Проектирование мостовых переходов

где Pп % – вероятность затопления поймы в месте перехода в %, определяется по эмпирической вероятности максимальных уровней воды (см. рис. 1).

Целесообразность устройства уширения подмостового русла определяется по табл. 6. Если при данном β%, значение Pп % больше указанных в таблице, то уширение целесообразно. При степени стеснения потокаβ% < 1,7 уширение мостового русла неустраивается.

Таблица 6

Рис. 5. Схема к определению полноты паводка

Искусственное уширение русла под мостом (срезка) может быть устойчивым (не заиливаться во время эксплуатации), если величина срезки не превышает размеры возможного самоуширения русла. При необходимости получения дополнительных объемов грунта размеры срезки под мостом в некоторых случаях могут быть увеличены, но при расчете общего размыва величину срезки необ-

21

ходимо принимать равной расчетной ширине русла. Так как срезка является искусственным уширением русла (фронта переноса наносов), то ее надо устраивать за счет удаления связных грунтов пойменного наилка, но не за счет русловых элементов (рис. 6).

Рис. 6. Очертания срезки в поперечном сечении и плане

Можно устраивать как одностороннюю, так и двухстороннюю срезку с распределением уширения между соответствующими поймами пропорционально сливу воды с каждой из них.

22

Русло уширяется до уровня средней межени. Форма уширенного русла в плане принимается эллиптического очертания с плавным сопряжением с неуширенными частями его в верхнем и нижнем бьефах. Общая длинасрезки назначается неменее 4–6 ееширины bс(рис. 6).

Отверстие моста назначается, как правило, не менее величины, определяемой формулой (рис. 7)

где Bрм – ширина устойчивого русла под мостом с учетом срезки, определяемая расчетом по формуле (13);

δ = 1,1 – гарантийный коэффициент запаса на возможную погрешность;

Σbоп – суммарная ширина опор (для расчета отверстия моста в свету Σbоп = 0);

Σlукр – ширинаукрепленийподошвконусов(обычноΣlукр= 10–20 м); m – коэффициент заложения конусов (как правило, принимают

m = 2);

hп – глубина на пойме у конусов при РУВВ, м.

Рис. 7. Схема к определению отверстия моста

23

4. РАСЧЕТ ОБЩЕГО РАЗМЫВА

Расчет общего размыва является одной из важнейших частей проекта мостового перехода, поскольку во многом определяет глубину фундирования опор моста и их конструкцию. В курсовой работе общий размыв рассчитывается упрощенным методом.

Нижний предел размыва – это наибольший размыв, вызываемый длительным воздействием на подмостовое русло расчетного паводка постоянной высоты, равной пику расчетного паводка.

Глубина нижнего предела размыва оказывается тем больше, чем больше степень стеснения потока подходами к мосту β и чем меньше степень уширения подмостового русла γ.

Основное свойство нижнего предела размыва заключается в том, что расчетный для опор моста размыв ни при каких обстоятельствах не может быть больше нижнего предела размыва.

Глубина нижнего предела размыва определяется по расчетному паводку постоянной высоты, равной пику расчетного паводка, либо по формуле предельного баланса

где hрб , hрм(н) – средняя глубина в русле под мостом до и после дос-

тижения предельного размыва соответственно; Bрб – бытовая ширина русла под мостом;

Bрм – ширина подмостового русла с учетом срезки, определяемая по формуле (13).

Степень стеснения потока определяется по формуле

Qрб + qпб (Lм − Bрм )

где Q и Qрб – общий и русловой бытовой расходы соответственно, м3/с;

24

ширины опоры к длине пролета, обычно близкое к 0,05).

Время воздействия на подмостовое русло расчетного паводка постоянной высоты, потребное для реализации нижнего предела размыва, является важнейшей характеристикой мостового перехода и определяется по теоретической зависимости

где tн – время, потребное для реализации нижнего предела размыва, сут.;

hрб – средняя глубина русла, считая от РУВВ, м;

Кф – коэффициент формы ямы размыва перед мостом,

lмп , lбп – ширина малой и большой пойм в месте перехода со-

ответственно;

lсж – длина зоны сжатия потока перед мостом, м,

дамб;

lвд – длина верховых струенаправляющих дамб (ориентировочно находится по табл. 18);

qб – погонный бытовой расход руслоформирующих наносов при РУВВ:

Ад и Ав – функции свойств донных и взвешенных наносов руслоформирующих фракций:

r – порозность наносов – отношение объема пор к объему беспустотной среды, обычно r = 0,65;

g – ускорение свободного падения, м/с2; d – средняя крупность наносов, м;

γ – плотность материала наносов, обычно 2650 кг/м3;

W – гидравлическая крупность наносов (скорость выпадения частиц в стоячей воде), определяется по шкале Архангельского

(табл. 13), м/с.

Функции свойств донных и взвешенных наносов могут также определяться по графикам (рис. 8) в зависимости от крупности донных отложений d;

26

Таблица 8

Таблица 9

Гипотетическим пределом общего размыва называется раз-

мыв, вызываемый воздействием многих реальных (имеющих подъем и спад) и проходящих один за другим расчетных паводков. Глубина гипотетического предела размыва оказывается тем больше,

29

чем больше степень стеснения потока подходами β, чем меньше степень уширения подмостового русла γ и чем больше полнота расчетных паводков.

Основное свойство гипотетического предела размыва в том, что расчетный для опор моста размыв может быть равен ему, но не может быть больше.

Глубина гипотетического предела определяется по формуле

где hрм(г), hрб – средняя глубина в русле под мостом после и до размыва;

Bрм, Bрб – ширина русла под мостом и его бытовая ширина; П – полнота расчетного паводка.

Верхний предел общего размыва – размыв, вызываемый прохо-

дом по предварительно неразмытому дну единичного, имеющего подъем и спад паводка.

Величина верхнего предела размыва оказывается тем больше, чем больше стеснен поток подходами к мосту и чем меньше степень уширения подмостового русла γ. Верхний предел оказывается тем больше, чем меньше крупность размываемого грунта d и длина зоны сжатия перед мостом lсж, чем больше длительность расчетного паводка tпв и его полнота П.

Основное свойство верхнего предела размыва заключается в том, что расчетный для опор моста общий размыв может быть равен ему, но не может быть меньше.

Глубина верхнего предела размыва может быть определена по формуле

30