метод_проек_зал_Нова лінія_VI_част2
.pdf
МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ'ЯЗКУ УКРАЇНИ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ ІМЕНІ АКАДЕМІКА В. ЛАЗАРЯНА
Кафедра «Проектування і будівництво доріг»
МАЛІ ВОДОПРОПУСКНІ СПОРУДИ
Методичні вказівки до курсового і дипломного проектування
Укладач Ю.В. Малишев
Для студентів спеціальності 7.100502 «Залізничні споруди та колійне господарство»
Дніпропетровськ
2010
|
ЗМІСТ |
|
|
|
Стор. |
1 РОЗМІЩЕННЯ МАЛИХ ВОДОПРОПУСКНИХ СПОРУД |
|
|
|
І РОЗРАХУНОК СТОКУ........................................... |
4 |
1.1 |
Загальні положення................................................................................. |
4 |
1.2 |
Розміщення малих водопропускних споруд на трасі залізниці, що |
|
|
проектується. Басейни стоку................................................................... |
4 |
1.3 |
Основні характеристики басейнів.......................................................... |
6 |
1.4 |
Розрахунок можливих витрат зливового стоку з малих басейнів…... |
7 |
2 ВИБІР МАЛИХ ВОДОПРОПУСКНИХ СПОРУД.................................. |
11 |
|
2.1 |
Види малих водопропускних споруд..................................................... |
11 |
2.2 |
Рекомендації по вибору споруд.............................................................. |
12 |
2.3 |
Визначення глибини підпору води, що допускається, перед |
|
|
спорудою................................................................................................... |
13 |
2.4 |
Підбір труб................................................................................................ |
14 |
2.5 |
Підбір мостів............................................................................................ |
18 |
2.6 |
Проходи і переїзди через залізницю...................................................... |
23 |
2.7 |
Відомість споруд...................................................................................... |
23 |
2.8 |
Висновок................................................................................................... |
24 |
Література........................................................................................................ |
25 |
|
2
1 РОЗМІЩЕННЯ МАЛИХ ВОДОПРОПУСКНИХ СПОРУД І РОЗРАХУНОК СТОКУ
1.1 Загальні положення
При будівництві залізниць неминуче доводиться перетинати насипами земляного полотна різні знижені місця земної поверхні: балки, ущелини, русла струмків і рік, канали і так далі, по яких постійно або періодично (під час дощів, сніготанення) протікає вода. Насип перегороджує шлях воді, перетворюючись на греблю, на що, природно, його не розраховано. Отже, при проектуванні залізниць необхідно передбачити споруди, які забезпечували б пропуск води крізь тіло насипу. В особливих випадках може виникнути потреба у пропуску води і через виїмку або під виїмкою, що також здійснюється за допомогою спеціальних споруд.
Найбільш поширеним видом водопропускних споруд на залізницях є труби і малі мости (див. рис. 2.1-2.3).
В умовах камерального трасування місця, де слід чекати скупчення води біля земляного полотна, визначаються при спільному розгляді поздовжнього профілю лінії та її плану на топографічній карті.
1.2 Розміщення малих водопропускних споруд на трасі залізниці, що проектується. Басейни стоку
Порядок розміщення малих водопропускних споруд на трасі залізниці, що проектується, прийнято таким. На поздовжньому профілі визначаються всі знижені місця лінії землі, які перетинаються трасою, де заздалегідь намічається розмістити водопропускні споруди. Намічаються також суміжні з ними підвищені точки вододілів, що визначають межі схилів, з яких вода стікає до споруд (рис. 1.1). Потім точки вододілів з поздовжнього профілю переносять на план лінії на карті в горизонталях і визначають межі територій, з яких вода стікатиме до кожної споруди. Ці території прийнято називати басейнами стоку,
або водозборами (рис. 1.2).
Визначення меж басейнів рекомендується починати з нанесення на карті в горизонталях лінії поздовжнього вододілу, що проходить, як правило, уздовж траси залізниці по найбільш високих відмітках землі (див. рис. 1.2). Після нанесення на карту поздовжнього вододілу визначають положення поперечних вододілів, що обмежують басейни кожної водопропускної споруди. Лінії поперечних вододілів проводять, починаючи від траси, приблизно по нормалях до горизонталей до перетину з поздовжнім вододілом.
3
Рис. 1.1 Розташування водопропускних споруд на поздовжньому профілі
Рис. 1.2 Нанесення меж басейнів на карті
4
В окремих випадках поперечні вододіли басейну, не доходячи до поздовжнього вододілу, перетинаються між собою. Тоді межами басейну будуть тільки поперечні вододіли (див. рис. 1.2, басейни II, III, IV).
На відносно пологих узгір'ях великої протяжності, що не мають явно виражених знижених місць, водопропускні споруди з вододільними дамбами розміщують через 2-3 км. (рис. 1.3).
П л а н
Водовідвідна канава
гП р о ф і л ь
Рис. 1.3. Розміщення водопропускної споруди і дамби на узгір'ї: 4 – порядковий номер споруди; г і д – вододільні точки
1.3. Основні характеристики басейнів
На кількість води, яка може притікати з поверхні басейну до споруди в період зливи або танення снігу за одиницю часу (витрата), впливає багато показників [1]. До основних із них відносять: площу басейну, вид ґрунтів, наявність руслової системи (балок). Балка – лінія, що сполучає найбільш знижені точки поверхні басейну. Басейн може мати декілька балок, серед яких розрізняють основну (головну) і другорядні, по яких вода стікає в головну балку. Лінія головної балки проходить від точки видимого початку балки до місця розташування водопропускної споруди на трасі. Для басейну, зображеного на рис. 1.3, лінія балки збігається з лінією траси.
З метою орієнтовного визначення можливої витрати (Q, м3/с) досить врахувати три основні характеристики басейну: площу (F, км2), ухил головної балки (Iл, ‰), вид ґрунтів.
Площу басейну і ухил головної балки визначають по карті, вид ґрунтів вказано в завданні на проектування.
Обчислені характеристики басейнів необхідно занести у Відомість витрат
(табл. 1.2).
5
1.4 Розрахунок можливих витрат зливового стоку з малих басейнів
За малі басейни прийнято вважати басейни площею до 100 км2 [1].
У курсовому і дипломному проектах при виконанні орієнтовних розрахунків витрат на території України слід скористатися графіками, приведеними на рис. 1.4, 1.5 і 1.6 .
По цих графіках залежно від площі басейну і ухилу головної балки визначаються можливі розрахункові витрати зливового стоку Qгр вірогідності перевищення р = 1 % для водозборів з піщаними і супіщаними ґрунтами.
Якщо вид ґрунтів і вірогідність перевищення відрізняються від закладених у графіках, отриману витрату Qгр необхідно помножити на поправочний коефіцієнт Кл (табл. 1.1). При цьому шукана витрата буде:
Qp% = Qгр Кл, м3/с |
(1.1) |
Для зливового району № 8, II групи кліматичних районів (західні області) табличне значення Кл слід збільшити на 20-30% [2].
Таблиця 1.1 Поправочний коефіцієнт
Вірогідність |
Коефіцієнт поправки Кл для грунтів басейну: |
|||
перевищення |
глинистих і |
піщаних і |
рихлих осипів |
|
витрати р % |
суглинних |
супіщаних |
||
|
||||
0,33 |
1,46 |
1,39 |
1,32 |
|
1,0 |
1,05 |
1,00 |
0,96 |
|
2,0 |
0,88 |
0,84 |
0,80 |
|
Рекомендується визначити можливі найбільші витрати з вірогідністю перевищення р = 0,33 % (Q300), які надалі будуть використані при виборі типів малих водопропускних споруд. Обчислені витрати необхідно занести у вказану відомість (див. табл. 1.2).
Графіки побудовані з використанням материалів Руководства [2] за участю студента Ільченка В.В.
6
Q гр35, |
|
|
|
|
|
|
|
100 ‰ |
|
м3/с |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
При значеннях F до 4 км2 |
2 |
|
|
|
80 ‰ |
|||
При значениях F до 4 км |
|
|
|
|
|
||||
|
на території України |
|
|
|
|
|
|||
|
на территории Украины |
|
|
|
|
||||
29 |
|
|
|
|
|
|
|
60 ‰ |
|
27 |
|
|
|
|
|
|
|
40 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
10 ‰ |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
4 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
23 |
|
|
|
|
|
|
I л = 1 ‰ |
||
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
F , км2 |
|
0.0 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
||
4.0 |
|||||||||
. 1.4 |
Залежність витрат зливового стоку |
Qгр вірогідності |
|
|
|||||
Рис. . |
Зависимость расхода ливневого стока Q гр |
вероятности |
|
|
|||||
перевищення 1 % при піщаних та супіщаних ґрунтах від площі |
|
|
|||||||
превышения 1 % при песчаных и супесчаных грунтах от площади |
|
||||||||
басейну F і ухилу головної балки I |
|
|
|
|
|
||||
бассейна F и уклона главного лога I л |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
Q гр115,
м3/с
110
105
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
4
|
|
|
|
|
100 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Призначенизначеннях F отвід 4 до 20 км22 |
|
|
|
|
|
|
на території України |
|
|
|
80 ‰ |
|
|
на территории Украины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 ‰
40 ‰
10 ‰
4 ‰
I л = 1 ‰
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
F , км2 |
20 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.. 1..5 ЗалежністьЗависимостьвитратрасходазливовоголивневогостокустокаQ вірогідQ гр вероятностиності
гр
превышенияеревищення11% при піщанихесчаныхтаисупіщанихсупесчаныхґрунтахгрунтахвідотплощіплощади басейнусейнаFFі ухилууклонаголовноїглавногобалкилогаI I л
8
Q225гр , |
|
|
|
|
|
|
|
100 ‰ |
|
м3/с |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
При значеннях F від 20 до 60 км 2 |
|
|
|
80 ‰ |
||||
|
на території України |
|
|
|
|
|
|||
200 |
|
|
|
|
|
|
|
60 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
40 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 ‰ |
|
175 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 ‰ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I л = 1 ‰ |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
F , км2 |
|
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
||
60 |
|||||||||
Рис. 1.6 Залежність витрат зливового стоку Q гр вірогідності перевищення 1 % при піщаних та супіщаних грунтах від площі басейну F і ухилу головної балки I л
9
Таблиця 1.2 |
Відомість витрат |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
водопропускноїПоложення |
поздовжньомунаспоруди кмпрофілі...+…м |
Розрахункові характеристики басейну |
Можлива |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
см,картіна |
Fмісцевостіна, км |
балкидовжина, км |
відмітокрізниця кінцяхпоземлі м,балки |
Iбалкиухил |
||||||
|
Q |
Q |
|||||||||
|
|
|
Площа |
|
Головна балка |
|
3 |
/с |
|||
|
|
|
басейну |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
№№ |
|
|
2 |
|
|
|
|
‰ |
=1,00 |
… = |
|
|
|
|
|
|
|
л |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пп |
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при К |
при К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гр |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Після заповнення відомості витрат приступають до наступного етапу роботи – вибору малих водопропускних споруд.
2 ВИБІР МАЛИХ ВОДОПРОПУСКНИХ СПОРУД
2.1 Види малих водопропускних споруд
До малих водопропускних споруд належать мости завдовжки до 25 м, труби, лотки, дюкери, акведуки і фільтруючі насипи [6].
Найбільш поширеними видами малих водопропускних споруд на залізницях є труби і малі мости (рис. 2.1-2.3).
Рис. 2.1 Водопропускні труби: а – кругла; б – прямокутна
10