Содержание

Содержание 3

Введение 3

1. Определение основных расчетных гидрологических характеристик водотоков для проектирования мостовых переходов 5

1.2 Определение расходов и уровней воды требуемой вероятности превышения 9

1.3 Определение величины расчетного судоходного уровня 14

2 Определение величины размыва под мостом 17

2.1 Определение отверстия моста 17

2.1.1 Установление пределов варьирования величиной отверстия моста на основе общего размыва подмостового русла 17

2.1.2 Определение схемы моста 19

2.2 Расчет линии дна под мостом после общего размыва 20

2.3 Расчет глубины местного размыва у опор моста 22

3 Определение величины силовых воздействий на сооружения мостового перехода 25

3.2 Определение высоты нагона воды ветром 30

3.3 Определение высоты наката волны на откос подходной насыпи 31

4 Проектирование продольного профиля дороги в пределах мостового перехода 32

5 Проектирование регуляционных сооружений 36

Заключение 37

Приложение 1 39

Приложение 2 40

Библиография 41

Введение

Курсовая работа на тему «Определение параметров мостового перехода через большой водоток» является продолжением курсового проекта на тему «Проектирование участка новой железнодорожной линии с выбором места мостового перехода», разработанного в предыдущем семестре.

Проектируемая дорога пересекает большой водоток с ПК5 по ПК6.

Пересекаемая река относится к 6 классу судоходства. Расчетная продолжительность навигации составляет 210 суток.

В 2875 метрах выше места пересечения расположен стационарный водомерный пост.

Пересекаемая река относится к рекам равнинного типа.

Средний уклон долины водотока I_м = 0,0004.

На участке пересечения уклон русла реки составляет i = 0,0007.

1. Определение основных расчетных гидрологических характеристик водотоков для проектирования мостовых переходов

1.1 Расчет зависимости расхода водотока от уровня воды в створе водомерного поста

Одной из важнейших задач при проектировании мостовых переходов является выбор таких расчетных характеристик половодий и паводков, при котором будут обеспечены нормативные требования по безопасности и бесперебойности движения поездов на мосту и подходах к этим сооружениям.

Отверстие мостового перехода должно обеспечивать свободный пропуск максимального расхода воды, а положение проектной линии дороги в пределах мостового перехода  обеспечивать незатопление пойменной насыпи с обеспечением требуемого запаса и необходимое возвышение низа пролетных строений в пределах моста над максимальным и расчетным уровнями воды, уровнем высокого ледохода, а в судоходных пролетах обеспечить необходимый подмостовой габарит над расчетным судоходным уровнем.

Гидрологическими характеристиками водотока, положенными в основу определения размеров сооружений перехода, являются расчетные значения максимальных (на пике паводка) расходов Q_р% и уровней H_р% воды – т.е. важнейшие характеристики паводков.

Исходными данными для определения расчетных значений максимальных расходов Q_р% и соответствующих им уровней воды H_р% является ряд наблюдений за УВВ на водотоке.

Многолетние наблюдение за уровнем воды на водотоке проводились в месте расположения водомерного поста и приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 - Результаты наблюдений за уровнем высокой воды на водотоке в створе водомерного поста

Порядковый номер года наблюдения за уровнем воды	Отметка УВВ
	98,30
	99,50
	99,10
	99,90
	99,80
	100,80
	100,00
	99,20
	99,60
	99,70
	100,30
	99,90
	101,70
	101,00
	100,70
	99,20
	99,90
	101,50
	99,40
	99,40
	100,60
	101,40
	102,60
	102,20
	103,00
	102,90
	103,90
	102,10
	102,30
	102,70

На морфостворе выделены три участка: главное русло, правая и левая поймы.

Значение коэффициента шероховатости

• в главном русле n_р = 0,030;

• на правой пойме n_п = 0,06;

• на левой пойме n_л = 0,06.

Самой низкой точкой морфоствора является отметка дна реки в месте расположения водомерного поста.

Наибольший из наблюдаемых УВВ = 103,90, следовательно, морфоствор должен возвышаться над отметкой 103,90+ 2 = 105,90. Ближайшая к этой отметке расположенная выше горизонталь на карте – 110.

Учитывая необходимость кратности отметки на шкале высот 2 м (вертикальный масштаб продольного профиля: в 1 см 2 м), диапазон шкалы высот: от 85 до 107 м.

Отметка уровня меженной воды в месте расположения стационарного водомерного поста УМВ = 97,10 м.

Профиль морфоствора в месте расположения водомерного поста приведен в Приложении 1.

Расход водотока Q_i, м³/с, при любом рассматриваемом уровне воды H_i, определен суммирования расходов на всех выделенных участках морфоствора, (в главном русле и на поймах).

,
где		–	площади, м2, живых сечений соответственно, главного русла, правой и левой пойм, определены по профилю морфоствора при уровне воды Hi путем суммирования элементарных площадей треугольников и трапеций;
		–	средние скорости течения воды, м/с, соответственно в главном русле, на правой и на левой поймах, при уровне воды Hi.

Средняя скорость течения в русле реки или на пойме определена по формуле:

,
где	n	–	коэффициент шероховатости;
		–	средняя глубина воды на участке морфоствора при уровне воды Hi, м;
	Ii	–	уклон водной поверхности реки при рассматриваемом уровне воды Hi.

Средняя глубина воды , м, на участке морфоствора при рассматриваемом уровне воды H_i определена по формуле:

,
где	ωi	–	площадь живого сечения, м2, соответствующего участка морфоствора при уровне воды Hi;
	bi	–	ширина разлива воды, м, в пределах соответствующего участка морфоствора при уровне воды Hi.

Уклон водной поверхности реки I_i при рассматриваемом уровне воды H_i, определен по формуле Б.Ф.Снищенко

,
где	Iм	–	средний уклон долины водотока.

Расчет зависимости Q(H) выполнен в табличной форме и представлен в Приложении 2.

По данным таблицы Приложения 2 построены зависимости Q(H) для каждого из рассматриваемых участков морфоствора (главное русло, правая и левая поймы) и для всего морфоствора в целом (рис. 1.1).

Таким образом, для каждого из наблюдавшихся в створе водомерного поста максимального годового значения УВВ определено соответствующее ему максимальное годовое значение величины расхода.

Эти ежегодные максимальные расходы принимаются в качестве исходного статистического ряда наблюдений для дальнейшего расчета.

Рис. 1.1. График зависимостей расхода водотока от уровня воды для левой поймы Q^пп(Н), правой поймы Q^пп(Н), главного русла Q^гр(Н) и всего водотока в целом ΣQ(H)