книги из ГПНТБ / Грелов В.М. Расчет стока и отверстий малых мостов и труб на автомобильных дорогах учебно-методическое пособие
.pdf
|
|
|
|
- |
19 |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
4 |
Грубо |
обработанная |
поверхность, |
|
|
|
|
|
|||
глыбы после вспашки, таежные |
|
|
|
20 |
10 |
5 |
||||
завалы, кочковатая |
поверхность |
|
|
|||||||
|
|
Значения |
(h |
- |
z)m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
ь - z |
(h-Z)® |
h - |
Z (h -Z )m |
|
h-Z |
|
(h -Z )m |
- ■, . |
li |
|
|
|
h-Z |
(h - Z)ra |
|||||||
4 |
12 |
21 |
144 |
|
38 |
|
440 |
55 |
750 |
|
5 |
17 |
22 |
160 |
|
39 |
|
460 |
56 |
770 |
|
6 |
21 |
23 |
174 |
|
40 |
|
480 |
57 |
790 |
|
7 |
25 |
24 |
190 |
|
41 |
|
500 |
58 |
810 |
|
В |
31 |
25 |
204 |
|
42 |
|
520 |
59 |
В 30 |
|
9 |
36 |
26 |
222 |
|
43 |
|
530 |
60 |
850 |
|
10 |
42 |
27 |
240 |
|
44 |
|
540 |
61 |
870 |
|
II |
47 |
28 |
252 |
|
45 |
|
560 |
62 |
890 |
|
12 |
56 |
29 |
270 |
|
46 |
|
580 |
63 |
910 |
|
13 |
61 |
30 |
290 |
|
47 |
|
600 |
64 |
930 |
|
14 |
68 |
31 |
305 |
|
48 |
|
620 |
65 |
950 |
|
15 |
75 |
32 |
320 |
|
49 |
|
640 |
66 |
970 |
|
16 |
85 |
33 |
340 |
|
50 |
|
660 |
67 |
990 |
|
17 |
98 |
34 |
360 |
|
51 |
|
670 |
68 |
;oio |
|
18 |
106 |
35 |
385 |
|
52 |
|
690 |
69 |
;озо |
|
19 |
118 |
36 |
400 |
|
53 |
|
710 |
70 |
1050 |
|
20 |
132 |
37 |
420 |
|
54 |
■ |
730 |
4 .. |
|
|
|
|
Значения |
Fn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
II |
|
KM2 |
|
F11 |
|
|
|
г Х, KM*” |
|
||
|
I |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
4 |
|
0,5 |
|
0,6 |
|
|
|
9,5 |
|
6 ,2 |
|
|
1 ,0 |
|
1,0 |
|
|
|
10 |
|
6 ,3 |
|
|
1,2 |
|
I ,I |
|
|
|
II |
|
6 ,4 |
|
|
1.4 |
|
1,3 |
|
|
|
12 |
|
6 ,6 |
|
|
- |
20 - |
|
I |
2 |
3 |
_ 4 |
1,6 |
1,4 |
13 |
6,8 |
1.8 |
1,5 |
14 |
7,0 |
2,0 |
1,7 |
15 |
7,2 |
2,2 |
.1,9 |
16 |
7,4 |
2,4 |
2,0 |
18 |
7,8 |
2,6 |
2,1 |
20 |
8,1 |
2,8 |
2,3 |
25 |
9,0 |
3,0 |
2,4 |
30 |
10 |
- 3,5 |
2,8 |
35 |
И |
4 ,0 |
3 ,0 |
40 |
12 |
4,5 |
3,4 |
45 |
12 |
5,0 |
3,7 |
50 |
13 |
5,5 |
4,0 |
55 |
14 |
6 ,0 |
4,3 |
60 |
15 |
6,5 |
4,6 |
65 |
16 |
7,0 |
4 ,9 |
70 |
17 |
7,5 |
5,2 |
80 |
19 |
8,0 |
5,5 |
90 |
21 |
8,5 |
5,8 |
100 |
22 |
9,0 |
6,1 |
|
|
ПРИМЕР I . Определить максимальный расход и полный объем ливневого стока для водосборного бассейна на фронтовой воен ной автомобильной дороге во 2 ливневом районе (район КАРПАТ).
Исходные, данные: |
|
|
|
|
|
|
||
1. |
Площадь |
бассейна |
Р = 20 км^. |
|
|
|
||
2. |
Длина главного, |
лога |
ь = |
80 км, наибольший линейный размер |
||||
|
бассейна определен по карте и составляет Д = 8 км. По |
|||||||
|
таблице 5 коэффициент неравномерности осадков |
У =0,98. |
||||||
3. |
Средний |
уклон |
лога |
^ |
=0,005. |
|
|
|
4 . Коэффициенты, |
учитывающие |
гидравлическую |
шероховатость; |
|||||
|
русла. |
Лу, -20 (таблица 8 ), склонов |
т с |
= 10 |
(табли |
|||
|
ца 9 ). |
|
|
|
|
|
|
|
5 . |
На площади бассейна |
озер |
и болот нет. |
Коэффициент£j0*l |
||||
|
(таблица 4 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
6 . |
Слой потерь на омачивание |
растительности |
по таблице 1 |
|||||
|
2 = 5 |
мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 ~ |
|
|
|
|
|
|
7. По данным анализов установлено, что содержание песка в |
|||||||||
почвах бассейна колеблется' в |
пределах 15-20%, что соответству |
|||||||||
ет |
ffl.категории |
почв (таблица |
3). |
|
|
|
|
|
||
|
8 . Для фронтовой военной автомобильной дороги повторяемоятв |
|||||||||
паводка от ливневого стока принимается I раз в 25 лет (вероят |
||||||||||
ность |
превышения максимального расхода 4%), |
|
|
|
||||||
|
Порядок расчета |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1. Для уклона лога 1^=0,005 ..определяем по таблице б морфо |
|||||||||
логический коэффициент’ ¥ |
- |
0,024. |
|
|
|
|
|
|||
|
2 . Коэффициент 1^, учитывающий шероховатость лога |
и |
оклонов, |
|||||||
определяем по таблице 7. При |
- |
20, |
ш010 |
|
К,, |
=1,0. |
||||
|
3. По таблице Приложения |
I для 2 ливневого района и Шкате |
||||||||
гории |
почв при |
Т = 25 лот |
находим |
h |
= 30 мм. Следовательно, |
|||||
h |
- Z |
~ 30 - |
5 „*25 мм. По таблице. 10 |
находим (b. - z )m=2№. |
||||||
|
4 . По таблице II находим |
величину |
г® = 20° * 8 , 1 . |
|
|
|||||
|
5. Вычисляем максимальный расход ливневого стока |
но формула: |
||||||||
Q = ^ (h-Z ) V 1^ |
У Sio = 0 ,0 24 -2 0 4 .8 ,1 -1 - 0 ,9 8 - 1 .0 = 3 8 ,8 |
MS/C9K. |
||||||||
|
6 . Полный обвей ливневого стока |
|
|
|
|
|
||||
|
W = 1000 (h - Z) F • у= IOOO-25*20-О-98 = 490000 |
|
|
|
||||||
|
Для упрощения расчетов |
составлены графики зависимости |
|
|||||||
|
|
|
Q0 |
= f (F) . |
|
|
|
|
|
|
|
Графики составлены для |
различных |
значений. ( h - .Z |
) |
~ |
от |
||||
5 |
до 50 и для |
площади бассейна от 0 |
до 10 км^ (рис, |
5) |
и |
от |
||||
10до 100 км^ ( рис. 6 ) , В основу взята формула ОоюзДОРНШ в следующем виде:
Qo = ^ 10<h - 2>Ш |
( 12) |
где: (410морфологический коэффициент |
для уклона главного |
лога 1,7 = 0,010 ( 10%). |
|
Чтобы определить максимальный |
расход ливневого оттока, нужно |
||
найденную по графику № I |
или №2 |
величину |
Q0 умножить на |
коэффициенты к±, кд , у |
ц h o |
|
|
9 = |
4 ' ^ n h h o , |
(15) |
|
- г г -
j'x t 5. Графи* шЬтимости Q ’ f f F) Лея определения рискоЛг от мбнебоп стона
(F от 0 da М кмг)
- 23 -
Q0 m/cer
P * fr в. Графин la b u cu w i'n w Qv - f ( ? ) 9 м определении расходе am лнЬт^осо стона
(F от 10 i3 d WO hmsJ
где: |
к. |
С/ |
tи |
учитывающий действи- |
||
s |
~ тгтхг *- коэффициент, |
|||||
|
* |
г ТО |
0*0;? |
лога; |
у |
прини |
|
|
|
тельный уклон |
|||
мается по таблице б.
коэффициент, учитывающий шероховатость лога
исклонов; принимается по таблице ?.
У- коэффициент уменьшения ливневого стока, учи
тывавший неравномерность выпадения осадков по площади бассейна; его значение берется из табд. 5.
h o ~ коэффициент уменьшений ливневого стока, учитывающий наличие.на площади бассейна озер,и болот; его значение принимается по табл. 4.
|
Порядок определения расхода ливневого стока покажем на при |
||||||||||||
мере. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Пример 2 , - Определить максимальный расход ливневого стока |
||||||||||||
для бассейна, рассмотренного в предыдущем примере. |
|
|
|||||||||||
|
Порядок расчета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1. При заданием уклоне лога |
1/7 |
= 0,005 |
определяем |
по |
таб |
|||||||
лице |
б |
морфологический |
коэффициент |
^ |
= 0,024- и вычисляем |
||||||||
поправочный коэффициент к = |
У ю |
—.0*221 |
= о , 8 . |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
0,03. |
|
|
|
|
||
|
2 . По таблицам, указанным.’в предыдущем примере, находим ве |
||||||||||||
личины коэффициентов, |
входящих в формулу СоюзДОРНИИ (10): 1^=1; |
||||||||||||
|
|
0 ,98 •, |
4 |
0= 1 ,0 . |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3. Обычным методом |
определяем |
ъ. |
и |
г |
и вычисляем |
h - 2- |
||||||
=50-5=25 (см. пример I ) . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
4» По графику №2 для площад^ бассейна |
у |
^Р-Окм2 |
и |
|
||||||||
h |
~ |
г. |
- 25 |
находим |
QC) =50 м-'/сек. |
|
|
|
|
||||
|
5 . |
Вычисляем максимальный |
расход |
ливневого |
стока: |
|
|
||||||
Q |
* |
Q0 *K1 .Kn - / '- ^ - 0= 50-0 . 8 - 1-0 , 98*1,0 = |
39.Я м3/сек . |
|
|||||||||
|
Как видно иэ примера 2 ,при определении расхода с помощью |
||||||||||||
графиков получена величина |
Q , |
близкая к |
величине 38,8 м^/сек. |
||||||||||
вычисленной по формуле 10 в предыдущем примере. |
|
|
|||||||||||
|
Если |
значение |
ь - 2 будет отличаться от |
величин, гриведэнных |
|||||||||
на графиках, |
то |
Q0 следует определять но |
интерполяции. |
|
|||||||||
~25 -
§3. Определение расчетного расхода ливневого одока с учетом аккумуляции
Отверстие малого моста.или трубы всегда меньше ширины пото ка (при расчетном расходе) и в той или иной степени стесняет живое сечение.
В результате этого часть притекающей воды с бассейна вре менно аккумулируется перед сооружением.
Объем воды,аккумулирующейся перед сооружением Wak f в рЯд0 случаев может составлять значительную часть общего объема стока w .
Учет аккумуляций вода перед сооружением позволяет уменьшить размеры сооружения при том же самом подпоре воды Н, что очень важно с точки зрения уменьшения объемов мостовых работ при
постройке или |
восстановлении военных автомобильных дорог. |
|||
. В практических расчетах степень аккумуляции, выражаемую от |
||||
ношением |
|
ak t |
регулируют,исходя |
из инженерно-технических |
соображений |
в |
зависимости от допустимой |
глубины подтопления |
|
насыпи подходов или местности возле сооружения, а также увя зывают с размером отверстия и допускаемой (неразмывающей) ско
ростью |
течения |
на выходе из сооружения. |
|
||
|
Объем воды, аккумулирующейся перед сооружением (объем пру- |
||||
да)? определяется |
по формуле |
|
|
||
|
|
|
ak |
тыс.м3, |
( Щ |
|
|
|
|
|
|
где |
KQ |
|
|
пруда |
|
- коэффициент, зависящий от очертания перед сооружени |
|||||
|
|
ем в плане, продольного профиля лога и-профиля бере |
|||
|
|
гов (склонов); определяется по табл. I&. Данные для |
|||
|
|
определения коэффициентов KQ берутся |
с карты. |
||
%л |
, i |
- соответственно уклон |
лога и средний |
уклон склонов |
|
|
|
перед |
сооружением в |
° / 00* |
|
|
h |
- подпор воды перед сооружением, м. |
|
||
|
Глубина подпертой воды перед |
сооружением ь |
назначается |
||
методом подбора о учетом допустимого подтопления наоыпи на подходах, затопления местности возле сооружения и из условий допускаемой (неразмывающей) скорости течения на выходе из сооружения.
26 -
Таблица значений коэффициента KQ
|
|
|
Таблица 12 |
|
Ьчертание пруда |
Продольный |
Профиль берегов (оклонов) |
||
в плана |
профиль |
выпуклый |
прямолиней |
вогнутый |
|
лога перед |
|||
|
сооружени |
|
ный |
|
|
ем |
|
|
|
С вогнутый! |
Выпуклый |
190 |
230 |
270 |
цораболами |
Прямолиней |
230 |
280 |
320 |
|
ный |
|||
|
Вогнутый |
270 |
320 |
380 |
Прямолинейный |
Выпуклый |
230 |
280 |
320 |
треугольный |
Пршоли- |
280 |
330 |
370 |
|
нейный.. |
|||
|
Вогнутый |
320 |
3 70 |
450 |
С внпуклшш |
Выпуклый |
270 |
320 |
380 |
пораболада |
Прямолиней |
320 |
370 |
450 |
|
ный |
|||
|
Вогнутый |
380 |
450 |
530 |
При треугольной поперечном сечении лога объем воды, аккуму-* лирущвйоа перед сооружением,можно определить по формуле ©„Я, Даденкова: ■
|
|
« |
“ |
- Ч |
Ь5 |
м3, |
|
|
|
|
|
|
(14а) |
где Кф - коэффициент форш лога. |
|
|||||
|
|
1 |
,1 |
t |
X -I |
I |
|
|
_ |
( |
+ ЧГ J |
|
|
|
|
2 |
*1 |
г2 |
|
|
1 , i |
- |
уклоны склонов |
лога,у сооружения;- |
|||
i.j, |
- |
уклон лога у |
сооружения, |
|||
Расчетный раоход с учетом аккумуляции определяется по фор-
муле; |
w |
Qреи: |
“ ~щ~) и /с е к ., |
|
|
|
- 27 |
- |
|
где |
Q |
- |
расход воды без учета |
аккумуляции, |
вычисляемый |
|
|
|
по формуле (ID ); |
|
|
|
w |
- |
полный объем дождевого отока в м^, |
вычисляемый по |
|
|
|
|
формуле ( I I ) . |
|
|
|
Уменьшение расчетного расхода [потока; за иче* аккумуляции |
||||
допускается не более чем на 67 |
|
|
|||
|
Наибольший эффект от учета аккумуляции получается для водо- |
||||
проиуокных сооружений в равнинной |
местности |
при малых ук |
|||
лонах лога и его склонов.
В холмистый или горной местности, когда уклони лога значи тельны и склоны крутые, объем пруда, образующегося перед соо ружением^ невелик и учет аккумуляции воды не имеет практиче ского смысла.
4 . Расчет расхода от снеготаяния
При проектировании малых мостов и труб на военных автомо бильных дорогах расход от снеготаяния определяется только в. том случае, если эксплуатация дороги предусматривается в период весеннего времени. Если дорога будет эксплуатироваться в хо
де боевых операций в летнее или осеннее время^определяется раоход только от ливневого стока. При проектировании дорог в.
мирное время определяется расход от ливневого стока и от сне готаяния и за расчетный принимается наибольший.
Раоход снегового стока заданной повторяемооти определяется
пофорлуме:
|
*-§t -SA -$5o |
з , |
Q CH = <т |
у - - — ------ |
Md/ c e K . , |
|
V ^ T l |
(15) |
где Ст - элементарный модуль снегового стока с вероятностью превышения один раз .в 25 лет, определяемый по кар те изолиний (рио. 7); для вероятности превышения один раз в 10 лет значение .С ^ найденное по карте изолиний^необходимо умножить на 0,85; значение С100
определяется по карте (рис. 8 ).
%- коэффициент, учитывающий увеличение элементарного модуля снегового стока для бассейнов малых площадей;
принимается по таблице 13;
с^у0коэффициент, учитывающий заболоченность и озерность