
Построенные в результате расчёта графики и чертежи относятся к рисункам и размещаются под текстом, в котором впервые дана ссылка на них, или на следующей странице, а при необходимости – в приложении. Построение графика (чертежа) выполняется на миллиметровой бумаге и аккуратно вклеивается в текст пояснительной записки. Горизонтальная и вертикальная оси графика должны быть разбиты на единичные отрезки (на миллиметровке это 1 см) с указанием числового значения, соответствующего принятому масштабу. Пример оформления графика приведён на рис. 2.
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рисунок 2 – График зависимости расходной характеристики от глубины для определения h0 на подводящем канале
Рис. 2. Пример оформления графиков в курсовой работе
Чертежи и графики выполняют в масштабах, соответствующих ГОСТ 2.302-68 [14] (п. 2) из ряда, приведённого в табл. 1.
7
Таблица 1
Ряд масштабов изображений на чертежах
Масштабы уменьшения 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000
Натуральная величина 1:1
Масштабы увеличения 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1
При хорошем владении программным обеспечением для создания чертежей и для построения графиков разрешается использовать
AutoCAD, КОМПАС-3D и др.
Таблицы оформляются с помощью стандартных программ (Word, Excel). Нумерационный заголовок, название таблицы (тематический заголовок), текст таблицы набираются кеглем 12, интервал
одинарный. Нумерация таблиц сквозная через всю пояснительную записку. Желательно размещать цельную таблицу на одном листе без переноса на другую страницу. В шапке таблицы обязательно ука-
зывается единица измерения заданного или вычисляемого значе-
ния. Пример оформления таблицы представлен на рис. 3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 – Журнал измерения скорости при помощи вертушки |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
Средняя |
||||
|
№ |
Рабочая |
|
Глу ина |
|
Местная |
скорость |
|
||||||
|
скоростной |
глубина |
|
опускания |
|
Отсчёт по |
скорость |
на верти- |
|
|||||
|
|
|
штанге, м |
|
||||||||||
|
|
h, м |
|
|
|
|
u, м/с |
|
|
|
|
|||
|
вертикали |
|
вертушки, м |
кали u, |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
м/с |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
2 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,80 |
|
0,6 h |
|
|
0,32 |
0,046 |
0,046 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
на поверхности |
|
|
1,00 |
0,053 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
1,10 |
|
0,6 h |
|
|
0,44 |
0,184 |
0,130 |
|
|
|||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у дна |
|
|
0,10 |
0,097 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
на поверхности |
|
|
1,20 |
0,254 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кеглю основного текста (в курсовой работе – 14). Нумерация формул не требуется.
Формулы гидравлики, как и формулы других технических дисциплин, являются в большинстве своём приближёнными, измерения гидравлических величин тоже. Поэтому нельзя приводить результаты с большей точностью, чем может дать точность исходной формулы и точность измерения соответствующих величин. Как правило, в гидравлических расчётах при вычислении тех или других чисел ограничиваются только тремя значащими цифрами, однако в ряде случаев приходится ограничиваться и меньшим числом значащих цифр (например, глубины и скорости потока вычисляются обычно с точностью до одного сантиметра).
При вычислении в курсовой работе одной и той же величины
(нормальной глубины h0 , критической глубины hк , критического укло-
на iк ) на различных участках необходимо использовать в обозначении |
||||
соответствующую индексацию: h0 |
|
Д |
и т.д. |
|
|
1 |
2 |
3 |
1 |
Пояснительная записка к курсовой работе должна содержать обяза- |
||||
А |
|
|
||
тельные части в следующей последовательностиИ: |
||||
1. Введение – излагается цель и задачи курсовой работы с указанием |
||||
б |
|
|
|
|
основных нормативных документов, используемых при проектировании водоотводных сооружений. О ъём этой части не более 5 % от общего объёма пояснительнойизаписки.
2. Основная часть – состоит из нескольких разделов, носящих пояснительныйС, расчётный графический характер. При необходимости (по указанию руковод теля) раздел заканчивается конкретным выводом или рекомендациями по результатам расчётов.
3. Заключение – формируются выводы по расчёту комплекса водоотводных сооружений. В данной курсовой работе рекомендуется представить схему продольного профиля канала (три участка) с указанием уклонов, линий нормальных и критических глубин, гасителя энергии и формированием кривой свободной поверхности на протяжении всего водоотвода. Ссылаясь на схему, указать участки формирования кривых спада и подпора, а также охарактеризовать форму кривой свободной поверхности потока жидкости на отдельных участках комплекса водоотводных сооружений. Объём этой части не более 5 % от общего объёма пояснительной записки.
При выполнении расчётов методами, не описанными в данных методических указаниях, необходимо сделать ссылку на использованную литературу, помещённую в библиографический список.
9