4. Гідравлічний розрахунок багатосхідчатого перепаду колодязного типу

На затяжних крутих похилах у системі дорожнього водоводу будують багатосхідчасті перепади. Кількість сходин, довжина, висота їх залежать від топографічних умов місцевості та гідравлічних умов роботи перепаду.

Бувають випадки, коли довжина сходин не достатня, щоб повністю погасити енергію потоку. У цьому випадку на кінці кожної сходини розраховують водобійні стінки, що утворюють на сходинах перепаду водобійні колодязі, у межах яких має місце стрибок і досягається необхідне гасіння енергії. Це багатосхідчасті перепади колодязного типу (рис. 5).

Гідравлічний розрахунок багатосхідчастих перепадів колодязного типу зводиться до розрахунку першої, другої, останньої сходинок. Розміри проміжних сходин приймають рівними розмірам другої.

4.1. Порядок виконання роботи

4.1.1. Вибирають вихідні дані. Витрата Qзадається викладачем.

Q l, nk

4.1.2. Висоту Zкосогірної ділянки визначають виходячи з геометричних побудов:

4.1.3. Задаються кількістю сходин N(так, щоб сходи були 2-2.5м) і розраховують довжину іР висоту сходинок:

де - похил сходин, необхідний для стоку і прийнятий рівним 0,002.. .0,003.

4.1.4. Визначають ширину сходин перепаду Ь виходячи з умов, що питома витрата знаходиться у межах

,

де — ширина перепаду

4.1.5. Розраховують критичну глибину. Якщо русло прямокутне, то

4.1.6. Глибину потоку і швидкістьV_рнад стінкою падіння визначають по залежностях

4.1.7. Розраховують довжину падіння струміння:

4.1.8. Глибину потоку у стисненому перетині розраховують по залежності

де — коефіцієнт швидкості 1.1;

4.1.9. Сполучену глибину визначають за формулою:

4.1.9. Розраховують необхідну довжину сходин, при якій гашення енергії чиниться без улаштування гасника енергії, для чого знаходять довжину кривої між перетинами з глибинамиі. Якщо( то на кінці сходинки встановиться h_кр, що відповідає максимальному гашенню енергії на сходинці. В цьому разі розраховують багатосхідчастий перепад без гасника енергії. В протилежному випадку розраховують водобійну стінку.

; m=0;

; m=0;

і

і_1-2 =

( ,то на кінці сходинки встановлюється , що відповідає максимальному гашенню енергії на сходинці. В цьому випадку розраховують багатосхідчастий перепад без гасника енергії.

,отже робимо розрахунок висоти водобійної стінки

, де = 1,05... 1,1.

Де

5. Гідравлічний розрахунок отворів малих мостів

Малими вважаються мости, довжина яких не перевищує 25 м. їх застосовують, як водопропускні споруди на автомобільних дорогах і залізницях при перетинанні улоговин, лощин, русел періодично діючих водотоків і зрошувальних каналів.

Малі мости доцільні з економічної точки зору при невеликих висотах насипів і досить великих витратах води через їхні отвори.

Відповідно до діючих типових проектів, малі мости мають такі стандартні отвори (відстані між стоянами): 2; 3; 4; 5; 6; 7,5; 10; 12,5; 15; 20 м.

Основна мета гідравлічного- розрахунку малих мостів складається у визначенні ширини його отвору b. При цьому повинні дотримуватися наступні умови:

■ дно русла під мостом і нижньому б'єфі не повинне піддаватися

розмиву;

■ напір перед мостом Н не повинен перевищувати припустимого значення, що відповідає висоті насипу Н_нас;

■ швидкості під мостом не повинні перевищувати 4 - 4,5 м/с.

Вихідними даними для гідравлічного розрахунку малих мостів є:

■ гідрологічна інформація про максимальні витрати Q зливового стоку й весняного сніготанення, а також об'єми стоку W;

■ проектна висота насипу у споруди Н_нас;

■ тип ґрунту під мостом;

■ морфологічні характеристики русла, що відводить воду, у нижньому б'єфі (форма й розміри русла, поздовжній похилI, коефіцієнт шорсткості n).

В інженерній практиці гідравлічний розрахунок малого моста можнапредставити послідовним виконанням трьох етапів:

■ гідрологічного обґрунтування витрати й об'єму стоку заданої ймовірності перевищення;

■ гідравлічного розрахунку ширини отвору малого мосту;

■ розрахунку й вибору кріплення нижнього б'єфа.