книги из ГПНТБ / Поляков, А. В. Водоотвод на дорогах

Расчетный раоход для наших условий,

т .е . моста

на автомо­

бильной дороге Шкатегории, подсчитываем при вероятности пре­

вышения (ВП) паводка 1% или повторяемости паводка I

раз

в

100

лет (гл.Ш, § 13; габл.З

приложениях)

Возможные

расходы у со­

оружения подсчитываем при ливневом и снеговом стоке. 8а

рас­

четный

расход принимаем

наибольший из указанных.

I .

Р а с х о д

п р и

л и в н е в о м

с т о к е .

Вели­

чину

расхода Q при

ливневом

стоке определяем

по упрощенной фор­

муле СоюзДОРНИИ 1963 г .

Q=<ty(h-z)mF nH y S

м3/сек .

Значение морфологического коэффициента ip при среднем уклоне

лога

I

= 0,006 в

соответствии с табл.1

приложения

I принимаем

равным

0 ,0 2 6 .Значение слоя

стока/?находим по

табл.З

приложения I

Для

наших условий: ливневый

район № I (г.Калинин, см. карту на

рис.43 приложения I ) , Шкатегории почв по впитыванию (подзоли­

стые

суглинки, см .табл.2

прилокения*1)

и повторяемости

павод­

ка I

раз в 100 лет

имеем

h = 29 мм. Величину

слоя

потерь осад­

ником принимаем равной 5 мм

(таб л .4 приложения

I ) . Значение

{h-z)m =

(29

-

5)

= 190 (таб л .8

приложения

I ) .

Площадь водо­

сбора

F

= 1

,9

км^. Значение

F n-

1 ,9 Л = 1 ,9

(таб л .9

прило­

жения

I ) .

Коэффициент гидравлической шероховатости русла т

при ров­

ном земляном

ложе

принимаем

равным 25 (таб л .6

приложения I ) .

равным

30

(таб л .5

приложения I ) . В

соответствии с принятыми

значениями

коэффициентов т = 25 и

тс = 30

по таб л .7

прило­

жения

I

находим

величину коэффициента И ,

равную 1 ,7 .

Значе­

осадков по площади, в

нашем случае

равно 1 ,0 ,

гак как длина и

ширина бассейна Д < 5 км

(та б л .10

приложения

I ) . Коэффициент

учета озерности и заболоченности бассейнов S в нашем случае

также равен 1 ,0 ввиду

отсутствия озер и болот

на водосборе

(т а б л .II приложения

I ) . После подстановки в формулу для Q най­

денных значений параметров

имеем

I l l

Q = 0,026 (29 - 5 f * 1 ,9 Л* 1 ,7*1,0*1,0

= 0,026*190*1,9*1,7x

x I , 0*1,0 = 15,96

м3/с е к .

расчетный расход

принимается

расход полного

стока.

2. Р а с х о д

п р и

с н е г о в о м

о г о к е .

Под­

счет расхода при

снеговом стоке производим по формуле

W

у

сн осн

м3/с е к .

Q =

^,5(к+Ъ)

В первую очередь определяем объем суточного

стока

о бассейна

W

(за 10 дневных часов). Величину W

находим в

соответствии

Сл

10

СН

р

и

с объемом суточного стока (за

дневных часов) с I км w

площадью бассейна F

км2: WCH = w F

тыс.м3 в

сутки. При повто­

ряемости паводка I раз в 100

лет и районе ® 2 по снеговому

стоку (г.Калинин, см .табл.12 приложения I и описание границ

районов) значение w= 44 тыс.м3 в

сутки

с I

км2 .

Для водосбо­

ра

площадью F = 1 ,9

км2

Wсн = 44*1,9 =

83,6 тыс.м3 в сутки.

Далее находим время сдвига "пика" паводка Т относительно

двух часов дня по

формуле

Т = 0,05 Т

л

L

о

Ч,

’

112

В нашем случае в соответствии с табл.13 прилокения

I , зада­

ваясь

раоходом

Q = 5 м3/сек и при среднем

уклоне лога

1^= 0,006,

имеем

“Б к 30

мин. Тогда при

= 30 мин

и L = 0,5 км

получим

Z = 0

,0 5 * 3 0 0 ,5

= 0,75 часа.

Значение коэффициента^

учитываю­

случав равно 1 ,0 , так

как

длина и ширина бассейна Д < 10

км

(таб л .14 приложения I ) .

После подстановки

полученных величин в формулу для Q ,

имеем

<? =

------ _ з 9i м3/о ек .

.5

(4

+0,75)

4

сравнения бытовой глубины потока hg с критической глубиной

h ,

т , е . глубиной потока в подмоотовом сечении.

.

ковых вод. Штовая

глубина подбирается из условия равенства

рас­

хода, соответствующего этой глубине Q0 , значению расчетного

расхода Q. Величина

считается найденной, если расхождение

меж­

ду указанными расходами не превышает 5%.

В соответствии о исходными данными нашего примера, найдем

бытовую глубину

потока треугольного оечения (ри с.4 5 ,а) при

рас­

четном расходе

Q =

15,96 м3/с е к . Если же сечение руола имеет

вого оечения потока сим2и

оиоченнои периметре /

м;

у - показатель степени при R

, подсчитываемый по формулам

Н.Н.Павловского при R <

1 ,0 м,

1,5 -\fr\ и

/? > 1 ,0 н ,

00 = к

1

м

м .

R

м

2

В случае 1;=Г

= 1

t

W

и .

F

При небольших

значениях уклонов

боковых оторон лога Г; , Г2, 1 , мож­

но принимать

В нашем примере mj]= —

= Z5,

/7= 0,04 -

(табл.1

прило­

жения П ).

При

п=

0 ,0» и предполагая

R < 1 ,0

м,

имеем

(/—

1 , 5

—

1,5

| / 0,0»' —

0,3 0

. Уклон лога

в

меоте

устрой­

ства сооружения в соответствии с

походными данными составляет

1=

0,00».

Площадь

живого сечения си и смоченный периметр / при

115

Гидравличеокий

радиус для

рассматриваемого

сечения

потока

R =

l i i i l = 0,55

м.

Скорость

и расход потока

при принятой

бы-

29,48

hs =

товой глубине

1,10 м

равны:

V = 25*0,550,5(JtC),30*0,0040,50=

0,98

м /сек;

£3 =

16,21*0,98 =

о

=

,

0

15,88 i r /о ек .

Так как по

полученным данным £?0 = Q (15,88 ~ 15,96

м5/с е к ) ,т .е .

расхождение

Q

=

^5,96 -15,88 .

100

0

<

5^ t

10

дальней-

15,96

ший подбор

значения hg не производим.

Принятое

в

начале

раочета

значение

бытовой глубины

hg= 1,10

м

принимаем

за окончатель­

ное. В случае же получения в конце расчета

Q - Q 0 >

0,05 Q

за­

даются новым значением hg и производят

переочет. Отклонение по­

лученного

раохода Qq о т расчетного Q не должно

быть

более чем

на

5%.

С целью сокращения времени на определение значения /^.мето­

дом

приближений можно воспользоваться

следующим упрощенным спо­

собом подбора этой величины.

Получив при первой попытке для /^значение Qg о разницей

Q -Q 0^ 0,056?

,

задаются новой величиной h д

и

находят

новый

раоход Q".

Затем

определяют

гидравлический показатель руола х :

LgQ o-LgQ ;

Зная величину х

,

определяют

^ 9 ^ 5

^ 9 ^ 5

фор-

искомую бытовую глубину h^.по

муле

или

,

Ш - l g Q n

4

hr

l i hs +

J

-

^

где Q - расчетный расход,

а

п'

и

п 11

расходы,

полученные

при

^

у -

значениях hc и hK.

,

5

0

В заключение, по найденной величине п^ производят повероч­

ный расчет

расхода Q и его

соответствие расходу

Q .

лению подмооговых русел.

При V

= V.

имеем

v 2

v l

н

оп

hn =

=

м /оек-

в случае

^ 1,3/?^-

свободное

истечение

или

незатоплен­

ный водослив;

в случае hg ^ l , 3 h ^ -

несвободное

истечение

или

затоплен­

ный водослив.

Для условий нашей задачи, с целью примера,

приведем расчет

отверстия моста

как при

свободном истечении (1-й вариант), так

мостом равна

=

3 ,0 м/сек (см.таблицу 2

приложения II).Глу­

бина потока в сооружении,

т .е . критическая

глубина в подмосто­

вом сечении потока,

будет

II?

меньше 1,3 ЛК =

1,3*0,92

= 1,20 м, т .е .

имеет место Лу,.<1,3/?#

(1,10 < 1 ,2 0 м ), то дз!я

расчета отверстия моста принимаем схе­

му свободного

истечения

(незатопленный

водослив).

Ь -

Q9-

М или~ Ь - БУ.'

+ n d м - с учетом промежуточных

eV.допт*

доп

опор,

значения критической скорости

и критической глубины

потока

h в подмостовом сечении соответственно новой величине

отвер­

де h. ,_ з/Ф_v *[Л -,п\ПлЕ_

= 2 ,9 ?

м/оек;

V y e & „ “ VftmVЪ„

~3'°\7,50

L

VM 2jS7^

_ 0,90

и.

9,8/

Глубина потока’ перед

мостом

(подпор//)

определяется

по фор- .

муле

V,

H = h

м

+

■= Л + 2^г

Ч Г

где

if

- коэффициент

скорости,

зависящий от условий входа пото­

ка в сооружение, г .е .

от формы устоев

и опор

моста.

При уточненных значениях критической скорости и критиче­

ской

глубины потока

в

подмоотовом сечении (V

= V

,

h = h ) ,

имеем

а

д/

К

М

H = hM +

м .

В

нашем случае

при h

= 0,9

м и принимая для моста о уотоя-

ми, выступающими из конуса, с^=

0,85

(таб л .5

приложения И ).по­

лучим

Н =

0,90

+ - 0 ,90.- . =

1,52

м.

2*0,85^

V

Nti

М,

где Н - глубина

потока (подпора воды)

перед мостом, м;

(У - превышение бровки

земляного полотна на подходах к моо-

ту над расчетным горизонтом подпертого уровня воды пе­

ред входом в сооружение, м.

Принимая для наших условий в

соответствии со СНиП И-Д.7-62

(5 = 0,50 м (применительно

к мостам на

малых водотоках), нахо­

дим

Н

=

1,52 +

0,50 =

2,02

м.

нас

’

’

Нм= Н +Лпр +Лнон м,’

где Н -

глубина потока перед мостом, м;

h -

высота просвета от уровня потока перед мостом до наи-

ПР

низшей точки пролетного строения, или возвышение низа

пролетного строения моога над подпертым горизонтом

воды, м;