Тяговые расчеты

Размешают ливневый сток, образующий в результате ливней или продолжительных дождей, сток от снеготаяния, образующей в результате снеготаяния, смешанный сток, возникший в результате одновременного снеготаяния и выпадения весенних дождей.

Для установления наибольшего расхода определяем расход от ливневого стока и от стока малых вод, и в расчет принимаем наибольшие значение. Сток, при котором наблюдается наибольшие расхода, являются доминирующим стоком для данного района.

Расчет водотока зависит от характеристик бассейна, которые делится на две основные группы:

геометрические характеристики: площадь  бассейна F(км²), длина промежуточной системы Σl (км), средняя долина безрусловых склонов в₀(м), уклон главного лога Jл (‰), средний уклон склонов J_c (‰), наибольший линейный размер бассейна Д (км), коэффициент откосов главного русла α;

гидравлические характеристики: коэффициент шероховатости главного русла м _л и склонов м_с, характеристики влияющие впитываемость почв, покрывающих склоны бассейна, особенности микрорельефа, наличие и характеристики растительного покрова.

Потребный расчетный и максимальный расходы воды определяем соответственно по формулам:

Q_F  = Q_1%= Q_ном∙К _∆1 (4.1).

Q_max=Q _0,.33%= Q_ном∙ К _∆  (4.2)

 

где  К _∆1- поправочный коэффициент, учитывающий тип почв бассейна (табл4.14 /3/)

К _∆2 –поправочный коэффициент, учитывающий вероятность превышения (табл. 4.14 //)

 

 

 

. Определение расходов  воды от ливневого стока, варианта 1. Табл.№ 12.

К _∆1=0,88   К _∆2=2

 

Место расположение ИССО ГК+	Площадь бассейна, км2	Уклон главного лога, J,‰	Расход воды по номограмме Qном, м 3/с	Потребный расчетный расход Qр,м 3/с	Максимальный расход Qмах.,м 3/с
1	2	3	4	5	6
36+80	0,1	250	3,2	2,816	6,4
48+00	0,2	200	4,5	3,96	9
49+00	0,2	200	4,5	3,96	9
52+00	0,2	200	4,5	3,96	9
64+00	0,4	200	8	7,04	16
66+00	0,1	200	3,1	2,728	6,2
69+90	0,3	250	7	6,16	14
75+00	1	160	13	11,44	26

 

 

 

Определение расходов воды от ливневого стока,  вариант2. Табл.№13.

К _∆1=0,88   К _∆2=2

Место расположение НССО ГК+	Площадь бассейна, км2	Уклон главного лога, J,‰	Расход воды по номограмме Qном, м 3/с	Потребный расчетный расход Qр,м 3/с	Максимальный расход Qмах.,м 3/с
1	2	3	4	5	6
19+00	0,3	300	7,5	6,6	15,0
20+50	1	200	15	13,2	30
30+50	0,5	250	9,5	8,36	19
38+50	0,2	200	4,5	3,96	9
42+00	1	200	10,5	9,24	21,0
47+00	1,5	200	20,0	17,6	40
50+00	0,5	200	8,0	7,04	16

 

Расчет стока от снеготаяния.

Расчет стока от снеготаяния  выполним с рекомендациями СН 435-72 «Указания  по определению расчета гидрологических  характеристик» /3/.

Величина стока от снеготаяния  с вероятностью превышения определяем по формуле:

Q= Q_1%  ∙K_c [м³/_с ]  (4.3)

Где  Q_1% -расход,  полученный по номограмме при вероятности превышения

Р=2%

K_c- поправочный коэффициент равный: при Р=2%, К₀=0,87.

Получение значения ливневого  стока и стока от снеготаяния  сравниваем и определяем доминирующий сток, который принимаем для расчета  и подбора искусственных  сооружений. Расчетный расход от снеготаяния вероятности превышения Р=2% (1:50) определяем по номограмме в зависимости от площади бассейна F(км²), элементарного модуля С₂% (м³/с с 1 км²/с),заболоченности и озерности.

Элементарным  модулем стока от снеготаяния С_р% называется  расход воды (м³/_с), стекающий во время снеготаяния с 1 км² площади водосбора минимальных размеров.

Определим сток от снеготаяния для 1-го варианта

Р=2%  К=0,87 тогда

Q=2,5∙0,87=2,175 м³/_с                    

для второго варианта:                  Q=4∙0,87=3,48 м³/_с

 

4.2. Подбор типов и определения  отверстий водопропускных сооружений.

Вода притекающая к железной дороге должна быть отведена в сторону  от земляного полотна продольным или поперечным  водоотводом. Для поперечного водоотвода через земляное полотно необходимо предусматривать водопропускные сооружения. Водопропускные сооружения устраивают в следующих случаях: на постоянных водотоках-реках и ручьях: на периодически действующих обычно большую часть года сухих логах; для выпуска воды из пазух, образующихся между земляным полотном и косогором когда трасса уложена у его подошва; для перепуска воды с верховой стороны насыпи на низовую на затяжных спусках во избежание чрезмерной концентраций стока и  аврагообразования.

Размеры поперечного сечения водоотводов  и отверстий сооружений назначаем  по расчетному расходу воды.

Размещение искусственных сооружений приурочиваем к пониженным местам профиля  и проверяем по плану,  т.е. по карте, как будет обеспечиваться

приток и выпуск воды, возможно ли ориентация правильного водоотвода. В необходимых случаях предусматриваем  подводящие или отводящие русла  и дамбы.

Для того чтобы определить точность мест расположений водопропускных сооружений сравниваем профиль с планом,  т.е. по карте.

Водопропускная способность труб. Существуют такие режимы труб: безнапорный - входное сечение не заполнено и на всем протяжении трубы поток имеет свободную поверхность; полунапорный - входное сечение трубы заполнено, а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность;

Напорную - входное сечение трубы заполнено и на большой части длины труба работает с полным сечением.

 Расчетный расход воды в  трубах должна пропускаться в  безнапорном режиме. Согласно СНиП  полунапорной , а при обтекаемых входных оголовках и напорный режим можем допустить только в случае пропуска наибольшего расхода водотока и когда у трубы имеется фундамент. При этом должны обеспечить водонепроницаемость швов между эвенами труб и устойчивость насыпи против фильтрации.

Согласно нормам проектирования возвышение высшей точки внутренней поверхности  трубы над уровнем воды в ней  при расчетном расходе и безнапорном  режиме должно быть:

в круглых и сводчатых трубах - не менее ¼ высоты трубы в  свету при высоте ее до 3 м  и не менее 0,75м при высоте трубы 3м;

в прямоугольных трубах не менее 1/6 высота трубы в свету при высоте ее до 3 м и не менее 0,5 м при  высоте трубы более 3м. Это возвышение следует обеспечить при входе  в трубы, где глубина ее h_вх наибольшая .

В металлических гофрированных трубах наибольший расход должен пропускаться в безнапорном режиме, а заполнение входного сечения трубы не должно превышать 0,9 высоты трубы.

Водопропускная способность мостов. Длина пролетов сборных железобетонных мостов эстакадного типа  при различных высотах насыпей В.А. Копыинко для наиболее распространенных схем построил график водопропускной способности при различных высотах насыпи и числе пролетов n. /3/.

Выбор типов и определение отверстий  малых искусственных сооружений производим по расчетному расходу, а проектирование насыпей и укрепительных работ и подходах к водопропускным сооружениям по наибольшему расходу и соответствующим ему уровнью и скорости воды.

Подбор водопропускных сооружений ведем по заранее составленным графикам,  /3/  в которых приведены результаты гидравлических разъемов водопропускной способности труб на основе геометрических и гидравлических характеристик.

Результаты расчета, выбора типа определения  отверстия и подсчетов стоимости  искусственных сооружений сводим в таблицу  №14.

 

. Ведомость искусственных  сооружений, вариант 1. Табл.№ 14

(i_p=20%, L_TP=9222,7)

 

Место расположения ИССО ГК+	Площадь бассейна F, км2	Потребный расчетный расход Qp, м3/с	Максимальный расход Qmax, м3/с	Фактическая высота насыпи по оси сооружения hH,м	Тип сооружения	Отверстие (длина) Сооружения d,м	Возможный расчетный расход, м3/с	Минимальная потребная высота насыпи hH (min),м	Стоимость сооружения Кис, т/руб
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
36+80	0,1	2,816	6,4	3,2	труба	1,5	5	1,72	12
48+00	0,2	3,96	9,0	4,5	труба	1,5	11	1,72	22,5
49+00	0,2	3,96	9,0	4,5	труба	1,5	7	1,72	22
52+00	0,2	3,96	9,0	4,5	труба	1,5	3	1,72	9,5
64+00	0,4	7,04	16	8	труба	2,0	5	2,42	15,5
66+00	0,1	2,728	6,2	3,1	труба	1,5	5	1,72	12
69+90	0,3	6,16	14	7	труба	2,0	3	2,42	12,5
75+00	1	11,44	26	13	труба	3*4,5		-3,90	138

 

Ведомость искусственных  сооружений, вариант 2.  Табл.№15.

(i_p=20, l_TP=9722.08)

Место расположения ИССО ГК+	Площадь бассейна F, км2	Потребный расчетный расход Qp, м3/с	Максимальный расход Qmax, м3/с	Фактическая высота насыпи по оси сооружения hH,м	Тип сооружения	Отверстие (длина) Сооружения d,м	Возможный расчетный расход, м3/с	Минимальная потребная высота насыпи hH (min),м	Стоимость сооружения Кис, т/руб
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
19+00	0,3	6,6	15	3	мост	2	7,5	2,24	12,5
20+50	1,0	13,2	30,0	6	труба	3*4,5*2	4,5	3,90	168
30+50	0,5	8,63	19	18	труба	15*2	9,5	2,72	115
38+50	0,2	3,96	9,0	18	труба	1,5	4,5	1,72	36
42+00	1,0	9,24	21,0	9	труба	15*2	10,5	2,72	40
47+00	1,5	17,6	40	12	труба	4*6*2	210	3,96	210
50+00	0,5	7,04	16	4	труба	2	8,0	2,72	14