Проект пересечения водотока

Глубина предохранительного откоса Т определяется исходя из расчетной глубины размыва в конце укрепления при ограниченном времени прохождении паводка и наличии каменной наброски по формуле:

 

где Т_пр – глубина размыва по формуле;

d_гр – диаметр частиц грунта, м;

d_н – диаметр камня наброски м;

Т_р – глубина размыва;

W_K – удельный объем каменной наброски.

 

где h_кам – высота каменной наброски, которой задаются в пределах 0,50-0,80м.

По таблице  назначаем ширину N₁ укрепления русла на выходе у подошвы насыпи N₁=9м.

 

2.5.2 Укрепление русла на входе

 

По таблицам м/у 2.5.8 и 2.5.9: длина укрепления русла на входе 4,0м.

Ширина укрепления русла на входе 11,0м.

 

2.5.3 Укрепление откосов насыпей у  трубы

 

Длина укрепления откоса t_o равна:

=d + t +0,25=1,6+0,16+0,25=2,01м.

 

2.6 Составление чертежа водопропускной  трубы

 

Составление чертежа водопропускной трубы выполняется  совместно с определением размеров элементов трубы и их объемов. Чертеж водопропускной трубы включает:

1. продольный разрез по оси трубы;
2. поперечные разрезы тела трубы;
3. план водопропускной трубы;
4. детали стыка звеньев между собой, сопряжение откосов и русла;
5. спецификацию;
6. основную надпись.

 

2.7 Определение объемов работ  по строительству

водопропускной  трубы

 

2.7.1 Устройство тела трубы

2.7.1.1 Бесфундаментные трубы с заменой грунта под основание

 

Труба одноочковая ТВ160.25 состоит из 10 звеньев, имеет длину 25,12 м, угол обхвата , заложение откосов котлована . Требуется вычислить объемы работ по рытью котлована, по устройству подушки из ПГС и замене грунта под основание.

По таблице 2.1.1м\у принимаем t=0,16 м. Тогда . Вычислим:

Единичные объемы работ:

 

 Единичный объем  работ по обратной засыпке котлована вычисляем:

 

 Общий объем по работе:

 

2.7.1.5 Определение объемов работ по  позициям 1.5, 1.6, 1.7 и 1.8

 

Работа 1.5 включает 10 звеньев ТВ 160.25-1. Масса 1 звена 5170кг.

Масса 10 звеньев: 10*5170=51700кг.

Объем строительного  раствора на стык определяется по формуле:

                   

Площадь оклеечной  изоляции одного стыка звеньев:

 

 

2.7.2 Устройство противофильтрационного  экрана

 

Предварительно  вычисляют ширину противофильтрационного экрана L_п, длину котлована (вдоль оси трубы) по низу и по верху ( ), ширину низа котлована и верха .

                            

Работа 2.1 «Рытье котлована» под один противофильтрационный  зуб определяется по формуле объема усеченной пирамиды:

                                               

 

Объемы  работ 2.2, 2.3 определяются по формулам:

Работа 2.4 «Устройство подушки из ПГС»:

 

2.7.3 Устройство ковша размыва

 

Работа 3.1. Объем грунта определяется по формуле:

 м³

Работы 3.2, 3.3, 3.4 и 3.5 определяются площадью предохранительного откоса с заложением 1:1,5.

 м²

Площадь планировки поверхности (работа 3.2) равна  площади поверхности предохранительного откоса. Устройство щебеночной подготовки под укрепление толщиной 0,10м (работа 3.3):

;   м³                                        

Укладка бетона (работа 3.4) толщиной 0,12м:

м³

Монтаж  плит ПК100.12.е (работа 3.5) по площади равен  площади предохранительного откоса. Последняя должна быть кратна площади  одной плиты, т.е. 1м².

Объем наброски камня (работа 3.6):

 

 

где Т_к – высота наброски камня.

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВОГО  ПЕРЕХОДА

 

3.1 Определение бытовых  характеристик водотока

 

Поперечный профиль приведен на рисунке. Расчетный уровень воды 114,70 м, коэффициенты m, характеризующие шероховатость русла и поймы, равны соответственно 19 и 21. Расчетный продольный уклон водной поверхности J=0,0004.

Вычислим  глубины, скорости на вертикалях и элементарные расходы. Данные о вычислениях приведены в таблице. Эпюра элементарных расходов приведена на рис.3.1. Она состоит из отдельных трапеций.

Общий расход на пойме:

 

Q_пб=2533,05+971,1+3,6=3507,75 м³/с,

 

Расход  на пойме, проходящий через сечение  шириной 1 м – элементарный расход – q_пб = =3507,75/3917=0,9 м³/с

 

Расход  в русле в бытовых условиях:

 

Q_рб=17,4+46,8+169,65+678,6+179,14=1091,59 м³/с.

 

Расчетный расход равен: Q=1091,59+3507,75=4599,34 м³/с.

 

Ширина  элементов живого сечения (рис.3.1) и ширина разлива воды:

 

В_рб =263 м, В_пб =3917 м, В_о=263+3917=4180 м

Площадь живого сечения поймы  =4095+1950+13=6058 м²

Площадь живого сечения русла  =29+78+156+572+182=1017м²

Средняя скорость течения воды определяется как отношение расхода к площади  живого сечения:

, 

 

 

 

Средняя глубина равна отношению площади  живого сечения к его ширине:

, 

 

3.2 Определение отверстия моста

 

Ширина русла 263м, средняя глубина русла в бытовых условиях 3,87м, расчетный расход 4599,34 м3/с, расход в русле в бытовых условиях 3917 м3/с, допускаемый коэффициент общего размыва Р_доп=1,75. Средний элементарный расход на пойме 0,9 м³/с, глубина воды      h_пб=1,55 м.

Вычислим  отверстие моста:

 

 

где – гарантийный запас ( );

– ширина укрепления у подошвы  конусов подходов ( 10 м);

– средняя бытовая глубина  воды на пойме.

 

Определим степень стеснения потока и среднюю глубину в русле после размыва:

 

где Q, Q_рб – расходы, расчетный и в русле бытовой

q_пб – средний элементарный расход на пойме бытовой

l_М1 – отверстие моста

В_рб – бытовая ширина русла

 

 

где – средняя бытовая глубина воды в русле

– коэффициент, учитывающий стеснение  потока опорами моста

Проверим  условие:             

 

 

Условие не выполняется, вариант отверстия моста =315,5м не подходит.

 Определение отверстия  моста с уширенным руслом

 

Уширение русла под мостом возможно за счет срезки пойм.

При редком затоплении пойм срезка заиливается, на пойме восстанавливается бытовая  глубина. Поэтому срезка целесообразна  при выполнении следующего условия:

 

где – степень стеснения потока подходами 

ВП_п – вероятность затопления поймы, 90%

 

Т.к. условие выполнено, то максимальная ширина русла под мостом с учетом срезки:

 

где В_рм, В_рб – ширина русла под мостом и бытовая

 – степень стеснения потока подходами

К_п – коэффициент, учитывающий полноту расчетного паводка

К_ВПп – коэффициент, учитывающий частоту затопления пойм

 

Полнота расчетного паводка П равна отношению  средней глубине воды на пойме  к максимальной. Для рек Республики Беларусь можно принять П=0,55.

Коэффициент К_п при <4,5 и частота затопления пойм ВПп<95% определяется по формуле:

 

 

Коэффициент частоты затопления пойм при ВПп<95% определяется по формуле:

 

 

где – степень стеснения потока подходами

 

 

Отверстие моста  при уширении русла :

 

 

Вычислим  среднюю глубину в русле после  размыва h_рм по О.В. Андрееву:

 

где h_рб  – максимальная глубина воды в русле в бытовых условиях

В_рб, В_рм – ширина русла бытовая и под мостом

 – степень стеснения потока  насыпями подходов, равная отношению  расхода воды, который проходит  через поперечное сечение под  мостом, к расходу, который проходил  через это сечение в бытовых  условиях:

 

 

где Q, Q_рб – расходы, расчетный и в русле бытовой

q_пб – средний элементарный расход на пойме

 

Проверим  условие :

≤1,75

Так как  условие выполняется, то принимаем  отверстие моста           =762,25.

 

 Определение пикетного  положения начала и 

конца отверстия моста

 

Пикетное положение начала отверстия моста вычисляем по формуле:

 

=(250+00)-10-2*1,55=249+986,69

 

где РК(БРл) – пикетное положение левой бровки русла 

Пикетное  положение конца отверстия моста:

 

=(249+986,69)+762,25=250+748,94

 

где l_Мi – отверстие моста

 

3.3 Проектирование струенаправляющих  дамб

 

РУВВ=114,7, Q_рб=1091,59 м³/с, Q=4599,34 м³/с, Q_пб=3507,75 м³/с; h_пб=1,55 м; степень стеснения потока , отверстие моста l_М2=762,25 м, начало отверстия моста расположено на пикете 249+986,9 конец на пикете 250+749,15 .

По таблице 3.3.1 для  по интерполяции находим . Длина верховой струенаправляющей дамбы l_в=0,75·762,25=572 м. Радиус кривизны СНД в голове дамбы .

Координаты  XY оси струенаправляющей дамбы вычислим с шагом S=0,2·191=38,2 м, умножая данные таблицы 3.3.2 на R=191 м.

 

Таблица 3.3.3

S	X	Y	S	X	Y
0	443,31	274,09	420,2	153,76	16,62
38,2	439,3	236,27	458,4	116,51	9,55
76,4	428,41	197,69	496,6	78,31	4,39
114,6	410,84	166,17	534,8	40,11	1,15
152,8	387,16	135,61	572	0	0
191,0	360,23	108,87	610,2	-36,67	1,0
229,2	330,81	86,52	648,4	-75,06	3,82
267,4	297,2	66,49	686,6	-113,07	7,83
305,6	262,63	48,51	724,8	-151,08	11,84
343,8	226,53	36,86	763,0	-189,09	15,66
382	191,0	25,59	801,2	-227,1	19,67