Gosy / Госы / проектирование / задача 3 и 4 / Задача4
.docЗадача №4
Разработать систему водоотвода на заданной топооснове (проектирование водоотводной канавы).
Необходимо определить:
-
Границы водосборов и их основные характеристики (нанести границы водосбора на топооснову);
-
Расчетные основы ливневого стока:
-
Определить параметры водоотводного сооружения (выполнить гидравлический расчет);
-
Назначить тип укрепления каналов.
Последовательность расчета:
Уклон водоотводных и напорных канав определяют по плану в горизонталях после назначения вида водоотводного сооружения и нанесения их осей на плане дороги. Каждый нижерасположенный участок канавы должен иметь равный или больший продольный уклон, чем вышележащий. Во всех случаях продольный уклон канав должен быть не менее 5‰, в исключительных случаях 3‰. Для нагорных и водоотводных канав ширину по дну принимают - 0,6м; для кюветов - 0,4м.
Глубину потока определяют по расчетному расходу, продольному уклону дна, состоянию поверхности дна и стенок русла(коэффициенту шероховатости n) методом подбора.
Для этого:
а) задаемся глубиной потока воды в канаве (h);
б) задается тип укрепления в зависимости от продольного уклона, вида грунта, допускаемой неразмывающий скорости материала укрепления и возможности его применения;
в) определяют площадь живого сечения канавы ω, смоченный периметр χ; гидравлический радиус R; коэффициент шероховатости n; скоростную характеристику W; среднюю скорость V и расход воды Q= ω*V.
г) сравнивается полученный расход с расчетным. Если разница более 5% от расчетного расхода, принимается новые значения глубины потока до значений, когда разница расходов не превышает 5%.
д) назначается глубина канавы Н=h+0,2м. Сечение канавы можно изменять только за счет ее глубины.
Пример расчета:
Определить размеры кювета у насыпи дороги 4 технической категории, расположенного на участке ПК 284+00-ПК285+50. Грунт – супесь пылеватая, область проектирования – Аорильская область.
-
Найдем расчетный расход от ливневых вод, используя формулу:
(
)
Где
- интенсивность ливня часовой
продолжительности, мм/мин,
(принимаем
по таблице 9.3[2])
где
- коэффициент перехода от интенсивности
ливня часовой продолжительности к
интенсивности ливня расчетной
;продолжительности наиболее опасного
расчетного дождя (таблица 9.4[2]);
F
– площадь водосборного бассейна,
(в
нашем примере F=0,042
);
коэффициент
потерь стока, зависящий от типа почв
(таблица 9.2 [2]);
коэффициент
редукции, учитывающий неполноту стока(
);
Для очень коротких
участков бассейнов устанавливается
«полный сток», при котором
,
,
.
Отсюда
,
Номер ливневого района найдем по [2] стр. 159; или [4] стр. 222. Ливневый район №1. Вероятность превышения расчетного паводка ВП= 4% (стр. 143[2]). Отсюда интенсивность ливня часовой продолжительности:
-
Уклон дна канавы принимаем равным уклону местности i=0,008
-
Тип укрепления принимаем одерновкой в стенку; Vдоп=1,8 м/с; Коэффициент шероховатости n=0,025 (таблица 15.9[5]).
-
Принимаем трапецеидальною форму канавы с коэффициентом заложения откосов
=3
и
=1,5.
Согласно вышеуказанному принимаем для
кювета ширину дна в=0,5 м и задаемся
глубиной потока в канаве h=0,5м. -
Определяем гидравлические характеристики:
- площадь живого сечения:
- смоченный периметр
- гидравлический радиус
R=
-
Находим скоростную характеристику потока W по нижеприведенной таблице:
|
R,м |
Скоростные характеристики W при коэффициенте шероховатости n |
|||||
|
0,012 |
0,014 |
0,017 |
0,020 |
0,025 |
0,030 |
|
|
0,1 |
19,1 |
15,6 |
12,0 |
9,75 |
7,10 |
5,54 |
|
0,12 |
21,4 |
17,6 |
13,6 |
11,1 |
8,14 |
6,36 |
|
0,14 |
23,6 |
19,5 |
15,1 |
12,4 |
9,15 |
7,19 |
|
0,16 |
25,6 |
21,3 |
16,6 |
13,6 |
10,1 |
7,98 |
|
0,18 |
27,8 |
23,0 |
17,9 |
14,8 |
11,0 |
8,76 |
|
0,20 |
29,8 |
24,8 |
20,6 |
16,0 |
12,0 |
9,54 |
|
0,22 |
31,8 |
26,4 |
21,8 |
17,1 |
12,9 |
10,2 |
|
0,24 |
33,4 |
27,8 |
22,0 |
18,1 |
13,7 |
10,9 |
|
0,26 |
35,2 |
29,4 |
23,2 |
19,2 |
14,5 |
11,7 |
|
0,28 |
37,0 |
30,8 |
24,0 |
20,3 |
15,4 |
12,3 |
|
0,30 |
38,6 |
32,3 |
25,2 |
21,4 |
16,2 |
13,1 |
|
0,32 |
40,2 |
33,6 |
26,8 |
22,2 |
17,0 |
13,7 |
|
0,34 |
41,8 |
35,1 |
27,9 |
23,2 |
17,8 |
14,40 |
|
0,36 |
43,4 |
36,4 |
29,0 |
24,2 |
18,6 |
15,0 |
|
0,38 |
44,8 |
37,6 |
30,1 |
25,2 |
19,3 |
15,7 |
|
0,40 |
46,4 |
39,2 |
31,2 |
26,2 |
20,2 |
16,3 |
|
0,45 |
49,9 |
42,1 |
33,8 |
28,4 |
21,9 |
17,9 |
|
0,50 |
53,5 |
44,6 |
36,4 |
30,6 |
23,8 |
19,4 |
|
0,55 |
56,8 |
48,0 |
39,0 |
32,6 |
25,6 |
20,8 |
|
0,60 |
60,2 |
51,0 |
41,4 |
34,8 |
27,3 |
22,40 |
|
0,65 |
63,1 |
57,3 |
43,6 |
36,8 |
29,0 |
23,80 |
|
0,70 |
66,1 |
56,4 |
45,8 |
38,7 |
30,6 |
25,10 |
|
0,75 |
69,3 |
59,0 |
48,1 |
40,6 |
32,2 |
26,6 |
|
0,80 |
72,4 |
61,6 |
50,4 |
42,7 |
33,9 |
28,8 |
|
0,85 |
75,1 |
64,3 |
52,6 |
44,5 |
35,4 |
29,4 |
|
0,90 |
78,1 |
66,7 |
54,8 |
46,5 |
37,0 |
30,8 |
|
0,95 |
80,5 |
69,0 |
56,8 |
48,1 |
38,5 |
32,1 |
W=15,4
-
Скорость потока:
-
Расход воды в канаве:
Q=ω*V=1,37*0,82=1,12
м
/с
-
Сравниваем полученную величину расхода с расчетной. Разность – меньше 5 % от расчетного расхода:
Q-Q
=
1.12-1.07=0.05
<0.05*1.07=0.055
Принятая величина глубины потока соответствует расчетному расходу
-
Глубина канавы:
H=h+0.2=0.5+0.2=0.70м
-
Ширина канавы по верху:
В=b+(m
+m
)*h=0.5+(3+1.5)*0.7=3.65м
Результаты расчета представлены в виде таблицы:
|
Показатели |
i, ‰ |
W, м/с |
R, м |
b, м |
h, м |
m |
m |
м |
м |
n |
|
Q |
|
Значения |
8 |
15,4 |
0,28 |
0,5 |
0,5 |
3 |
1,5 |
0,82 |
2,98 |
0,025 |
|
|
,
