Раздел 4. Проектирование мостового перехода

Определение расчетного расхода.

 

Уровень высоких вод с расчетной вероятностью превышения Р=1% составляет следовательно, отметка расчетного уровня высоких вод, , вычисленная по формуле, равна

 

 

Определение вспомогательных характеристик потока

Ширина меньшей поймы:

Ширина большей поймы:

Ширина русла в бытовом состоянии:

Ширина разлива реки:

Расход на 1 м левой поймы в бытовом состоянии:

Расход на 1 м главного русла в бытовом состоянии:

Расход на 1 м правой поймы в бытовом состоянии:

Средний расход 1 м всей поймы в бытовом состоянии:

Средняя глубина на пойме:

Средняя отметка поймы:

Высота средней отметки поймы над нулём графика водомерного поста:

 

Максимальная глубина воды в русле в бытовом состоянии:

Площадь поймы в бытовом состоянии:

Средние скорости по элементам сечения на пойме:

Левой поймы

Главного русла

Правой поймы

Средняя скорость течения на пойме:

Средняя скорость течения потока:

 

Расчет отверстия моста

Определяется возможность уширения русла под мостом в зависимости от степени потока подходами и вероятности затопления поймы .

Степень стеснения потока подходами определяют по формуле:

Вероятность затопления поймы определяют по кривой распределения ежегодных максимальных уровней для высоты средней отметки поймы над нулём графика водомерного поста.

Для вероятность затопления поймы равна

Проверяем целесообразность устройства срезки по условию, так как

следовательно, уширение русла под мостом возможно.

 

Полнота паводка рассчитывается по формуле:

Определяем коэффициента, учитывающего полноту расчетного паводка:

 

Так как , коэффициент частоты затопления поймы будет равен

Расчетная ширина русла под мостом:

Отверстие моста:

Мост перекрывает левую пойму на величину, рассчитанную по формуле:

Длина подхода:

на правой пойме

на левой пойме

Определение размеров струенаправляющих дамб

При суммарная длина верховых струенаправляющих дамб равна:

Суммарная длина верховых струенаправляющих дамб распределяется на две дамбы (левобережную и правобережную) пропорционально расходу воды протекающей на поймах, и определяется по формулам:

Длину низовых струенаправляющих дамб определяют по формулам:

Полная длина криволинейных струенаправляющих дамб равна:

Для вычисления координат оси струенаправляющих дамб определяют геометрические параметры дамб:

для левобережной

для правобережной

Результаты расчета приведены в таблице.

 

 

Раздел 5. Расчет размывов

Расчет общего размыва

Для определения общего размыва на данной реке выявляют группу мостового перехода по отношению продолжительности расчетного паводка к времени стабилизации предельного (нижнего) размыва (t_пав/t_н).

Время продолжительности паводка принимается по заданию, t_пав=29 сут.

По формуле рассчитывается степень стеснения потока:

Длину зоны сжатия перед мостом определяют при β=3,11 по формуле:

Коэффициент формы воронки размыва перед мостом определяют по формуле:

Погонный бытовой расход руслоформирующих наносов рассчитывается по формуле, при диаметре частиц, слагающих дно, d=2,5 мм, (V_nd/d)^1/6=0,70; А_∂=1,78*10^-4; А_в=0,65*10^-4

Не размывающая средняя скорость течения по формуле равна:

Время стабилизации предельного размыва определяют по формуле:

Находят отношения:

и

.

Так как 1,5<27,87, следовательно, этот мостовой переход относится ко II группе и расчетным для определения размыва является верхний предел размыва.

Для VIкласса реки принимают , тогда относительная ширина русловой опоры определяется по формуле:

Коэффициент, учитывающий влияние длительности паводка, определяется по формуле:

Глубина общего размыва в этом случае:

Отметка дна русла после общего размыва равна

 

Расчет размыва у промежуточной опоры

Расчетную опору размещают в самом глубоком месте русла.

Определяют среднюю скорость течения в русле после общего размыва по формуле:

Сравниваем не размывающую скорость для частиц, слагающих дно русла

V_нер со средней скоростью течения в русле после общего размыва V_рм.

V_нер=1,05 м/с, V_рм=1 м/с, следовательно, V_рм>V_нер и поступление наносов в воронку размыва возможно.

Среднюю скорость течения по вертикали перед опорой рассчитывают по формуле. Коэффициент формы русла равен:

Средняя взмучивающая скорость турбулентного потока перед опорой определяется по формуле:

При d=2,5 мм=0,0025 м, W=0,177 м/с, значит:

При глубина воронки местного размыва у промежуточной опоры определяется по формуле:

n=0,67, так как

Таким образом, глубина потока у опор моста равна

Отметка дна русла после суммарного размыва равна

 

Расчет размыва в голове струенаправляющей дамбы

При грунтах поймы – суглинок легкий пылеватый (связной грунт) Угол набегания потока . Глубина воронки местного размыва в голове дамбы определяется по формуле:

 

Длина тюфяка, достаточная для того чтобы закрыть размываемый откос, рассчитываем по формуле:

Принимаем коэффициент заложения откоса , тогда, следовательно, длина тюфяка для укрепления откоса

м

Раздел 6. Расчет подпоров

Начальный подпор

Начальный подпор определяется по формуле:3

,

где параметр, вычисляемый по формуле, :

Определяем среднюю глубину размыва на пике расчетного паводка по формуле, и коэффициент размыва по формуле:

При β=3,6 и =0,99 по номограмме находим =7,8.

Определяем среднюю бытовую глубину всего потока по формуле:

Вычисление начального подпора

Шаг расчета	Левая часть уравнения,	Относительный подпор,	Правая часть уравнения,	Разница, %
		1,0	0,08	-	0,04
	0,04	1,005	0,076	47,4	0,058
	0,058	1,008	0,074	21,6	0,066
	0,066	1,009	0,073	9,6	0,0695

1.

2.

3.

 

4.

 

Расчет показал, что начальный подпор равен см при относительном подпоре .

Полный подпор

В рассматриваемом примере , следовательно, полный подпор необходимо вычислять по формуле:

Расстояние от моста до створа полного подпора определяется по формуле:

Полный подпор практически равен начальному в связи с малым уклоном .

Максимальный подпор

Максимальный подпор у насыпи определяется по формуле:

,58

Подмостовой подпор

Подмостовой рассчитываем по формуле:

0,023=0,67

Коэффициент

Коэффициент Кориолиса в бытовых условиях рассчитывается по формуле:

Коэффициент Кориолиса в подмостовом сечении определяется по формуле:

Параметр вычисляется по формуле:

Средняя глубина под мостом до размыва рассчитывается по формуле:

Расчет подмостового подпора

Шаг расчета	Левая часть уравнения,	Относительный подпор,	Правая часть уравнения,	Разница, %
		1,0	0,67	-	0,335
	0,335	1,024	0,6	44,2	0,467
	0,467	1,034	0,57	18,07	0,518
	0,518	1,038	0,56	7,5	0,54
	0,54	1,039	0,562	3,9	0,55

1.

2.

3.

4.

5.

 

В результате расчета установлено, что подмостовой подпор равен при относительном подмостовом подпоре