ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА С УЧЕТОМ АККУМУЛЯЦИИ ВОДЫ ПЕРЕД СООРУЖЕНИЕМ

После определения расхода ливневых вод Qл и возможного расхо­да талых вод  Qт решают вопрос о дальнейшем расходе воды для расчета трубы или малого моста. В общем случае д ля расчета водопро­пускных сооружений необходимо установить наибольший расчетный расход Qp. Если расход воды в сооружении равен расходу притока Q, вся притекающая вода сразу протекает через сооружение. Если расход воды, пропускаемый сооружением, принимают меньшим, чем расход притока, то часть воды, притекающая к сооружению, накапливается перед ним, образуя временный пруд. Процесс накопления воды перед мостом, трубой, насыпью в период паводков, ливневых дождей назы­вается аккумуляцией воды.

Увеличение объема аккумуляции воды уменьшает расход, который должен быть пропущен искусственным сооружением, следо­вательно, позволяет применить сооружение с меньшим отверстием и тем самым сократить затраты на создание этого сооружения. Но образо­вание пруда перед сооружением и увеличением глубины подпора воды создает угрозу затопления насыпи. Насыпь насыщается водой, увеличиваются скорости течения воды в сооружении и за его предела­ми в нижнем бьефе. Поэтому требуется увеличение затрат на укрепле­ние откосов насыпей, русла, строительство водонаправляющих уст­ройств и возможное увеличение высоты насыпей подходов. В соответстви с этим, изменяя объем пруда перед сооружением, можно активно влиять на затраты по созданию всего комплекса искусствен­ного сооружения.

Однако образование значительного по объему водохранилища (пруда) может привести к сложному и опасному режиму работы

 

искусственного сооружения и насыпей подходов. Возможны разруше­ния и размывы русла, насыпь начинает работать ка к плотина, что не предусматривается в дорожном строительстве. Опыт проектирования показывает, что при учете аккумуляции перед сооружением в благо­приятных условиях объем воды в пруде не должен превышать 2/3 объема притока.

Аккумуляцию не учитывают при расчетах отверстий искусствен­ных сооружений в следующих случаях: на водотоках с очень больши­ми уклонам и главного русла; при небольших расчетных расходах воды с обычным режимом работы сооружения; в случае, когда ис­кусственно создаваемым водоемом затапливаются обширные площа­ди плодородных почв, площади с ценными культурами; при наличии в период паводка карчехода и большого объема взвешенных частиц; на водотоках при наличии наледей; при скоростях потока в естественном состоянии, близких к скоростям воды в сооружении.

Возможны случаи, когда расход талых вод меньше, чем ливневых, и приближается к ливневому расходу. Иногда опасным может оказать­ся расход талых вод, который не подчиняется аккумуляции. В связи с этим выполняют расчет отверстия сооружения на пропуск талых и ливневых вод с учетом аккумуляции. Большее из двух полученных отверстии сооружения должно быть принято для дальнейшего проек­тирования. F

 Принимая, что склоны бассейна имеют однообразные уклоны, можно предположить, что форма пруда в зависимости от линии глав­ного лога с уклоном i„ имеет форму треугольной призмы (рис. 15.6).

Расход с учетом аккумуляции

 

 

 

Уменьшение расхода в сооружении более чем в 3 раза согласно СНиП 2.05.03-84 не допускается.

Для расчета отверстий круглых железобетонных труб применяют графоаналитический способ. С учетом допустимых изменений расхо­дов воды и формулы (15.6) строят график зависимости Qp от /г (рис. 15.7) для определения отверстия трубы с учетом аккумуляции. Для определения расхода, который может пропустить труба различного диаметра, достаточно соединить прямой линией точки на оси абсцисс с точками на оси ординат. Пересечение этой линии с кривыми пропуск­ной способности труб дает значения расхода для каждой трубы и подпора Н перед трубой.

15.5. РАСЧЕТ ТРУБ

Выбор типа и отверстия водопропускных сооружений зависит от расхода воды, режима их работы, высоты насыпи.

Различают следующие режимы работы труб: безнапорный режим - входное отверстие не затоплено и на протя­жении длины трубы поток имеет свободную поверхность (рис. 15-8, а); подпор И на входе в трубу меньше высоты трубы или превышает ее не более чем на 20 % Ж l, 2hBx; полунапорный режим - на входе труба работает полным сечением; входное отверстие затоплено, но на остальном протяжении поток в трубе имеет свободную поверхность (рис. 15.8, б), подпор Н > l, 2hBX;

 

 

 

напорный режим - входное отверстие затоплено и на большей части длины труба работает пол­ным сечением (рис. 15.8, в) Н > > l, 4h Bx.

С увеличением подпора Н происходит переход от одного режима к другому, что приводит к увеличению водопропускной спо­собности труб по сравнению с без­напорным режимом. При напорном режиме труба работает в более сложных условиях так же, к ак и насыпи подходов. Возможны фильтрации воды через швы труб в тело насыпи и насыщение насыпи водой. Нормальным считается безнапорный режим, который необходимо применять.

Расчетные формулы для определения пропускной способности труб для трех режимов протекания воды: а) безнапорный режим (аналогия - водослив с широким порогом)

 

 

 

использовать графики для подбора отверстий труб с учетом аккумуля­ции.

После установления режима работы и определения подпора Н для этого режима определяют минимальную высоту насыпи над трубой.

Насыпь, измеряемая от верхней поверхности трубы до бровки земля­ного полотна, при безнапорном режиме составляет 0, 5 м (с учетом Толщины дорожной одежды может быть и большей). Для труб при полунапорном и напорном режимах работы насыпь измеряется от горизонта подпертой воды перед трубой до бровки земляного полотна (не менее 1 м).

При назначении возвышения бровки земляного полотна над трубами учитывают требование по возвышению покрытия над уровнем грунтовых и поверхностных вод (см.п. 16.4).

Минимальная отметка бровки земляного полотна над трубой при безнапорном режиме

 

Высота насыпи определяет также и длину трубы, а соответственно, условия их осмотра, очистки от наносов, ремонта. Длина трубы зави­сит от высоты насыпи, установленной после нанесения проектной линии на продольном профиле

Из-за сложности осмотра и содержания длинных труб диаметром отверстия 1 м рекомендуется применять трубы длиной, не превышаю­щей 20 м, при высоте насыпи до 1-1, 5 м. При высоте насыпи до 2 м можно установить круглые железобетонные трубы диаметром 1, 25 и 1, 5 м; при высоте насыпи до 3 м - круглые трубы диаметром 2 м и прямоугольные с отверстием до 4 м; при насыпях высотой более 3 м применяют прямоугольные трубы с отверстием до 6 м. Для пропуска полевых дорог и прогона скота устанавливают прямоугольные трубы размерами соответственно 6, 0x4, 5 м и 4, 0x2, 5 м.

Важным условием, обеспечивающим сохранность сооружения и его выходных русл, является правильное назначение допускаемых скоростей течения воды при пропуске расчетного расхода. Изменение скорости влияет на режим работы сооружения и тип укрепления русла.

В процессе проектирования проектной линии в продольном профиле возможны изменения положения минимальной отметки бровки земляного полотна над трубой, т. е. увеличение высоты насыпи и длины трубы на тех участках, где необходимо вписать минимальные радиусы вертикальных вогнутых и выпуклых кривых, на участках глубоких тальвегов.

Возможны случаи замены одноочковой трубы на двух- или трех­очковую для уменьшения высоты насыпи и сокращения в пределах строительства многообразия типоразмеров различных сооружений, что создает благоприятные условия для индустриального строительства, подвоза и доставки труб одного и того же размера, а также последую­щей эксплуатации искусственных сооружений.

15.6. РАСЧЕТ МАЛЫХ МОСТОВ

При расчете малых мостов (рис. 15.11) необходимо учитывать факторы, влияющие на выбор их конструкции: форму живого сечения под мостом (прямоугольное или трапецеидальное); уровень воды в нижнем бьефе моста; размер отверстия моста, по которому назначают промежуточные опоры.

В большинстве случаев отверстие малых мостов рассчитывают по схеме свободного протекания воды, пользуясь формулой (15.11), которая легко преобразуется к виду.

 

 

Длина моста зависит от количества пролетов, их длины и конст­рукции береговых опор. При свайных береговых опорах с. конусами длина моста.

После определения допустимой скорости и назначения типа укрепления русла водотока под мостом предусматривают укрепление русла за мостом на расстоянии не менее чем два радиуса нижнего основания конуса. Длину укрепления за мостом определяют от кром­ки пролетного строения. Укрепление должно заканчиваться предохра­нительным откосом с каменной наброской. Укрепление конусов и откосов насыпи выполняют на всю их высоту железобетонными плита­ми или монолитным бетоном, редко - мощением из камня.

 

 

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: