книги из ГПНТБ / Грелов В.М. Расчет стока и отверстий малых мостов и труб на автомобильных дорогах учебно-методическое пособие

Поток под мостом,

как

известно, может быть

незатопценным и

затопленным,

Еоли

Jti£ ^

1.2

-

поток

незатогоюнный

и в

сжатом се­

чении устанавливается

критическая глубина

Еоли

h^> l,2

“ поток затопленный и в

сжатом сечении

устанавливается

бытовая

глубина

h«p

2 . Расчет отверстия

малых мостов

а)

Незатопленный

поток

Прямоугольное отверстие малого моста или трубы

ъ вычис­

ляется

по формуле:

ъ

sw-

OB)

где

&

-коэффициент

сжатия

потока (обычно

< ? * 0 ,9 ) .

Глубина

воды перед сооружением вычисляется по формуле

Н

= h*J> + 2g

1 °

(19)

2g

где

v 0

-

скорость подхода воды к сооружению в

м/сек.

С некоторым приближением, пренебрегая последним членом,

формулу (19) можно записать в

таком виде:

д.2

?

(20)

Н = -— + -— = 0,15 У ,

е

2g

В

=

( 21)

где

m

-

коэффициент откоса (обычно и

= 1 ,5 );

V

-

допускаемая скорость течения

в сжатом сечении

в м /сек.

Критическая глубина в сжатом сечении

вычисляется

по формуле:

2

( 2 2 )

® .

Ь.

- Bhtf

(29)

т

6

Ширина потока

поверху

в = Ъ + 2mhSQ

(30)

Если в формуле

(29)

VChff

°

отверстие принимается

треугольным^, тогда ширина потока

поверху вычисляется по

формуле:

В = 2

(31)

bo = ъ + п$

и

В0 = В + хЛ,

где

ь и В

-ширина отверстия

со о тв етств ен н о нояиау и по­

верху без учета промежуточных опор

в и;

п

-число промежуточных опор, попадающих в живое

S

сечение;

-ширина промежуточной опоры в и.

Наименьшую высоту моста Нц (рис. 12) вычисляют

по формуле!

\ ~ Н + v + р ?

(3 2 )

ды и низом пролетного строения

(обычно не

менее 0 ,5 м)

р - строительная высота пролетного

строения в

м.

Яра атом

необходимо учитывать глубину воды перед трубой Н,

чтобы не

происходило недопустимого подтопления насыпи и

з а ­

топления

местности перед сооружением.

Следует также учитывать скорость течения воды в трубе

V,

принимая

ее значение не более допустимой по условиям неразиы -

ваемости

материала укрепления дна у выходного отверстия

(см .

Таблица 23

Рас-

Диаметр

трубы в м

хсд,

ч /сек,

'0 , 75

0,90

1,00

1,25

I , 50

глу­

ско­

глу­

ско­

глу­

ско-

глу­

ско­

глу­

ско­

бина

рость

бина

рость

бина

ростз

бина

рость

бина

рость

Н,н

Н,м

Ъ

Н,м

у) Ы, м

V,

Н, м

м/сен;

м/cei

м/сек,

м/сек.

м/сек

0,8

1,00

2,9

0,86

2,0

*0,82

2,0

0,78

1,8

0,69

1,8

0,9

1, 1?

3,1

0,93

2,1

0,88

2,0

0,76

1,9

0,74

1,8

1,0

1,33

3,5

1,00

2,2

0,94

2,1

0,82

1,9

0,78

1,9

1,1

1,51

3,8

1,05

2,3

1,00

2,2

0,86

2,0

0,82

1,9

1,2

1,72

4,2

1,18

3,1

1,06

2,3

0,91

2,1

0,87

2,0

М

2,19

4 ,9

1,43

3,5

1,17

2,5

1,00

2,2

0,93

2,1

1,6

2,69

5,6

1,70

4 ,0

1,37

3,*

1,09

2,3

1,00

2,2

1,8

3,30

6,1

2,03

4,6

1,59

3,7

1,16

2,4

1,08

2,2

2,0

4,00

6,8

2,36

5,0

1,80

4,1

1,26

2,5

1,15

2,3

2,2

5,00

7,4

2,67

5,5

2,04

4,6

1,33

2,6

1,21

2,4

2,5

3,34

6,2

2,47

5,1

1,43

2,8

1,30

2,5

3,0

,

4,20

7,3

3,26

6,2

1,86

3,8

1,47

2,7

3,5

5., 50

8,5

4,20

7,2

2,24

4,6

1,63

2,9

4 ,0

5,20

8,1

2,66

5,2

1,75

3,1

4,5

3,26

5,9

2,07

4,2

5,0

3,70

6,5

2,38

4,6

5,3

4,25

7,2

2,67

5,0

5,0

5,00

8,8

3,32

5,9

где

Q

-

расчетный расход воды в трубе в

м3/е е к .;

К

~

расходная характеристика

(в мэ/о е к .) при наполне­

нии трубы

h

~ 0,75 D.

Значение расходной характеристики К принимается по таблице

24.

Таблица 24

Диаметр

тру­

0,75

0,90

1,00

1,25

1,50

бы

Р В Ы .

К,

в

м3/сек .

9

15

20

37

59

Высоту насыпи у трубы

(в

м) вычисляют по формулам:

- при

глубине

воды перед трубой менее

диаметра трубы

( fKD)

HTp» D

+ h нонетр + 0,5

к;

(34)

- при глубине

воды перед трубой

более

диаметра трубы

(Н^-П)

■Нтр ^ Н

+

0 ,5 и ,

(35)

где ь.НОмТр-

конструктивная

толщина колец трубы (вместе о гид­

роизоляцией) в м;

0,5м-

минимальная

толщина слоя земляной заоьтки над трубой

или над уровнем стояния воды.

4 .

Пример расчета

отверстия малого моота

автомобильной

дороге во втором климатическом (ливневом) районе,

а)

Исходные данные для

расчета

-

площадь

водосборного бассейна

V = 9,5

км^;

-

длина главного

лога

L = 4

км ;

-

средний

уклон

главного лога

i t = 0,006,

уклон лога у соо­

ружения

i j

= 0,005;

ряемость 1 раз в 25 лет).

По таблице

3 устанавливаем,

что

суглинки,относятся к Ш

категории почв

по интенсивности впитывания. По таблице I

оп­

ределяем слой потерь на смачивание растительности

ъ = 5

мм.

Но таблице Приложения I для ливневого района №2 и Шкатегории

почвы определяем слой

стока

h = 30 мм. Следовательно расчетный

слой, стока будет:

h

- z

= 30

- 5 -

25

мм.

2. По графику (рис. 5) для

к

= 9,5

км2 находим

Q0

= 37,5

м^/сек.

3.

Для вычисления

расчетного

расхода

q

определяем

зна­

чение

коэффициентов в

формуле

Q =

\

) f ' &5о >

Коэффициент

шероховатости

лога

шл - 20 (таблица 8) .

Коэффициент

шероховатости

склонов тс = 20

(таблица 9 ).

По таблице

7 коэффициент Кд,

учитывающий шероховатость

лога и склонов

KL

~ l,k .

(ь

0,026

Коэффициент

К-i

ц/ _

"

=

0 , 8 6 ,

- ~тт —

------

0,03

чо

0,03

где ■

У = 0,026 -

морфологический

коэффициент для

средне­

го уклона главного

лога

-

0,006

(таблица

6 ).

По таблице

5

находим значение коэффициента уменьшения лив­

невого

стока

за

счет неравномерности

выпадения осадков по

площади бассейна

- 1 ,0 .

Так как на площади бассейна озер

и болот нет,принимаем

^

1,0.

Q = Q0* V Kn

85о= 37,5 *0,86 - 1 ,4 -1* I = 45 м3/сак .

Так как для-2-го климатического района модуль снегового

стона С25

< 0,5. (см.

ри с.7), вычисление

расхода

от

снегового

стока

не производим.

в)

Расчет

отверстия моста без

учета

аккумуляции

воды

перед сооружением и без укрепления русла

I.

Вычисляем бытовую глубину

потока

h

Т

45

Иг—

*

= 0,43

-.=

0,4?

I

= 0,43

42 = 1,5 м

I

/

a

Т

I

15 1/0 ,005'

где

t I

= 15

характеристика геометриче-

u Tf + 12

О'П

57?

i;;

= 0,005

- уклон лога

у сооружения.

2.

С помощью таблицы 21 определяем допускаемую скорость те­

чения воды в сжатом сечении потока по условию неразмываемооти

грунта

дна (русло не укрепляется). При бытовой глубине

h f

-

1,5

м ( поток запотлеяный)

для плотной

глины принимаем

V

= 1 , 4

м /сек.

3.

Вычисляем критическую глубину ь,кр

и устанавливаем ха­

рактер

потока:

Ч р

= °*102

0 , 102-1 ,4е

= 0,2

м.

Так как

hff> 1 ,211^

(1,5 >

1 ,2 .0 ,2) ,

поток

затопленный

и под мостом установится бытовая глубина

= .1,5

м.

4 .

При невысоких насыпях на подходах (до 2 м) обычно бере­

говые

опоры деревянных; мостов делают свайными с заборными стен­

ками

(рис.

12). При этом отверстие моста

будет

прямоугольным

или трапецеидальным.

Вычисляем ширину прямоугольного

отверстия моста;

Ъ

VEhfi

М

• 0»9

. 1,5

= 24

и

b = - S - - mhг = ---- ^ --------

- 1 ,5 - 1 ,5 = 21,75 м>

Ь0 =Ъ+п<5’= 24

t 3.0,35 = 25м.

■

6 . Вычисляем глубину воды перед мостом

Н = Ьу + 0,05 V2 = 1,5 + 0,05-1,42

»

1,6 м.

Тогда наименьшая высота моста должна быть

Нм Н +

г

+

р = 1,6

+ 0,5 + 0-,5

= 2,6 м *

2 . Расчет отверстия

моста с

учетом

аккумуляции

воды и

укрепления

русла под мостом

W в

1000 ( h - Z) р /

= 1000.25.9,5 = 237000 иг ,

2 . По условиям подтопляемости насыпи на подходах к мосту

принимаем глубину воды перед мостом h

не более 2,0 м.

По карте устанавливаем очертание пруда перед мостом. В

плане пруд

прямолинейный, треугольного

очервания, профиль

берегов также прямолинейный (рис. 13).

По таблице 12 находим значение

коэффициента KQ = 330. Тог­

да объем воды, аккумулирующейся в

пруде

перед мостом,будет