книги из ГПНТБ / Болдаков, Е. В. Проблемы мостовых переходов

Произведем удлинение ряда при учете расхода 1915 г., рав­ ном 4900 м3/с при уровне 69,40 м, и расходе 1879 г., равном

6950 м3/с при уровне 70,00.

1. После высокого уровня 1879 г. очень больших паводков до 1973 г. не было, поэтому удлинение ряда произведем исходя из

3. Определяем 2 (К—I)2 за ряд в 135 лет по трем суммам:

а) за 133 года без 1915 и 1879 гг.:

14,9— = 58,3;

’34

б) то же, за 1879 г.:

/6950

1У2— 14,5 и за 1915 г.:

\l450

Определение расчетных расходов. Находим Qi %= 3,58-1450 = = 5200 м3/с (табл. 58) и произведем сопоставление расходов с имеющимися опубликованными материалами по рекам-анало­ гам, которые помещены в приложении 3, а также в работе [15]. Перенос расходов сделан по формуле Q=AFn, где А определя­ ется на реке-аналоге обратной задачей и переносится на переход. Степень п — переменная [15]. Тогда расходы на переходе Q= =Л -57 000°’76=Д -4150.

Из рассмотрения табл. 58 видна_необычайная разница по раз­ ным источникам в значениях: A, Q, Qi %. Впредь до уточнения имеющихся недостаточно качественных материалов или по тож­ дественности климатических условий с реками-аналогами прини­ маем <2=1600 м3/с. Тогда при найденном Cv = 0,77 и ^ = 3,58 (табл. 59) Qi%=3,58-1600=5800 м3/с. Уточнение должно быть произведено по материалам новых гидрометрических наблюде­ ний на створе перехода с определением натурных расходов и КШ. Эти наблюдения и расчеты нужно сделать заранее перед

проектированием.

Удлинение первого члена ряда 1879 г. за 135 лет до 0,74% и второго 1915 г. до 1,5% является предварительным, в особенно­ сти для первого расхода. Разделив указанные расходы на Q = —1450 м3/с удлиненного ряда, получим соответственно модули

180

У\ = 4,80 и Лг = 3,37, что по КрВП-74 (см. приложение 3) соответ­ ствует при Су = 0,77 ВП — 1 : 2000 и 1 : 100. Вот это и является окончательным удлинением для их возможной ВП.

Расчет отверстий и общего размыва (1-й вариант). Рассмот­ рены варианты отверстий мостов 250, 400 и 600 м в свету. Ре­ зультаты расчетов приведены в табл. 61. В качестве примера рассмотрим один вариант с отверстием 400 м.

Необходим критерий М. По кривой зависимости уровня от расхода (см. рис. 56) видно, что заметное влияние поймы начи­ нается при уровне 68,80, когда остаются незатопленными неболь­ шие островки. Расход при этом уровне— 1040 м3/с. Определим величину первого члена формулы (34): 6950: 1040 = 6,7. Второй член формулы (34) зависит от расхода, проходившего в части

181

5090 — 490 „ ОГ1

поймы, перекрытой теперь подходом, ---- —------==0,У0. Тогда

5090

-М = 6,7-0,90 = 6,0.

182

Проведем распределение расходов в отверстии моста при разных периодах размыва.

По табл. 29 находим (3 = 0,85.

Составляем уравнение водного баланса до размыва:

6950=г>ри(1214 + 0,85-1050),

откуда г)рм==3,30 м/с; -упм = 0,85-3,30=2,81 м/с; QpM= 3,30-1214=3980 м3/с или 57% QnM= 2 ,8 1 -1050= 2970 м3/с или 43%

Принятые величины / ,рк=1,80 и орк=1,47 в конце расчета сле­ дует проверить.

Находим Яуш= 1,47: 0,90= 1,64 и £ уш= 138-1,64 = 227 м.

В пределе при отсутствии моста и иРб=1,53 м/с уширение русла возможно, но v0 при наличии дерна, кустов и деревьев бу­ дет не 0,90 м/с, а значительно больше.

Определим значения Ррк, Рпк и их соотношение до размыва:

об = 6950: 11459 = 0,61 м/с.

183

Значение л зависит от расхода в пересыпной части в процен­ тах ко всему расходу (см. табл. 40): 9650—1860 —490 = 4580 м3/с, где 490 = 262-1,86 м3/с. Тогда при (4580:6950) 100 = 66% по табл. 40 находим л= 0,14.

Величина подпора до размыва Дг = 0,14(3,072 —0,612) +0,10 = = 1,21 +0,10= 1,31 м. После размыва при орк= 1,47 м/с Az = 0,14X X (1,472 - 0,612) +0,07 = 0,35 м.

Назначение наименьшей отметки бровки подхода. Разница в подпорр до размыва и после размыва огромна. Это показывает, что если расчетный паводок пройдет по частично размытому рус­ лу, то подпор будет значительно меньше. Здесь как и во' многих случаях можно идти на обоснованный риск. Для дорог III кате­ гории при увеличении расчетного расхода в Кп раз (/Сп=1,20), что увеличивает расчетный уровень на 0,30 м, разницу в подпоре до размыва и после размыва можно уменьшить в 2 раза: Д2 = = 0,5-1,31-0,35 + 0,35 = 0,83 м.

Тогда наименьшая отметка бровки подхода 70,00 + 0,83 + 0,60 (волна)+0,50 (запас) =71,93 м. Для железных дорог и автомо­ бильных магистралей отметка бровки должна быть 70,00+1,31 =

184

= 0,60 + 0,50 = 72,41 м, т. е. на 0,48 м выше. Уширение русла прак­ тически произойдет в верхней части на все отверстие 400 м.

Аналогичные расчеты выполнены при отверстии моста 250 и 600 м. Сводные данные помещены в табл. 60.

Из табл. 60 видно, что отверстие 250 м неприемлемо из-за огромного размыва и углубления опор. Отверстие 600 м пред­ ставляется избыточным. Возможные отверстия 400 и 500 м. Для ТЭО рекомендуется рассмотреть отверстие 500 м. После гидро­ метрических работ и уточнения всех параметров возможно оста­ новиться на отверстии 400 м.

Какой более редкий паводок может надежно выдержать мостовой переход при снятии 50% запасов? Можно снять

высокого паводка 71,93—1,38 = 70,55 м. Это соответствует расхо­

Переход через р. Днепр и проток Конку у г. Херсона

Краткая характеристика района перехода. Разлив р. Днепра на переходе — 5100 м. В правой части долины у нагорного бере­ га расположено русло реки в ясно выраженных бровках. Рас­ стояние между бровками— 1200—1300 м. В левой части разли­ ва проходит проток Конка при ширине русла 150 м. Проток судоходен и имеет самостоятельный выход в лиман в 40 км ниже перехода.

Пойма — плоская, с протоками. Высота ее над средней ме­ женью— 0,5—1,5 м. Выше перехода имеется железнодорожный мост с большим отверстием. В расчетах он не учитывается ввиду незначительности действия.

Река Днепр в районе перехода и выше его сравнительно хо­ рошо изучена и освоена (рис. 82, 83). Водомерные посты на р. Днепре были открыты в 1877 г.: в Херсоне, Каховке, Никопо­ ле, Верхнеднепровске и в 1888 г. в Лоцманской Каменке. Таким

сти меток вообще за историче­ ский период. Они не лишены оснований. Но, зная ту большую ра­ боту, которую проделал Г. И. Швец по многосторонней проверке уровней на местах и по архивным материалам, зная, как ведутся

средств, необходимого оборудования и приборов удалось полу­ чить достоверную кривую расходов и определить наибольший расход в 20 700 м3/с.

Этот расход может быть эталоном для всего Днепра в целом и уникальным вообще, так как ложе створа на Лоцманской Ка­ менке каменистое (рис. 84) и не изменилось за историческое время.

Расход половодья 1931 г., по экстраполяции равный пример­ но 25 100 м3/с, не был после определен точно ни в Киеве, ни на Днепрогэсе, ни в Херсоне.

В районе Херсона были некоторые гидрометрические наблю­ дения в 1931—1932 гг. и в последующие годы. В данном проекте они были использованы главным образом для получения коэф-

186

Основная расчетная кривая расходов в зависимости от уров­ ней принята для Лоцманской Каменки (см. рис. 85). Для этого же пункта составлен и обработан расчетный ряд максимальных расходов. Затем рас­ ходы перенесены на створ проектируемо­ го перехода.

В табл. 61 приве­ дены расчетные па­ раметры для р. Днеп­ ра и протока Конки в районе перехода при различных ВП. Все гидрологические расчеты выполнены совместно с инж. В. В. Зиновьевым (Гипротрансмост).

Т а б л и ц а 61

дать действительную генеральную совокупность исходных мате­ риалов и определить ВП с большой достоверностью.

Процесс удлинения ряда в известной степени является инди­ видуальным и в данном конкретном случае выполнен по следую­ щему алгоритму:

расходы 1931 и 1845 гг. из ряда как не соответствующие длине ряда в 170 лет.

188

2. На основе такого расчета из ряда расходов временно исключен расход 1931 г., равный 25 100 м3/с, поскольку по пред­ варительным данным его ВП значительно меньше 1 :243. Он со­ ответствует рядам в 300—500 лет. Следующий за ним в убываю­ щем ряду 1845 г. с расходом 22 500 м3/с имеет ВП, соответствую­ щую рядам порядка 100-—170 лет и поэтому оставлен в ряду. Для дальнейшего исследования за вычетом 1931 г. принят ряд в

170—1= 169 лет.

3. По ряду в 169 лет обычным путем определен средний рас­

169

ход <2 = 7335 м3/с и сумма 2 (Д-|- О2 = 53,5. Произведено второе

удлинение ряда за срок 1973—1655= 318 лет, поскольку за по­ следнее время паводки типа 1624, 1845 и 1931 гг. не проходили:

4. Найден средний расход за период 455 лет с учетом расхо­ да 1684 г. Q= 22 500 м3/с.

1931 гг.

Найдена сумма ( К — I)2 за (455—3) лет:

5. Определен коэффициент вариации для ряда 455 лет:

189