2. Находим величину [pic] в зависимости от отношения [pic] по табл.
XIV.26 [3]: [pic]=0,65.
3. Вычисляем глубину воронки размыва за жестким укреплением:
[pic], (3.27)
Глубина ковша размыва будет равна:
[pic], (3.28)
Длину зуба укрепления вычислим по формуле:
[pic], (3.29)
Ширина укрепления Вукр может быть равна ширине спланированного
выходного участка В, при этом для труб Вукр =(5…7)?d(b). Определим Вукр
по прил. 2 курсовой работы: Вукр =11,44 м.
Длина участка укрепления перед трубой будет равна:
[pic], (3.30)
Ширина участка укрепления [pic] перед трубой определим по прил. 2
курсовой работы: [pic]=12,80 м.
Тип укрепления назначается по приложению 22 [5] исходя из скорости на
входе и выходе из трубы. Все рассчитанные параметры укрепления русел
круглой и прямоугольной труб внесены соответственно в таблицы 3.4 и 3.5.
Укрепление откосов осуществляется путем укладки одерновки, для чего
необходимо подсчитать ее площадь.
Площадь одерновки определим, как сумму площадей трапеций, расположенных
справа, слева и над входным оголовком, для чего необходимо определить
геометрические параметры трапеции на откосе.
Длина укрепления одерновки на откосе у портала будет равна
[pic], (3.31)
где lоткр – длина открылка, равная 4,50 м;
? – угол наклона откоса насыпи, равный [pic];
? – угол, который составляют открылки с осью трубы, равный [pic]
Длина укрепления на откосе по краю одерновки будет равна
[pic], (3.32)
где x – ширина укрепления, равная 1,00 м.
Длина укрепления одерновки над входным оголовком будет равна
[pic] (3.33)
где Вукр – ширина участка укрепления перед трубой (таблицы 3.4 и 3.5),
равная 12,80 м;
? - косина сооружения (таблица 1.1), равная [pic]
Площадь одерновки справа и слева портала вычисляется как площадь
трапеции по формуле
[pic]. (3.34)
Площадь одерновки над входным оголовком вычисляется как площадь
прямоугольника по формуле
[pic]. (3.35)
Общая площадь одерновки будет равна
[pic]. (3.36)
Укрепление выходного оголовка рассчитывается аналогично. Результаты
расчета укрепления откосов труб приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Ведомость укрепления откосов у труб
|ПК положение |Площадь укрепления откосов, м2 |
|сооружения | |
| |круглой трубы |прямоугольной трубы |
| |со стороны |со стороны |со стороны |со стороны |
| |входного |выходного |входного |выходного |
| |оголовка |оголовка |оголовка |оголовка |
|09+85,00 |21,53 |21,53 |13,56 |13,56 |
6. Конструирование водопропускных труб.
Определение длины трубы с учетом конструктивных элементов ([6]).
[pic], (3.37)
где n – количество звеньев, равное 18;
1,00 – длина звена, м;
0,03 – расстояние между звеньями, м.
Длина трубы с учетом оголовка.
[pic], (3.38)
где M – длина оголовка, равная 3,20 м. ([6])
Результаты конструирования круглых и прямоугольных водопропускных труб
приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.
7. Определение горизонта подпертых вод.
Для определения горизонта подпертых вод необходимо знать глубину воды перед
трубой и отметку русла лотка. Тогда значение можно будет вычислить по
следующей формуле ([6]):
[pic], (3.39)
где Н – высота воды перед трубой, равная 1,97 м;
отм. русла – отметка русла, равная 47,00 м.
Результаты расчета горизонта подпертых вод у круглых и прямоугольных
водопропускных труб приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.
4. Гидравлический расчет малого моста (ПК 09+85,00)
4.1 Установление схемы протекания воды под мостом.
Для того, чтобы правильно определить схему протекания воды под мостом,
необходимо определить бытовую глубину потока.
Исходные данные:
- расчетный расход Qp = 30,24 м3/с;
- уклон лога у сооружения iл = i0 = 0,0037;
- заложение склонов: правого mпр = 42,18;
левого mл = 40,36;
- укрепление лога – одерновка плашмя.
1. По приложению 23 [5] устанавливаем коэффициент шероховатости для
заданного типа укрепления n = 0,03.
2. Так как сечение суходола при заданных уклонах треугольное, то
принимаем
[pic] (4.1)
3. Определяем значение расчетной расходной характеристики
[pic] м3/с (4.2)
4. Используя способ подбора, произвольно назначаем h1 = 1 м и
последовательно подсчитываем:
площадь живого сечения
[pic] (4.3)
гидравлический радиус
[pic], (4.4)
где [pic] – длина смоченного периметра,
[pic] (4.5)
скоростную характеристику (см. приложение 24 [5])
W1 = 19,6 м/c
расходную характеристику
[pic] м3/с (4.6)
что значительно больше требуемого значения К0 = 497,14 м3/с.
5. Назначаем h2 = 0,5 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:
[pic]
W2 = 11,35 м/c
[pic] м3/с
Полученное значение расходной характеристики значительно меньше
требуемое значение К0 = 74,37 м3/с , поэтому расчет следует
продолжить.
6. Назначаем h3 = 0,8 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:
[pic]
W3 = 16,50 м/c
[pic] м3/с
Расхождение [pic], т. е. более 5 %, поэтому расчет следует
продолжить.
7. Назначаем h4 = 0,85 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6,
получаем:
[pic]
W4 = 17,14 м/c
[pic] м3/с
Расхождение [pic], т. е. менее 5 %, поэтому расчет следует
прекратить.
8. Скорость потока в логе при h0 = 0,85 м определим по формуле
[pic], (4.7)
где
[pic]; (4.8)
здесь
[pic] (4.9)
Тип укрепления русла назначается по приложению 22 [5]. В данном случае
для расчетной скорости V0 = 1,01 м/с и бытовой глубины h0 = 0,85 м русло
будет целесообразно укрепить галькой, 25…40 мм.
Результаты расчета бытовой глубины и укрепления русла приведены в
таблице 4.1.
Таблица 4.1
Ведомость расчета бытовой глубины потока
|ПК |Расчетный |Уклон лога|Расчетная |Бытовая |Скорость |Тип |
|положение |расход Qр,|у |расходная |глубина |потока в |укрепления|
|сооружения|м3/с |сооружения|характерис|потока h0,|логе V0, |русла |
| | |iл, тыс. |тика К0, |м |м/с | |
| | | |м3/с | | | |
|09+85,00 |30,24 |0,0037 |497,14 |0,85 |1,01 |Галька |
| | | | | | |25…40 мм |
4.2 Определение отверстия и высоты моста.
Перед тем, как определять отверстие моста, необходимо вычислить
допускаемый напор воды перед мостом, который будет равен:
[pic], (4.10)
где Ннас – высота существующей насыпи, равная 4,00 м;
?к – коэффициент, учитывающий снижение кривой подпора во входном
сечении, принимаемый равным:
[pic]
(4.11)
? – величина, учитывающая строительную высоту пролетного строения и
технический запас возвышения низа пролетного строения над уровнем
воды, определяемая по следующей формуле:
[pic], (4.12)
где hстр – строительная высота пролетного строения равная 1,35 м;
?min – технический запас возвышения низа пролетного строения
над уровнем воды, принимаемый равным 1 м при наличии
корчехода и селевых потоков и, принимаемый равным 0,50 м
во всех остальных случаях.
Первый расчетный случай. Исходные данные для расчета:
- тип устоев – с откосными крыльями;
- расчетный расход Q = 30,24 м3/с (табл. 2.3 курсовой работы);
- бытовая глубина воды в логе h0 = 0,85 м (п. 4.1 курсовой работы);
- напор воды перед мостом Н = 2,69 м.
Определить: отверстие малого моста и подобрать тип укрепления для
подмостового русла.
Порядок расчета:
1. По табл. VI.1 [5] устанавливаем, что устоям с откосными крыльями
соответствует коэффициент расхода m = 0,35, тогда по табл. VI.2 [5]
критерий затопления N = 0,8.
Проверяем условие затопления. Так как
[pic] (4.13)
то подмостовое русло является незатопленным и поэтому коэффициент
затопления ?з = 1.
2. Определяем размер отверстия моста
[pic], (4.14)
Принимаем ближайшее стандартное значение b1 = 5,00 м.
3. Новое (уточненное) значение напора перед мостом
[pic], (4.15)
4. Условие
[pic] (4.16)
не изменилось.
5. По табл. VI.2 [5] устанавливаем,. что k1 = 0,52, следовательно, глубина
в расчетном сечении
[pic] (4.17)
и скорость
[pic] (4.18)
6. По данным, приведенным в приложении 22 [5], устанавливаем, что
при Vрасч = 4,69 м/с и
hрасч = 1,29 м подмостовое русло необходимо укрепить мощением с
потбором лица и грубым приколом на щебне (слой щебня не менее 10 см) из
камня размером 20 см.
Так как мощение крайне неиндустриальный тип укрепления русел, в
последнее время он чаще всего заменяется укреплением из сборных
бетонных плит размером 50 Х 50 или 100 Х 100 см.
Таблица 4.2
Ведомость расчета малых мостов по I расчетному случаю
|ПК |Расчет|Бытова|Размер |Уточне|Глубин|Скорос|Тип укрепления|
|положен|ный |я |отверстия |нный |а |ть |подмостового |
|ие |расход|глубин|моста, м |напор |потока|потока|русла |
| |Q, |а воды| |воды |в |в | |
| |м3/с |в логе| |перед |расчет|расчет| |
| | |h0, м | |мостом|ном |ном | |
Страницы: 1, 2, 3, 4
|