6. Определение глубины местного размыва дна у опор моста

Расчет местного размыва производят по максимальной глубине в подмостовом живом сечении.

При ленточногрядовом и побочневом типах руслового процесса [4, 7] местный размыв рассчитывают у русловой и пойменной опор. При свободном меандрировании [7] расчет местного размыва производят только у русловой опоры. В том случае, когда отверстие моста l_м = B_к.р , местный размыв рассчитывают только у русловой опоры.

Расчет местного размыва у опор моста производят в следующей последовательности:

1. Определяют среднюю скорость V в подмостовом живом сечении по окончании общего размыва, м/с:

(29)

где Q_р – расчетный расход, м³/с;

ω _б.м – площадь живого сечения в пределах принятой конструктивной схемы моста в бытовых условиях при РУБВ, м; определяется по формуле (17);

Р – коэффициент общего размыва по площади живого сечения потока под мостом; находится из выражения (15).

2. Вычисляют размывающие скорости на вертикали с максимальной глубиной в русле V_o(p) и на пойме V_o(п) после завершения общего размыва:

а) для несвязных грунтов на основании формулы Б.И. Студе-ничникова, м/с:

(30)

(31)

где h_max(p) и h_max(п) – максимальные глубины потока перед опорой соответственно в русле и на пойме до размыва, м;

d – средний диаметр частиц грунта на линии общего размыва, м; принимается по табл. 4.

б) для связных грунтов на основании формулы Ц.З. Мирцхулавы, м/с:

(32)

(33)

где С_p – расчетное сцепление, т/м², принимается по приложению 5;

ε – коэффициент абразивности.

Если по дну влечется песок, то ε = 1,4. При отсутствии движения песка ε = 1,0.

3. Определяют по формуле В.С. Муромова глубину воронки местного размыва у опор моста h_в, м:

– для несвязных грунтов:

(34)

– для связных грунтов:

(35)

причем

, (36)

где Н_о – предельная глубина местного размыва, м, у одиночной цилиндрической опоры при V - V_o;

b – толщина опоры, м (принимается по приложениям 1 или 2);

β – показатель степени, зависящий от отношения толщины опоры b к максимальной глубине потока воды после завершения общего размыва дна (принимается по приложению 6);

W – средняя гидравлическая крупность частиц грунта, м/с (принимается по приложению 7);

h_max – глубина потока после завершения общего размыва дна, м;

М – коэффициент, зависящий от формы опоры (определяется на основании рис. 14);

К – коэффициент косины, который можно принимать равным единице.

Рис. 14. Значения коэффициента М в зависимости от формы опоры

4. Устанавливают расчетную отметку размытого дна и отметку низа фундамента у опоры моста.

Если на реке наблюдается ленточно-грядовый или побочневый типы руслового процесса [7], то при наличии в отверстии моста русловой и пойменной частей отметку расчетного уровня размытого дна РУРД устанавливают отдельно для коренного русла и пойм.

Для рек со свободным меандрированием [7] отметку РУРД определяют только для коренного русла.

Отметку РУРД, м, находят из выражения:

(37)

где h_тах – максимальная глубина потока до размыва дна, м;

Р – коэффициент общего размыва по площади живого сечения потока под мостом; определяется по формуле (15);

h _в – глубина воронки местного размыва у опор моста, м.

Отметку низа фундамента у опоры моста НФ, м, определяют по формуле:

(38)

где h_ф – глубина заделки фундамента в грунт, необходимая по условиям обеспечения устойчивости опоры, м;

∆Н – запас, учитывающий приближенность расчета размыва под мостами, м.

При глубине заложения фундамента до 10 м рекомендуется принимать h_ф + ∆H ≥ 2,5 м; если глубина заложения фундамента более 10 м, то следует назначать h_ф + ∆H ≥ 5,0 м.

После определения глубины воронки местного размыва у опоры моста h_в и отметки низа фундамента НФ вычерчивают схему опоры (рис. 15) на вертикали с максимальной глубиной h_max. На ней указывают отметки РУВВ, УМВ, отметки дна до и после завершения общего размыва, а также отметки РУРД и НФ.

Рис. 15. Схема опоры моста