Гидравлический расчёт малых мостов

Гидравлический расчёт малых мостов заключается в определении:

· величины отверстия моста В;

· подпёртой глубины перед мостом, по которой находят минимально допустимое возвышение бровки земляного полотна;

· максимальной глубины воды под мостом , по которой назначают минимальное возвышение низа пролётного строения и отметку проезжей части моста.

Расчёт отверстия моста начинается с определения бытовой глубины нестеснённого потока при расчётном расходе, необходимой для определения характера протекания потока под мостом.

Бытовую глубину рекомендуется определять графоаналитическим методом:

· задаются несколькими значениями уровней воды и наносят их на поперечный профиль русла /лога/ в створе моста;

· вычисляют площади живого сечения потока при разных уровнях и средние скорости течения

,

 

где – коэффициент шероховатости лога;

– уклон лога у сооружения, доли единицы;

· вычисляют расходы при принятых глубинах по формуле

 

;

 

· строят график зависимости , по которому находят бытовую глубину , соответствующую расчётному расходу.

Малые мосты, как правило, проектируются по схеме свободного истечения воды с незатопленным подмостовым руслом (рис. 6.5, а).

Условием незатопленности мостового русла является соотношение

 

,

 

где N – критерий затопления, принимаемый в зависимости от коэффициента расхода m, равного для мостов с массивными устоями 0,32, для мостов с откосными крыльями 0,35–0,36.

При незатопленном подмостовом сечении уровень воды в нижнем бьефе не влияет на пропускную способность сооружения.

Если , то подмостовое сечение является затопленным и уровень воды в нижнем бьефе влияет на пропускную способность отверстия малого моста.

Расчётная формула для определения отверстия малого моста с укреплённым дном по схеме свободного истечения воды (незатопленного подмостового сечения) имеет тот же вид, что и для прямоугольных труб, работающих в безнапорном режиме,

 

.

 

Откуда

,

где Н – подпор перед мостом, определяемый по формуле

 

.

 

Максимальная скорость течения в сжатом сечении под мостом определяется по формуле

,

где – коэффициент, зависящий от коэффициента расхода m, принимаемый по прил. 2, табл. 5.

Глубина воды на входе под мостом:

 

,

 

где = 0,75–0,85 – коэффициент, учитывающий снижение кривой подпора.

При затопленном подмостовом русле (рис. 6.5, б) расчётная формула для определения отверстия моста имеет вид:

 

.

 

Откуда

.

 

 

Рис. 6.15. Схемы протекания воды под малым мостом: а - свободное протекание; б – несвободное протекание

 

Максимальная скорость течения в сжатом сечении при затопленном подмостовом сечении

 

,

 

где – коэффициент, зависящий от коэффициента расхода, определяемый по [18].

Рекомендуется следующая последовательность расчёта малого однопролётного моста:

· назначается тип укрепления русла под мостом и соответствующую ему допускаемую скорость течения под мостом ;

· вычисляется подпёртая глубина воды под мостом и отверстие моста по приведённым выше формулам. Полученное значение отверстия округляется до ближайшей величины типовых пролётов и заново вычисляется величина Н;

· проверяется выполнение условия . Если условие не выполняется, изменяют тип укрепления (находят новое значение скорости большее, чем предыдущее значение);

· определяется максимальная глубина на входе под мостом ;

· определяется отметка проезжей части моста

 

,

 

где Z – возвышение низа пролётного строения над уровнем расчётного паводка, принимаемое равным 0,5м при отсутствии ледохода и корчехода; 0,75м – при наличии на реке заторов льда; 1,0 м – при наличии корчехода и при селевых потоках;

– строительная высота пролёта, зависящая от конструкции моста, м;

· определяется отметка незатопляемых подходных насыпей

 

,

 

где = 0,5 м, но не менее толщины дорожной одежды.

При затопленном подмостовом сечении рекомендуется сначала определить отверстие моста, округлив его до ближайшего типового значения (4, 6, 8, 10 или 12 м), затем рассчитать подпёртую глубину перед мостом и проверить выполнение условия .

Если условие не выполняется, следует изменить тип укрепления (значение скорости ).

Далее вычисляется значение скорости течения под мостом по формуле

 

и уточняют тип укрепления под мостом.

 

Рекомендуемая литература

 

1. гост Р 52398–2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования. Введ. 01.05.06; Введ. впервые. – М.: ГУП ЦПП, 2006. – 3 с.

2. СНиП 2.05.02–85 *. Автомобильные дороги / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 54 с.

3. гост Р 52399–2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. Введ. 01.05.06. Введ. впервые. – М.: ГУП ЦПП, 2006. – 7 с.

4. ГОСТ 52748 – 2007. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. Введ. 01.01.08. Введ. впервые. – М.: ГУП ЦПП, 2008. – 7 с.

5. СНиП 23–01–99. Строительная климатология и геофизика / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 1999. – 66 с.

6. Бабков, В. Ф. и др. Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1 и 2 / В. Ф. Бабков и др. – М.: Транспорт, 1987.

7. Проектирование виражей на автомобильных дорогах: метод. указания / СПбГАСУ; сост.: Э. Д. Бондарева, Е. Н. Баринов. – СПб., 1992.

8. Ксенодохов, В. И. Таблицы для проектирования и разбивки клотоидной трассы автомобильных дорог / В. И. Ксенодохов. – М.: Транспорт, 1967.

9. Митин, Н. А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна автомобильных дорог / Н. А. Митин. – М.: Транспорт, 1967.

10. Федотов, Г.А., Поспелов П.И. Изыскание и проектирование автомобильных дорог. В 2 кн. Кн.1: Учебник. – М.: Высш. шк., 2009. – 646 с.: ил.

11. Типовые материалы для проектирования. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Серия 503-0-48.78 / Союздорпроект. – М., 1997.

12. Автомобильные дороги (примеры проектирования) / Под ред. В. С. Порожнякова. – М.: Транспорт, 1983.

13. Проектирование переходных кривых: метод. указания / СПбГАСУ; сост.: Э. Д. Бондарева, Е. Н. Баринов. – СПб., 1992.

1.СНиП 2.01.14-83. Определение расчётных гидрологических характеристик.

М.: Стройиздат, 1984. 36 с.

14. Попов, В. Г. разбивка виражей, уширения проезжей части, горизонтальных кривых, пересечений и примыканий: пособие для мастеров и производителей работ дорожных организаций / МАДИ (ГТУ) / В. Г. Попов. – М., 2001. – 152 с.

15. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. – М., 2004. – 151 с.

16. Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог. ОДМ.218.5.003-2010. Росавтодор. – М., 2010. – 116 с.

17. СНиП 2.01.14-83. Определение расчётных гидрологических характеристик. М.: Стройиздат, 1984. 36 с.

 

18.СНиП 2.05.03-85. Мосты и трубы. М.: Госстрой СССР. 1985. 200 с.

19. Краткий справочник по трубам и малым мостам. М.:Транспорт, 1972. 201 с.

 

Оглавление

 

Раздел второй. проектирование земляного полотна автомобильной дороги 5

1. Учет влияния природных факторов при проектировании автомобильных дорог 5

1.1. Характеристика природных условий 5

1.2. Дорожно-климатическое районирование территории РФ 7

2. Водно-тепловой режим земляного полоТна 11

2.1. Закономерности изменения водно-теплового режима дорожных конструкций 11

2.2. Процессы пучинообразования на автомобильных дорогах 15

2.3. Регулирование вводно-теплового режима земляного полотна автомобильных дорог 17

3. Расчет устойчивости земляного полотна автомобильных дорог 21

3.1. Требования к земляному полотну 21

3.2. Возможные типы деформаций земляного полотна 21

3.3. Зависимость очертания откосов от свойств грунтов 24

3.4. Расчет устойчивости откосов земляного полотна 27

3.5. Расчет устойчивости подтопляемых насыпей 31

3.6. Устойчивость земляного полотна на косогорах 34

4. Проектирование земляного полотна на слабых грунтах 37

4.1 Общие положения проектирования земляного полотна на слабых грунтах 37

4.2. Физико-механические свойства слабых грунтов 38

4.3. Прогноз осадки насыпи на слабом основании 40

4.4. Оценка устойчивости основания насыпи 42

4.5. Прогноз хода осадки основания насыпи во времени 50

4.6. Конструктивно-технологические решения при сооружении земляного полотна на слабых грунтах 51

4.6.1. Временная пригрузка 54

4.6.2. Вертикальные дрены 55

4.6.3. Продольные дренажные прорези 59

4.6.4. Частичное удаление слабого грунта 60

4.6.5. Устройство боковых пригрузочных берм 61

4.6.6. Снижение веса насыпей 63

5. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИЯХ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 65

5.1. Назначение геосинтетических материалов в конструкциях земляного полотна 65

5.2. Применение геосинтетических материалов для укрепления откосов земляного полотна 67

5.3. Применение геосинтетических материалов для защиты 70

откосов от эрозии 70

5.4. Применение геосинтетических материалов в «плавающих» насыпях на слабом основании 71

5.5. Свайные конструкции с армогрунтовым ростверком на слабом основании 74

5.6. Применение вертикальных ленточных дрен для ускорения осадки слабого основания 77

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ 79

6.1. Характеристика малых искусственных сооружений 79

6.2. Определение расчетного расхода от стока дождевых вод 80

6.3. Определение расчетного расхода снегового стока 82

6.4. Выбор типа малого водопропускного сооружения. Расчет отверстия 84

6.4.1. Гидравлический расчет труб 84

6.4.2. Гидравлический расчёт малых мостов 90

Рекомендуемая литература 94

 

 

 

Учебное пособие