Проектирование водопропускных сооружений на пересечении малого водотока.

Проектирование водопропускных сооружений на пересечении малого водотока.

Общие положения

В качестве водопропускных сооружений на автомобильных дорогах , пересекающих малые водотоки , применяются трубы и малые мосты (длиной до 30 м).

Трубы бывают круглые и прямоугольные . По длине звена разделяются на короткомерные (длина нормального звена– 1,0 м) и длинномерные (длина звена – 5,0 м ).

Круглые длинномерные трубы могут иметь отверстия 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4 и 1,6 м.

Трубы могут иметь портальные и раструбные оголовки. В последнее время длинномерные трубы отверстием 0,6 и 0,8 м проектируют без оголовков.

Трубы отверстием 0,6 м применяют только на примыканиях при длине до 10 м и уклоне более 10 %_о. Длина труб отверстием 0,8м ограничена и не может превышать 15 м , труб отверстием 1,0 м – 30 м.

Исходные данные

Исходными данными для проектирования водопропускных сооружений для малых водотоков является задание выданное отделением «Строительных технологий».

Исходные данные представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

1.Район	Брестский, Брестская обл.
2.Категория автомобильной дороги	III
3.Характеристики водотока
-Площадь водосбора, км^2	2.6
-Длина главного лога, км	1.4
-Уклон лога, ^0/00
-Заложения откосов пруда (1:m)
m1
m2
-Лесистость,%
-заболоченность,%
-озёрность,%
Тип фундамента
Параметры живого сечения
a1
a2
a3
a4
b1	1,8
b2	3.5
Грунты по трассе	Глина

 

Определение расчетного расхода и бытовых характеристик водотока.

Отверстия водопропускных сооружений определяются величиной расхода заданной вероятности превышения при паводках от снеготаяния или ливня . Вероятность превышения паводка равна 1% для дорог I категории, 2% - для дорог II и III категорий и 3% - для дорог IV и V категорий , 10% для дорог VI категории.

Определение расчетного расхода талых вод.

Расчетный расход талых вод в условиях Республики Беларусь определяется по формуле:

Qp=

где F – площадь водосбора , км²;

h_n - слой стока (мм) в фазе подъема половодья расчетной вероятности превышения 1% (табл. 2.1), для Витебской области и супесей h_n=12мм;

a - коэффициент формы гидрографа (табл. 2.2); для географического района №3 a=0.20

γ- коэффициент полноты гидрографа (табл. 2.2); для географического района №3 γ=0,81;

t_n -продолжительность подъема половодья в сутки максимальной интенсивности снеготаяния (ч) ; складывается из продолжительности водоотдачи на склоны t_c=5 (табл. 2.2) и продолжительности стекания по логу t_л , определяемой по формуле

t_n=t_c+t_л,

tл= ,ч

где L – длина лога от водораздела до створа , км ;

Q₃ -расчетный расход, которым предварительно задаются ;

J_o -средний общий уклон лога от водораздела до створа %_о;

l - коэффициент , зависящий от вероятности превышения , равен

1 – при ВП = 1% , 0,87 – при ВП = 2% и 0,81 – при ВП = 3%;

d_л –коэффициент , учитывающий снижение расхода в связи с залесенностью

бассейна f _л ( табл. 2.3) ;для Витебской области F=0.25 и лесистости 13% d_л=0,836_;

d_б – то же , в связи с заболоченностью бассейна ( табл. 2.3); для заболоченности 4% d_б=0,976;

 

Определение расчетного расхода снеготаяния:

Вариант 1.

1)задаемся значением Qз=F=2,6 м³/сут;

определяем продолжительность стекания по логу:

tл= =0,99

t_n=0,99+5=5,99ч

2)Вычисляем Qр:

Qp= =2,13 м³/сут

3)Рассчитываем процентную разницу между Qр и Qз:

т.к. поученный расход отличается от Qз на 22%, то расчёт следует повторить при другом значении Qз.

Вариант2.

1) задаемся значение Qз=2,1м³/сут

определяем продолжительность стекания по логу:

tл= =1,04ч

t_n=1,04+5=5,04ч

2)Вычисляем Qр:

Qp= =2,11 м³/сут

3)Рассчитываем процентную разницу между Qр и Qз:

т.к. поученный расход отличается от Qз на 0,5%≤5%, то принимаем Qр=2,11 м³/сут.

 

Обоснование размеров водопропускных труб

Выбор типа фундамента.

В курсовом проекте согласно исходным данным применяем бесфундаментную трубу.

Бесфундаментные трубы ( гравийно-песчаная подушка толщиной 30 см) назначается только при безнапорном режиме протекания воды , а также при плотных песчаных (кроме пылеватых) грунтах , при твердых и полутвердых глинистых грунтах с условным сопротивлением не менее 250 кПа с расположением уровня грунтовых вод не менее чем 0,3 м ниже гравийно-песчаной подушки . При более высоком уровне грунтовых вод грунты оснований заменяются песчаными не менее среднезернистых.

Определение длины трубы.

Длина трубы зависит от ширины дорожного полотна В₃, заложения откосов m , высоты насыпи h_н .

Высота насыпи h_н определяется исходя из продольного профиля. В курсовой работе проверяют достаточность этой высоты по засыпке над трубой , а также по возвышению над уровнем подпертой воды (УПВ) не менее 0,5 м при безнапорном режиме протекания воды.

h_н = d + h_q + 0,5 +t, h_н = Н + 0,5 ,

где d - диаметр одноочковой трубы;

h_q –толщина дорожной одежды ;

t - толщина стенки трубы (табл. 5.2); при диаметре трубы d=1,0м t=0,075м

Н -глубина воды перед трубой.

h_q=0,08+0,12+0,17+0,15+0,23=0,75м

h_н=1,0+0,75+0,5+0,075=2,325м

h_н=1,2+0,5=1,7м

Для дальнейших расчетов принимаем высоту насыпи равной h_н=2,325м

Для трубы с оголовками теоретическая длина ее поверху равна

L_т= В₃ + 2mh_н – 2m h + 2р,

где р – ширина площадки над оголовками трубы, включая и ширину портальной стенки (р = 0,8 м);

m – заложение откоса земполотна у трубы, принимается m= 1,5;

h – высота портала ( табл.5.2). при диаметре трубы d=1,0м h=1.50м.

В₃-ширина дорожного полотна, при ТКД=III В₃=12м

L_т=12+2*1,5*2,325–2*1,5*1,50+2*0,8=16,075м

Фактическая длина трубы подбирается , принимая такое количество звеньев n длиною S , чтобы выполнялось условие.

О£ L_ф – L_т < S ,

где S – длина целого звена.(S= 5,0 м)

Фактическая длина трубы поверху для длинномерных труб с оголовками определяется по формуле

L_ф= S * n + 0,015 ( n-1) + 0,11 + 2 * 0,35 + 0,02

где n – число звеньев; при L_т=18,185 n=4

0,35 – толщина портальной стенки

L_ф=5*4 + 0,015 ( 4-1) + 0,11 + 2 * 0,35 + 0,02=20.875м

Проверяем условие:

О£20,875-16,075<5

О£4,8<5=>условие выполнено.

Поскольку 4,8>0,5S то одно звено разрезаем на половину, следовательно фактическая длина трубы будет равна:

L_ф =20,875-2,5=18,375м

Корректируем заложение откосов

m₁ = 1,5 + 0.5 (18,375– 16,075) / (2,325 - 1,5)=2,9

Укрепление русла на входе

Укрепление русла на входе возможно монолитным бетоном толщиной 8 см, сборными плитами , неткаными синтетическими материалами с семенами трав. В случае применения нетканых синтетических материалов укладывается растительный грунт толщиной 3 см сверху и 10 см снизу этого материала.

Укрепление русла на входе имеет прямоугольную форму . Длина укрепления , считая от лотка трубы , для круглых труб с нормальным входным звеном равна 2 м в случае отверстий 1,0 и 1,2 м и 2,5 м - в случае отверстий 1,4 и 1,6 м. Ширина укрепления на входе равна:

N₃= в_р + 4,1.

где в_р – ширина лотка

N₃=2,36+4,1=6,46м

Принимаем укрепление русла на монолитном бетоне 8см на слое щебня 10см.

Проектирование водопропускных сооружений на пересечении малого водотока.

Общие положения

В качестве водопропускных сооружений на автомобильных дорогах , пересекающих малые водотоки , применяются трубы и малые мосты (длиной до 30 м).

Трубы бывают круглые и прямоугольные . По длине звена разделяются на короткомерные (длина нормального звена– 1,0 м) и длинномерные (длина звена – 5,0 м ).

Круглые длинномерные трубы могут иметь отверстия 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4 и 1,6 м.

Трубы могут иметь портальные и раструбные оголовки. В последнее время длинномерные трубы отверстием 0,6 и 0,8 м проектируют без оголовков.

Трубы отверстием 0,6 м применяют только на примыканиях при длине до 10 м и уклоне более 10 %_о. Длина труб отверстием 0,8м ограничена и не может превышать 15 м , труб отверстием 1,0 м – 30 м.

Исходные данные

Исходными данными для проектирования водопропускных сооружений для малых водотоков является задание выданное отделением «Строительных технологий».

Исходные данные представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

1.Район	Брестский, Брестская обл.
2.Категория автомобильной дороги	III
3.Характеристики водотока
-Площадь водосбора, км^2	2.6
-Длина главного лога, км	1.4
-Уклон лога, ^0/00
-Заложения откосов пруда (1:m)
m1
m2
-Лесистость,%
-заболоченность,%
-озёрность,%
Тип фундамента
Параметры живого сечения
a1
a2
a3
a4
b1	1,8
b2	3.5
Грунты по трассе	Глина