3 Расчет отверстия моста и общего размыва
Расчеты выполнены в соответствии с рекомендациями «Пособие по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки», (ПМП-91) [4], являющимся приложением к СНиП 2.05.03-84 « Мосты и трубы» [5], а также «Методических рекомендаций по гидравлическим и русловым расчетам мостовых переходов «ГипродорНИИ» [6].
3.1 Расчет морфоствора
Морфоствор расположен по оси мостового перехода и рассчитан по материалам съемки ЗАО «НТПИ ТИ».
Исходные данные:
Максимальный УВВ 0,33%=7.7м.
Максимальный расход воды 0,33% вероятности превышения (1раз в 300 лет) рассчитанный методом математической статистики (приложение 1) Q0,33%=49300 м3/с на водпосту г.Салехарда.
Русло реки Оби
Бытовая ширина русла в створе а.д. моста Врб=2400 м
Средняя глубина hрб= 15,5 м
Уклон водной поверхности Jб=0,04 м/км
Площадь водного сечения Wр=35600 м2
Коэффициент шероховатости русла по натурным данным n=0,030
Средняя скорость в русле определена по формуле Шези:
1
Vср = -------- х h0,17 hJ, где:
n
n – коэффициент шероховатости русла,
h – средняя глубина,
J – уклон водной поверхности
1
Vср = ------------ х 15,50,17 15,5 х 0,00004 = 1.32м/с
0,030
тогда расход воды в русле можно вычислить по формуле:
Q р0.33% = WрхVср = 35600х1.32 = 46300 м3/с.
Пойма реки Оби
Ширина левобережной поймы реки Оби на участке проектируемого моста изменяется от 5.5км до 8км.
По данным гидрометрических измерений на протоке Вылпас у г.Лабытнанги расход воды 0.33% составляет 1000м3/с, остальная часть расхода воды идет по пойме. Суммарный расход на пойме определяем по формуле:
Qп0.33% = Q 0.33% - Q р0.33% = 3000м3/с
Средняя глубина на пойме hср = 2,7м
Ширина поймы в створе моста Вп = 6300м
Средняя скорость течения Vср = 0.18м/с
Доля пойменного расхода в % от суммарного - 6.1%, поэтому согласно СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» струенаправляющей дамбы не требуется. Однако, учитывая наличие вечномерзлотного грунта на пойме и расположение в 300м ниже газопровода, для обеспечения плавного подхода пойменного потока рекомендуется устройство струенаправляющей дамбы длиной 250-300 м сверху и 100 м снизу по течению. При этом учитывается, что расходы воды на пойме не измерялись и рассчитаны теоретически.
В проекте должно быть предусмотрено крепление пойменной насыпи на пониженных участках и в протоке Вылпас и крепление откоса левобережного конуса. Также предусматривается крепление подошвы струенаправляющей дамбы и конуса моста.
3.2 Отверстие моста
Длина моста согласно «Методических рекомендаций по гидравлическим и русловым расчетам мостовых переходов «ГипродорНИИ»[6] рекомендуется назначать не менее величины, определяемой по формуле:
Lo = δBрм + ∑bоп + ∑bукр + 2mhк, где:
δ - гарантийный запас;
Bрм - ширина русла в створе моста, с учетом уширения;
∑bоп - суммарная ширина опор в русле;
∑bукр - ширина укрепления у подошв конусов;
m - коэффициент заложения откоса;
hк - глубина воды у подошвы конуса при УВВ0.33 %.
Ширина русла в створе моста на момент изысканий Вр = 2400м.
Согласно прогноза уширения русла за счет отступания бровки левого берега (см.п 1.1) ширина русла составит величину Врм=Вр + Lбр= 2400 + 500 = 2900м
δ = 1 т.к. расходы воды (Qмакс) определены по ряду наблюдений.
Суммарная ширина опор в русле равна:
∑bоп = 6х9,8 + 10х6 = 118.8м
Ширина опор и схема моста взята по аналогии варианта 1.
Крепление у подошвы конуса предусматривается с левого берега шириной 40-50м (каменная рисберма) и вдоль правого склона берега (габионы maccaferri [7,8] или каменная наброска) шириной от 10 до 30м.
Тогда минимальная длина моста будет равна:
Lo = 2900 + 118,8 + 70 + 3 = 3092м
При данном отверстии моста конус попадает в русло протоки Вырчик, поэтому а должно быть увеличено на ширину протоки Впр=300м (рис 4).
Конус моста должен располагаться за бровкой протоки на расстояние равному величине прогнозному отступанию бровки протоки Lбр.пр=100м.
Тогда длина моста с учетом перекрытия протоки Вырчик будет равна:
Lo = 3092 + 300 + 100 = 3492м
Рис 5 Профиль морфоствора (данные ЗАО «НТПИ ТИ»)