4.2.3 Определение расхода и объема ливневого стока

Расход ливневого стока: (4.10)

φ — коэффициент редукции (уменьшения), учитывающий неполноту стока, тем большую, чем больше водосбор. Коэффициент редукции φ зависит от площади бассейна и вычисляется по формуле:

(4.11)

Полученное значение расхода не должно быть больше расхода полученного по формуле полного стока: (4.12)

Общий объем ливневого стока: (4.13)

a_r – интенсивность расчётного ливня часовой продолжительности, мм/мин.

F – площадь водосбора, км²

α – коэффициент потерь стока, зависящий от вида поверхности бассейна и его площади.

φ – коэффициент редукции, зависящий от площади бассейна

ПК 6+00:

ПК 11+00:

ПК 15+00:

ПК 19+50:

4.3 Определение отверстия сооружения

Расчет отверстий мостов и труб на расход от ливневых вод или от снеготаяния производим с учетом аккумуляции. Уменьшение расхода за счет аккумуляции не допускается более чем 67%.

Расход с учетом аккумуляции: , где (4.14)

– коэффициент трансформации паводка, определяемый по таблице 15.6 [6], в зависимости от отношения .

Объём пруда, при различных величинах подпора, определяется по формуле:

W_пр = _(4.15)

Н_пр = 0,62 м.

W_пр = =39,39

W_пр1 / W = 39.39/2040 = 0,019=λ=0,98

Q_сбр=6,37*0,98=6,24

Параметры трубы:

ПК 6+00

Q=6,24м³/с

d=2м

Н=1,77м

V=4,1м/с

Параметры трубы:

ПК 11+00

Q=7,12м³/с

d=2м

Н=1,77м

V=4,1м/с

Параметры трубы:

ПК 15+00

Q =5,87м³/с

d=2м

Н=1,77м

V=4,1м/с

4.4 Определение режима работы трубы.

Безнапорный режим характеризуется незатопленным входным отверстием и работой трубы неполным сечением, что отвечает условию:

где (4.16) H – подпор перед трубой, м;

h_тр – высота трубы в свету, м.

Критическая скорость V_кр, м/с, определяется по формуле:

(4.17)

где V_с – скорость в сжатом сечении, м/с

Критическая глубина h_кр, м, определяется по формуле:

(4.18)

где g – ускорение свободного падения, м/с².

Глубина воды в сжатом сечении h_с, м: (4.19)

Подпор воды перед трубой определяется по формуле, H, м:

(4.20)

где φ – коэффициент скорости, принимаемый для конического звена 0,97.

. Труба работает в безнапорном режиме.

Определяем отметку подпертого горизонта, отнесенную к бровке земляного полотна.

(4.21)

Определяем отметку высоты насыпи у трубы. Если труба работает в безнапорном режиме, то . (4.22)

5 Гидравлический расчет малого моста (ПК13+00)

Для того чтобы правильно определить схему протекания воды под мостом, необходимо определить бытовую глубину потока.

1. Определяем коэффициент шероховатости для заданного типа укрепления n = 0,035.

2. Так как сечение суходола при заданных уклонах треугольное, то принимаем

(5.1)

3. Определяем значение расчетной расходной характеристики

м³/с (5.2)

4. Используя способ подбора, произвольно назначаем h₁ = 1 м и последовательно подсчитываем:

площадь живого сечения

(5.3)

гидравлический радиус

, (5.4)

где – длина смоченного периметра,

(5.5)

Модуль скорости ([3])

C - значение коэффициента Шези, зависит от шероховатости стенок и дна русла.

расходную характеристику

м³/с (5.6)

что значительно больше требуемого значения К₀ = 27,7 м³/с.

5. Назначаем h₂ = 0,5 м,

W₂ =13,7 м/c

м³/с

что значительно больше требуемого значения К₀ = 27,7 м³/с.

6. Назначаем h₂ = 0,25 м,

W₂ =9.4 м/c

м³/с

Расхождение , т. е. менее 5 %, поэтому расчет следует прекратить, принимаем бытовую глубину равной 0.25 м.

Определяем критическую глубину, тип укрепления принимаем наброска каменная из булыжника с галькой размер камня 1-7.5 см, критическая скорость при бытовой глубине 0.25 равна 3,69 м/с.

(5.7)

Сравниваем c , если , то условия протекания воды под мостом свободное.

7Определяем высоту подпора сооружения H_под

(5.8)

8 Определяем сбросной расход, т.е учитываем аккумуляцию воды перед сооружением.

(5.9)

-коэффициент аккумуляции, зависящий от отношения .

-объем пруда.

-общий объем ливневого стока.

(5.10)

(5.11)

-коэффициент аккумуляции, зависящий от отношения равен 0.1,

9 Определяем отверстие моста, и при этом учитываем аккумуляцию воды перед сооружением.

(5.12)

Пересчитываем подпор перед мостом:

Определяем подпор перед мостом:

(5.13)

11 (5.14)

12 Пересчитываем под мостом:

(5.15)

13 Пересчитываем подпор H перед мостом:

(5.16)

14 Зная отверстие моста определяем отметку горизонта подпертых вод:

(5.17)

15 Подсчитываем минимальную отметку:

м (5.18)

16 Рассчитываем минимальную отметку сопряжения моста с земляным полотном:

Выбрав длину пролета 24 м, определяют число пролетов, выдерживая

заданное отверстия моста.

(5.19)

заданное отверстие моста, =152,5м

длинна одного пролетного строения, 24 м.

ширина опоры по уровню высоких вод, 1 м.

ширина конуса насыпи, 2.5 м.

Принимаем 7 пролетов.