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

ческую глубину,

принимают

равной бытовой. Расчетная формула

для

определения

величины отверстия будет

Ь = еЛ , V.

М

или

b = В И У .

+nd м ,

о

доп

5 доп

где

Ъ величина

отверстия

сооружения по средней линии, т .е .

на

половине бытовой

глубины

Остальные обозначения

преж­

ние.

2

По первому выражению для b

подсчитывается величина

от­

устройство моста, как и в

первом варианте,

о устоями, высту­

пающими из конуса (рис.45,г).Значение коэффициента сжатия и

скорости

потока

останутся

прежними: £ = 0,80

и у = 0,85 (табл.З

приложения

II).

Величина

отверстия будет

Q

15.96

=

7,26

м.

h , V .

0,8*1,1*2,5

о

доп

Полученное

значение Ь

относится при несвободном

истечении

к средней

линии

потока,

т .е .

к уровню h i . .

В

нашем случае при

конструкции

моста

2

из

конуса (ри с.45,г)

с устоямивыступающими

сечение

под

мостом

будет

прямоугольным и ширина отверстия бу­

дет одинаковой по его высоте. Соответственно найденному зна­

чению Ь

принимаем

с округлением, как и в

первом ва:-ианте, уст­

ройство

типового однопролетного

сборного

железобетонного моста

с пролетом

в свету

7,5

м

(гаел .4 приложения

II).

После округления отвеостия до величины

b

уточняем зна­

чение скорости под мостом.

В случае

несвободного

истечения

V

= — 0 -

■=V.

b

■- 2 ,5 0 7,26 =

2,42 м /сек.

м

б/7г Ъ

доп

7,5

5 м

121

Глубина потока

перед

постом

при

h =

будет

V 2

= 1,1

м

£

Н = //.+-

+ -----^*42------ р = 1,51 м.

6

2 c j f

2

-9,81

-0

,85^

ту при (3 =

0,5 ы равна

нш =Н+& = 1,51 + 0,5 = 2,01 м.

Высота

моота и насыпи у

моста

при Л

= 0,50 м и h =

0,86

(та б л .4

приложения

II)

пр

HM=H + hnp+hKOH = 1 .5 1

+

0,50 +

0,86 = 2,87 м.

Длина моста при т= 1 ,5 ,

р = 0,1

м и £

= 0,15 м

LM = bM +

Z‘ mHM + 2 p + ,2 q

=

7,5 +2*1,5*2,87+2-0,1+2*0,15

=

=

16,61

M.

Как видим, по обоим вариантам расчета высота и длина моста в

нашем примере отличаются друг от друга незначительно.

Принимая при несвободном истечении устройство моота с уотоя-

ми,

не

выступающими из конуса, а

с обсыпными устоями, т .е .

мост

с конусами ( рис.4 5 ,д).получим

следующие

результаты.

Значения коэффициентов

сжатия

и скорости:

£ = 0, 9,С|?= о ,9 '

(та б л .З ,

приложения

II).

Величина отверстия

Ь =

15.96

6,45 м.

e f t . v .

0 ,9 -1 ,1 -2 ,5

5

доп

на

потока в сооружении

h

=/?. = 1,1 м.

Величина отверстия

по

*

м

о

дну о? при коэффициенте заложения откосов конуоов т= 1,5 бу­

дет

b = b -m h M= 6,45 -

1 ,5 -1 ,1 = 4,8 м. Величина отверстия по

верху зависит

от значенийЬ , т и высоты моота.

Учитывая

полученную величину отверстия

Ъ = 6,45 м, трапе­

цеидальную форму сечения,

значение т =

Ь,5

и предполагая

ориен­

тировочно выооту моста

примерно равной

3 м,

принимаем для

строи-

тельсгва в соответствии

с

табл.4 приложения II однопролет­

ный сборный железобетонный

moot с пролетным строением длиной

1 6 , 7 6 м (пролет в свету

1 5

м, строительная высота 1 , 1 6 м, бал­

ки с каркасной арматурой).

Глубина потока перед

мостом

V,2

Р

t-2

= 1,49

м.

^ = ^ + ^ 7

= 1 .1 + — ^

?

В Ц ^ г

2 - 9 , 8 1 . 0 , 9 2

Минимальная высота наоыпи на подходах к мосту при S =

0 , 5

м

tfHQC=M+(S = 1,^9 + 0,5

=

1,99

м.

Выоота моста и насыпи у

моста при h

=

0,5

м и h

=

1,16

м

J

пр

нон

Нн Г Н * % + Нкон

= 1 ^ 9 +0*5

+

1 ' 16

" 3 *15 м

*

при

несвободном истечении

+

м,

где b

-

величина отверотия, отсчитываемая

при

свободном истече­

нии по поверхности потока,

а при несвободном - по сред­

ней линии, т .е . на половине

глубины hM=hg -,

hM -

глубина потока под моотом,

м;

^

- расстояние от вершины конуса до начала моста, опреде­

ляемое по проекту моста и равное

0,75

- 1 м .

В нашем случае, при несвободном

истечении,

/77= 1,5

и ^ = I м,

имеем

LM= 6,45 + 2*1,5(3,15 -

i j b ) + 2*1

= 16,25

м.

пающими из конуса и с обсыпными конусами видно,

что при

одних

и тех не примерно длинах моста (16,61 м и 16,25

м) высота

моста

(3,15 > 2 ,8 7 м). С учетом указанного

для строительства прини­

маем мост с устоями, выступающими из

конуса,

глубина

h и средняя

критическая глубина потока h совпадают

или отличаются на незначительную величину. В случае не глубо­

ких

трапецеидальных

сечений и сечений, резко отличающихся

от

прямоугольного,

при расчетах необходимо учитывать hH . В

практике

расчетов

случаи прямоугольных и широких трапецеидаль­

ных сечений встречаются чаще.

Расчет дорожных труб

Расчетом предусматривается: определение размеров отверотий

труб, определение

скорости потока в сооружении, скорости потока

режимах работы труб. Согласно

СНиП 11-Д .7-62

и СН-200-62 отвер­

стие

груо

назначают, как правило, не менее I м, а при длине

труб

свыше20 - не менее 1,25

м. На автомобильных дорогах П,

Ш, 1У и У категорий можно применять трубы с

отверстием

I м при

длине

не

свыше 30м и с отверстием 0,75 м при длине не свыше 15 м,

а на

съездах и дорогах промышленных предприятий при длине не

свыше

15

м - с отверстием 0,5 м. Обычно предусматривается при­

менение типовых сборных железобетонных труб. Типовые круглые

железобетонные трубы имеют отверстие диаметром 0,7 5 ; I ;

1 ,2 5 ;

1,5

и 2

м.Возмокно устройство

одноочковых и

многоочковых труб

(до 4

- 5

очков). Применение более чем 4 - 5

очков для

круг­

диаметрах труб I м и более применяют раотрубные, воротниковые

или обтекаемые оголовки, последние применяют преимущественно

для обеспечения напорного режима.

Безнапорный режим имеет место в трубах при протекании пото­

ка со свободной поверхностью воды на воем протяжении трубы.

Глубина потока

перед сооружением Н не

превышает при этом 1 ,2 hT>

(где h - высота

трубы в свету) в случае необтекаемых оголов­

ков и I ,4 /iT в случае обтекаемых оголовков. При безнапорном ре­

жиме над поверхностью воды у входа в трубу имеется некоторый

зазор . Полунапорный режим возникает в трубах с затопленным

входом; труба раоотает неполным сечением; глубина воды перед

вооружением при

необтекаемых оголовках

Н ^ 1,20Лг. В случае

нием

при применении обтекаемых оголовков

#5*1,40/?^

. У.длон

2

трубы Г должен

быть

меньше

уклона трения

Г ,,(гд е Г =

Р„,_ = -¥ -).

уклон трубы I

^ I ,

w

w

щ с Н С R '

Если

то труба не будет

работать

полным

сечением. При уклоне грубы

для преодоления трения и со­

хранения пропускной способности необходимо увеличивать значе­

ние

напора Н

на величину

Д// =

1(1 ~1\ где

I

- длина

трубы,

м.

Выбор расчетного режима работы

труб производят

с учетом воз­

пуокные

способности одноочковых круглых

труб ( т .е . пропускае­

мые трубами расчетные

раоходы ( ? ) в зависимости от диаметров

гр у б !),

глубины воды

перед

сооружением

Н , скорости в сооруже­

нии V и

типа оголовков. В

этой таблице

значения Н и V подсчита-

потока

на

выходе назначается

и тип укрепления руоел у труб

(та б л .2

приложения II).

При подборе отверстий труб скорость V

желательно

принимать не

более

6 м /сек, так как на выходе за

^нас

^т+ Ннон

^зас

М ,

где

Нт -

высота трубы в свету, м;

hH0H -

толщина

стенки

трубы ,

м (таб л .5

приложения II);

hзас-

необходимая высота засыпки над трубой, м, принимае­

мая по СНиП Н-Д.7-62 на автомобильных дорогах рав­

ной 0,50

м.

Выоота

насыпи

по допустимому

подтоплению

откоса находится

из

условия

м ,

где

Н -

глубина воды перед трубой, ы;

(f -

запас над уровнем воды, принимавши для безнапорных

труб 0,50

м и для полунапорных и напорных труб I м.

Длину

труб L T можно ориентировочно

находить

по упрощенной

формуле

L T y B + l m ( H Hac- D - h K0H)

и

,

где

В -

ширина земляного полотна, м;

D - диаметр трубы, м;

насыпи.

m -

коэффициент заложения откосов

127

Г - уклон трубы;

W = C f f i-

модуль

скорости

при

заполнении

трубы на глубину h ;

К0 -

модуль

расхода

при

заполнении

трубы на глубину А ;

I R0 -

гидравлический

радиус

потока,

м, при глубине hQ\

- коэффициент в формуле

скорости, зависящий от коэф­

фициента шероховатости л

(таблJ приложения II),/?ои у .

Принимается у ~ 1 ,5 -fP

при R

< 1 ы и у~1,3^гГ при

но находить с помощью табл.2 приложения

Ш. В указанной табли­

це даны соотношения модулей

скорости

и оасходов

Hs

в

завиои-

мости от степени

наполнения

h

Ч>

и К -

ско­

труб

(где

модули

рости и расхода при полном наполнении труб). По расходу

Q

и

уклону Г вначале

подсчитывается величина К (при неполном

за­

полнении). Из соотношения модулей Н„ при

неполном

и К

при

пол-

ном заполнении по

таблице определяется -=f- и отношение

харак-

Ч

h

W в

диаметр грубый

и уклон

теристик rjr-. Зная

соотношения -=£- и

y f - ,

I , находим глубину потока на выходе

скорость

вытекания V .

Скорость вытекания для

труб с уклонами, равными и меньшими

водится

по формуле

h

i

®2 '

где

b -

отверстие прямоугольной

трубы.

В случае круглых труб критическая

глубина А^ определяется

по табл .2

приложения Ш. По2

расходу

и диаметру труб подсчитыва­

ется

критическая функция

а

по критической функции с помо­

щью

таблицы находится критическая глубина hR .

В нашем

примере при уклоне

трубы 1= О в конце трубы уста­

Q

1 л £

= 0,086

9,81*1,25^

Q

1,6

=

16 м3/с е к ,

f T

J W

Яд =

г М ) 8'3

=

2 4 * I,2

5 S/J =

43,2 м3/с е к .

По отношению этих

модулей

с помощью

табл.2

приложения Ш

И3

тап

= 0,37

A

0,42

и

W

0,91.

При

- ^ =

- r f =

К, « , 2

Л

^

Глубина на выходе hQ= 0,42 D = 0,42*1,25 = 0,52 м.

Сравнивая Л0=

0,52 м с

Л^ =

0,69

м,

видим,

что уклон I = 0,01

находить при глубине потока Л0 =

0,52

м.

Скорость на выходе

при

0,91

и значении

WB

= 30,5 Л г!з =

30,5*1,25

2/J = 35,5

м3/сек

будет \ - W 0 т/Г=

0,91 W Б у Т =

0 ,91*35,5/с \0 1 =

3,23 м /сек.

Полученное значение скорости на выходе VQ= 3,23 м/сек боль­

ше, чем скорость на входе V = 2,3 м /сек,

на 1,07 м /сек.

В соответствии

оо

скоростью V = 3,23

м/сек принимаем укреп­

ление русла у грубы одиночным мощением на

щебне

рваным камнем

размером 25

ом (таб л .2

приложения П).

Выоота

насыпи у

грубы

^м ае

h r + ^кон + ^Зап

При h=D =

1,25 м,

h

=

0,10 м

(таб л .5

приложения II) и h '■*

п / л

кон

Зап

= 0,50 м

Ннас = 1,25

+

0,10

+ 0,50 =

1,85

м.

1 2 9

Р а с ч е т

о т в е р с т и я

к р у г л о й

п о л у-

н а п о р н о й т р у б ы

Подобрать размеры отверстия круглой полунапорной трубы с

раструбным

(необтекаемым)

оголовком при

расходе

Q = 1 ,6 м3/оек

и уклоне

трубы Г = 0,01 .

После

подбора

сечения определить

ско­

рость потока на выходе из трубы, установить тип укрепления

рус­

ла и подсчитать высоту насыпи дороги у

трубы.

Р а с ч е т. В соответствии с табл.1 приложения Ш и пре­

дыдущим примером

расчета

круглой безнапорной трубы для пропуска

раохода

Q = 1,6 м3/сек могут быть использованы

следующие круг­

лые трубы при полунапорном режиме работы:

1) диаметром И = 0,75

м

при Н = 2,69

м и V=

5 ,6 м /сек;

2)

"

U = 1 ,0 м '

"

Н = 1,37

м и V=

3,4 м /сек.

Использование трубы с отверстием 0,75 м нежелательно из-за

высокой

скорости, требующей

серьезного

укрепления выходного

,/ '

Q

1,6

^

ъ ,

но = т г = - т г = 16 м /с е к ;

м3/с е к ;

К = 2ЧЦа/3 =

24*1,0

= 24

но

16

0,667.

24

Последнему отношению соответствует -£•=

0,60

(таб л .2

при­

ложения III).

Глубина на выходе

h

= 0 ,6 0 2?=

0,60*1,0

= 0,60 м.

Отношение

модулей

скорости

при

этом

W,о _

1,083.

равно

=

Зная,

ч то У /=

2/з

= 30,5*1

2 / ч

=

«Р

м /сек, имеем:

30,5 D

1

30,5

V0 =Wo yT=

1,083 W

1,083*30,5 У 0,01 = 3,30

м/сек