книги из ГПНТБ / Переходы через водотоки

чае влечения потоком наносов е= 1,4, а яри отсутствии движе­ ния наносов 8= 1 ,0.

Расчетное сцепление определяют по формуле

где с — среднее (нормативное) значение сцепления капиллярно водонасыщенного грунта при полной влагоемкости, определен­ ное со степенью точности (достоверности) а = 0,9, г/лг2; Аф — коэффициент однородности связных грунтов, характеризующий вероятность отклонения показателей сцепления от средних ве­ личин в неблагоприятную сторону по сравнению с нормативами. Значение Ко вычисляют методами математической статистики

по тем же данным, по которым вычислено нормативное значение С. Поскольку подпор перед мостами больших и средних отверстий весьма мал по сравнению с бытовой глубиной в русле при расчет­ ном паводке, допускается приближенный расчет подпора по фор­

муле (Х-9) и табл. Х-1.

Размыв рассчитывают в зависимости от характера залегания грунтов в живом сечении под мостом.

Рассматриваются два случая: 1) размыв проходит в одном слое грунта; 2) размыв проходит в слоях различных грунтов.

В первом случае расчет ведут по выражению (VII1-18) с уче­ том как выносимых, так и поступающих в подмостовое сечение на­

носов.

Во втором случае при обнажении в процессе размыва грунта, труднее размываемого, чем грунт, лежащий на поверхности, расчет

дназ]щ'а

размыва в обнажающемся слое производится без учета поступле­ ния наносов под мост (G2= 0); при обнажении более мелкозерни­ стого грунта Gi определяется по этому грунту, а G2 — по грунту в зоне подпора.

Линия общего размыва под мостом определяется из условия, что каждая глубина после размыва увеличивается в Р раз, т. е.

^пр= Р Ндтр.

В случаях слоистых грунтов линия общего размыва строится индивидуально в зависимости от прохождения размыва в слоях грунта.

Расчет общего размыва выполняют в следующем порядке. Строят расчетный гидрограф и разбивают его на ступени. Определяют длину распространения размыва по формуле

(ѴІІІ-15) и значение М по формуле (ѴШ-14).

Для первой ступени гидрографа по живому сечению до размы­ ва подсчитывают расход наносов в створе моста Gi и зоне подпо­ ра G2.

Для подсчета G2 скорость в бытовом русле определяют с учетом подпора.

Определяют разность AGi = Gi—G2.

Задаются небольшим слоем размыва Ahx (например, 0,10 м) и для размытого на эту глубину живого сечения под мостом по тем же параметрам первой ступени гидрографа определяют значение твердого расхода под мостом Gi и в зоне подпора G2 с учетом его уменьшения за счет размыва и разность

объем размыва AW и время At, необходимое на смыв этого объема, по выражениям (ѴІІІ-13) и (ѴІІІ-18).

Задаются на той же ступени гидрографа следующим слоем размыва А/і2, определяют время Af2l которое требуется на смыв нового объема размыва AW2.

Расчет на данной ступени заканчивается, когда I>At=Tu где Т\— продолжительность первой ступени гидрографа, и, следова­ тельно, размыв на данной ступени будет равен ЕДh.

Обычно SAt несколько больше или меньше Тх. Для получения точного значения размыва на данной ступени последнее значение

Ah изменяют пропорционально последнему значению At, при кото­ ром 2Д/і = 7У

Размыв на второй ступени гидрографа рассчитывают для пара­ метров потока на этой ступени и начинают с живого сечения, раз­ мытого за время первой ступени.

На второй и следующих ступенях гидрографа расчет произво­ дят аналогично описанному для первой ступени.

С увеличением размыва значения АGcp уменьшаются,. а затем становятся отрицательными, что свидетельствует об отложении на­ носов под мостом. При переходе от положительных значений к от­ рицательным AG0p наступает максимум размыва.

Максимум размыва под мостом наступает обычно на спаде па­ водка. Однако, если паводок растянут и фаза подъема продолжи­ тельна, максимум размыва может совпасть с пиком паводка.

Так как развитие размыва во времени идет по кривой, жела­ тельно, чтобы величина размыва в пределах одной ступени склады­ валась из нескольких слоев смыва Ah и для каждой ступени было бы три или больше расчетных строчек.

Результаты расчета оформляют в виде графика, на котором наносят построенный гидрограф расчетного паводка, ступенчатый гидрограф, используемый в расчете, и полученную интегральную кривую общего размыва.

На основании полученной максимальной ординаты этой кривой (2 A/i)max определяют коэффициент размыва под мостом.

Я мдр -f- (S A h ) max

(VI11-27)

Я М Д Р

где Я мдр — средняя глубина под мостом до размыва при расчет­ ном уровне.

Полученное значение коэффициента размыва используют при выборе отверстия моста.

По местоположению проектируемых опор моста для глубины у каждой опоры или только для максимальной глубины, если все опоры проектируются по этой глубине, строят интегральные кри­ вые общего размыва при расчетном паводке.

Ордината такой кривой /гд на каждый момент времени опреде­

где Ямдр и /іддр— средняя глубина воды иод мостом и у опоры при данном расходе в предположении отсутствия размыва; Я мпр,— средняя глубина воды под мостом после размыва к данному мо­ менту времени.

У каждой опоры для характерных точек гидрографа определя­ ют глубину местного размыва, строят кривую зависимости местно­ го размыва от времени и суммарную кривую общего и местного размыва у данной опоры. При определении заглубления фунда­ ментов опор по условиям размыва учитывают возможную погреш­ ность в размере 20% от размытого слоя грунта у данной опоры (без местного размыва) при расчетном и 10% при наибольшем паводках.

Максимальная ордината суммарной кривой и определяет рас­ четную величину размыва у данной опоры.

Небольшой по объему вынесенного грунта местный размыв у опор протекает сравнительно быстро; общий же размыв, когда по­ ток должен вынести большой объем грунта, протекает медленнее. Поэтому максимумы обоих размывов по времени не совпадают и максимум суммы размывов, обычно приходящийся на пик паводка, меньше суммы их максимумов. Чем менее продолжительна фаза подъема паводка и чем дальше отстоит максимум общего размыва от пика паводка, тем учет несовпадения максимумов размывов да­ ет больший эффект.

На этот же график наносят кривые изменения подпора и сред­ ней скорости под мостом при расчетном паводке и устанавливают максимальную величину подпора и скорости, которые используют для проектирования мостового перехода.

Исходя из реального времени стояния пика расчетного паводка и уровней, близких к максимальному, определяют высоту волн у сооружений мостового перехода, а с учетом подпора — еще и от­ метки верха укреплений и верха сооружений перехода. По макси­ мальному значению скорости под мостом выбирают укрепление струенаправляющих дамб.

Если на части живого сечения под мостом грунты оказывают­ ся неразмываемыми, то на остальной (размываемой) части размыв рассчитывают в следующем порядке.

Определяют часть расхода, проходящую на размываемом уча­

где сом и «раз — площади живого сечения под мостом соответствен­ но общая и на размываемой части живого сечения, м2.

На размываемой части живого сечения размыв определяют с учетом следующих изменений: в выражении (ѴІІІ-19) расход нано­ сов G1 определяется как Gi = pMQpa3 кг/сек; в последнем выражении значение рм определяют исходя из средней скорости на размывае­ мой части

ѵ »

( « р а з

при определении AW по формуле (ѴІІІ-13) значения. Вѵ, Іа иі /л следует вводить в расчет лишь в пределах той ширины, где проис­ ходит размыв.

Расчет общего размыва по гидрографу паводка можно быстро выполнить на ЭЦВМ [89].

Изложенная методика расчета общего размыва подмостовых русел по гидрографу расчетного паводка является приближенной и требует дальнейшего уточнения.

Соображения об уточнении этого метода приводит О. В. Андре­ ев [10], который считает, что расчет размыва нужно вести по сече­

ниям в пределах участка русла, на котором будет происходить размыв. Однако вопросы о длине этого участка и изменении рас­ ходов поды, .влекомых и взвешенных наносов по сечениям этого участка еще не имеют удовлетворительного решения.

Значение учета не только донных, но и взвешенных наносов при расчете размыва О. В. Андреев иллюстрирует несколькими приме­ рами, откуда видно, что расчет с обоими видами наносов по срав­ нению с расчетом только на донные наносы изменяет результатив­ ную величину размыва на 2—7%, с чем, учитывая приближенность расчета, можно не считаться.

§ 37. ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ОБЩЕГО РАЗМЫВА И ОТВЕРСТИЙ МОСТОВ

При определении допускаемого коэффициента размыва (табл. 4 п. 33 СН 200-62) в случае сравнения вариантов мостовых перехо­ дов, а также в других случаях, когда достаточно ориентировочного определения стоимости мостового перехода, допустим приближен­ ный расчет общего размыва под мостом.

Методов приближенного расчета можно предложить несколько в зависимости от допускаемой степени точности и наличия исход­ ных данных для расчета.

Сравнительные расчеты показали, что с небольшой погреш­ ностью в сторону завышения общего размыва расчет можно вы­ полнять по изложенному выше методу, но с заменой многоступен­ чатого гидрографа одноступенчатым.

Продолжительность одноступенчатого гидрографа принимается равной периоду от выхода воды на пойму до пика расчетного па­ водка. Если максимальный расход при расчетном паводке держит­ ся в течение некоторого отрезка времени, то продолжительность одноступенчатого гидрографа принимается до середины этого от­ резка.

Расход в течение всего времени одноступенчатого гидрографа принимается равным расчетному.

В качестве величин Ісп и Ісл, входящих в выражение (VIII-14), можно принимать значения проекций верховых струенаправляю­ щих дамб на нормаль к оси моста, определяемые согласно указа­ ниям § 53.

Приближенный расчет общего размыва под мостом может быть выполнен по методу Л. Л.' Лиштвана (74], который рассматривает процесс общего размыва под мостом как образование нового русла на участке стеснения паводочного потока мостовым переходом. Этот процесс, по мнению автора, не отличается от естественного хода формирования речного русла при увеличении его водности в данных геологических условиях, когда увеличиваются ширина рус­ ла и средняя его глубина, а также отношение этих величин. Такое явление можно наблюдать в естественных условиях, когда долина реки сужается и пойменные потоки в паводок разрабатывают рус­

ло больших размеров, чем на вышележащих участках с широкой поймой.