Строительства малого водопропускного сооружения. Труба

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский Автомобильно-Дорожный Институт

(Государственный технический университет)

 

"Волжский филиал"

 

 

Факультет:	Транспортных сооружений
Специальность:	270205.65 "Автомобильные  дороги и аэродромы"
Кафедра:	Проектирования и строительства  автомобильных дорог

 

 

Контрольная работа

Тема: "Строительства малого водопропускного сооружения. Труба"

 

 

 

Выполнили студент:	________-го курса группы АД-          -     ___    .
Формы обучения:	____________________________________
	______________________________ (ф.И.О.)
Руководитель:	Канд. тенхн. наук, доцент (уч. степень,  звание) Ежова Светлана Владимировна (ф.И.О.)
Принять с оценкой:	_________________________
Дата сдачи:	«____»__________20___г.
Подпись:	_______________ /С.В. Ежова/

 

 

 

г. Чебоксары 

20___ год 
1. ДОРОЖНЫЙ ВОДООТВОД

1.1. Нормы на проектирование дорожного водоотвода

Для предохранения  земляного полотна от переувлажнения поверхностными водами и размыва, а  также для обеспечения производства работ по сооружению земляного полотна следует предусматривать системы поверхностного водоотвода (планировку территории, устройство канав, лотков, быстротоков, испарительных бассейнов, поглощающих колодцев и т.д.). Дно канав должно иметь продольный уклон не менее 5%о и в исключительных случаях - не менее 3%о.

Вероятность превышения расчетных паводков при проектировании водоотводных канав и кюветов следует принимать для дорог I и II категорий 2%, III категории - 3%, IV и V категорий - 4%, а при проектировании водоотводных сооружений с поверхности мостов и дорог следует принимать для дорог I и II категорий - 1%, III категории 2%, IV и V категорий - 3%.

Наибольший  продольный уклон водоотводных устройств  следует определять в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы с учетом допускаемой по размыву скорости течения. При невозможности обеспечения допустимых уклонов следует предусматривать быстротоки, перепады и водобойные колодцы.

На местности  с поперечным уклоном менее 20%о  при высоте насыпи менее 1,5 м, на участках с переменной сторонностью поперечного уклона, а также на болотах водоотводные канавы следует проектировать с двух сторон земляного полотна.

Грунтовые и поверхностные  воды, которые могут влиять на прочность  и устойчивость земляного полотна или на условия производства работ, следует перехватывать или понижать дренажными устройствами.

Бровка земляного  полотна на подходах к малым мостам и трубам должна возвышаться над расчетным горизонтом воды, с учетом подпора, не менее чем на 0,5 м при безнапорном режиме работы сооружения и не менее чем на 1 м при напорном и полунапорном режимах.

Вероятность превышения паводка при проектировании насыпи на подходах к мостам следует принимать для дорог I-III категорий - ] %, IV и V категорий - 2%, а на подходах к трубам следует принимать для дорог I категории - 1%, II и III категорий - 2%, IV и V категорий 3%.

При расчете дорожного  водоотвода потребовались следующие  нормы: СНиП 2.05.02-85 "Автомобильные дороги", СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы".

1.2. Водопропускные трубы

1.2.1 Гидрологический расчет

При расчете отверстия  водопропускной трубы необходимо знать максимальный расход воды, т.е. максимальное количество воды, которое будет протекать через отверстие в единицу времени.

Расход определяется по формулам, одним из главных компонентов которых является водосборная площадь бассейна, т.е. площадь, с которой талая вода собирается по складкам местности к заданной точке.

Конфигурация и площадь  водосборного бассейна определяется рельефом местности; границами водосборного бассейна служат водосборные линии.

1. Расчетный максимальный расход воды весеннего половодья.

, м²/с (1.1)

К₀ – коэффициент дружности половодья (табл.9.5 Бабков, Андреев "АД"), принимаем 0,01.

n – показатель редукции (табл.9.5 Бабков, Андреев "АД"), принимаем 0,17.

F – площадь водосбора.

, км2 (1.2)

n – число целых квадратов (280).

m – число неполных квадратов (100).

f – площадь полного квадрата 50×50 м (0,0025).

h_% - расчетный слой суммарного стока с ВП p%.

 (1.3)

h_p – модульный коэффициент (рис.9.6 Бабков, Андреев "АД"), принимаем 2.

p – вероятность превышения (табл.3 СНиП 2.05.03-84), принимаем 2% для 2-й категории.

- осредненный слой стока (рис.9.4 Бабков, Андреев "АД"), принимаем 120.

δ₁ – коэффициент залесенности, принимаем 1.

δ₂₁ – коэффициент заболоченности, принимаем 1.

2. Расчетный максимальный расход воды ливневых дождей.

Интенсивность ливня  – количество осадков, выпавших за единицу времени в мм.

Интенсивность ливня важная характеристика дождя и вся территория РФ разбита  на 10 ливневых районов. Для каждого  ливневого района известна расчётная  интенсивность ливня продолжительностью 1 час.

Объём воды на водосборной площади  F, образовавшийся за 1 секунду,  будет равен с учётом размерностей:

, м³/с (1.4)

Где:

a_р – расчетная интенсивность ливня.

 мм/мин (1.5)

a_час – интенсивность ливня продолжительностью 1 час: 0,89 мм/мин.

K_t – коэффициент редукции часовой интенсивности ливня, принимаем 1,41.

α_р – расчётный коэффициент склонового стока, принимаем 0,8475.

φ – коэффициент редукции максимального  дождевого стока, устанавливаемый  по показателю степени редукции:

 (1.6)

, м³/с (1.7)

1.2.1 Гидравлический расчет

При выборе режима работы трубы следует учитывать, что  наиболее безопасный – безнапорный  режим (режим, при котором подпор перед трубой меньше высоты при выходе, либо превышает не более 20%).

На всем протяжении трубы  вода имеет свободную поверхность. Глубина воды перед трубой не должна превышать 1.2d.

Пропускная способность  трубы в безнапорном режиме работы определяется по формуле:

 (1.8)

Где:

φ_б – коэффициент скорости для всех типов оголовков кроме обтекаемого, обеспечивающего протекание воды по напорному режиму воды 0,82-0,85.

H – глубина подпора воды перед трубой.

g – ускорение свободного падения (9.8 м/с²).

ω_C – площадь сечения потока в трубе:

, м²     (1.9)

      (1.10)     (1.11)

Метод подбора: задаёмся значением диаметра d и вычисляем расход воды в зависимости от подпора воды перед трубой H и d, при условии H ≤ 1.2d; сводим в таблицу и строим график, уже по нему определяем какой d нам нужен.

Для d = 1.60 м, H = 0,5 получим:

 

 

Составим таблицу:

Таблица 1.1 Значения расхода воды в зависимости от глубины подпора воды

H, м	hC = 0.5H, м	ω, м	Q, м3/с
0,5	0,25	0,200	0,36
1,0	0,50	0,536	1,37
1,5	0,75	0,930	2,90

Так как Q_расч = 8,645 м³/с, то принимаем устройство трех очковой трубы d = 1.6 м с м³/с. Для Q₃ = 2.88 м³/с глубина подпора воды перед трубой по рис.7.2 H = 1.49 м. м

 

Рис.1.2 График зависимости Q от H.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.3 Чертёж водопропускной трубы.

 

 

Рис.1.3 План водопропускной трубы

 

 

Рис.1.4 Разрез трубы (1-1).

 

Рис.1.5 Фасад трубы

 

 

 

 

 

Рис.1.6 Разрез трубы (2-2; 3-3)

 

 

Таблица 1.2 Спецификация

Марка, позиция	Обозначение	Наименование	Кол-во	Масса ед, кг	Примечание
		Звенья трубы
1
		Портальные  стенки
2		П	6
		Откосные  крылья
3		К, П	2
4		К, Л	2
		Блоки фундамента
5		Ф
		Монолитный  участок
6		Ум 1	1
7		Ум 2	1

 

 

1.3 Водоотводные сооружения

Для предохранения земляного  полотна от переувлажнения поверхностными водами и размыва, а также для  обеспечения производства работ  по сооружения земляного полотна следует предусматривать системы поверхностного водоотвода (планировку территории, устройство канав, лотков, быстротоков, испарительных бассейнов, поглощающих колодцев и т.д.). Дно канав должно иметь продольный уклон не менее 5 % и в исключительных случаях - не менее 3 %.

Вероятность превышения расчетных паводков при проектировании водоотводных канав и кюветов  следует принимать для дорог I и II категорий 2 %, III категории - 3 %, IV и V категорий - 4 %, а при проектировании водоотводных сооружений с поверхности мостов и дорог следует принимать для дорог I и II категорий - 1 %, III категории - 1 %, IV и V категорий - 3 %.

Наибольший продольный уклон водоотводных устройств следует  определять в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы с учетом допускаемой по размыву скорости течения. При невозможности обеспечения допустимых уклонов следует предусматривать быстротоки, перепады и водобойные колодцы.

На местности с поперечным уклоном менее 20 % при высоте насыпи менее 1,5 м, на участках с переменной сторонностью поперечного уклона, а также на болотах водоотводные канавы следует проектировать с двух сторон земляного полотна.

Грунтовые поверхностные  воды которые могут влиять на прочность  и устойчивость земляного полотна или на условия производства работ, следует перехватывать или понижать дренажными устройствами.

Типы укрепления откосов  земляного полотна и водоотводных сооружений должны отвечать требованиям  работы укрепляемых сооружений, учитывать  свойства грунтов, особенности погодно-климатических факторов, конструктивные особенности земляного полотна и обеспечивать возможность механизации работ и минимум приведенных затрат на строительство и эксплуатацию. При назначении вида укрепления следует разрабатывать варианты и учитывать условия и время производства работ по сооружению земляного полотна и его укреплению.

Подтопляемые откосы насыпей следует защищать от волнового  воздействия соответствующими типами укреплений в зависимости от гидрологического режима реки или водоема.

При соответствующем  технико-экономическом обосновании  взамен укреплений допускается применять  уположение откосов (пляжный откос). Крутизну устойчивого к водному  воздействию откоса следует определять расчетом в зависимости от гидрологических  и климатических условий и вида грунта насыпи.