Определение скорости течения потока

R - гидравлический радиус, м;

I - уклон дна канавы, ‰;

С - коэффициент Шези;

п - коэффициент шероховатости

 

16.Расчетные пропускной способности труб в безнапорном режиме без аккумуляции воды

 

h_c = 0,9 h_кр - глубина в сжатом сечении, м;

h_кр - критическая глубина, м.

Зная, что критическая скорость v_кр = 0,9 v_c (где v_c - скорость в сжатом сечении), можно записать:

зная связь между глубиной Н и h_c, выражаемую формулой

получаем при обычном j_б = 0,85 (для всех оголовков, кроме обтекаемого, обеспечивающего протекание по напорному режиму)

Здесь w_с - площадь сжатого сечения потока, вычисляемая при глубине h_c = 0,5 Н

 

17.Типы оголовков труб. Схемы

18.Основные отличия в оголовках труб

По сравнению с портальными, где отсутствуют откосные крылья, в раструбных оголовках практически исключено попадание грунта насыпи в трубу.

Исходя из условий обеспечения надежного опирания на грунт и противодействия сдвигу портальные стенки, откосные крылья и крайние звенья оголовков должны опираться на фундаменты, тип и глубина заложения которых зависят от нагрузки и вида основания:

- при пучинистых грунтах - на 0,25 м больше расчетной глубины промерзания,

- при непучинистых грунтах - не менее 1,25 м.

В скальных грунтах глубину заложения фундаментов оголовков можно уменьшить, предусматривая конструктивные специальные мероприятия, которые обеспечат устойчивость оголовков и откосов насыпи.

19.Основные типы фундаментов труб

В зависимости от высоты насыпи, типа грунтов основания, их несущей способности и уровня грунтовых вод тело трубы может опираться непосредственно на грунт или на специальные фундаменты.

Бесфундаментные трубы, укладываемые на спрофилированное ложе, применяют при крупнообломочных и плотных песчаных (кроме пылеватых) грунтах, твердых и глинистых полутвердых грунтах при высоте насыпи h_н ≤ 7 м для труб диаметром 1 м/

 

 

Бесфундаментные трубы:

а - труба на спрофилированном грунтовом ложе; б - труба на гравийно-песчаной подушке; 1 - гравий (щебень), втрамбованный в грунт; 2 - обмазочная гидроизоляция; 3 - гравийно-песчаная подушка

При недостаточной несущей способности грунтов трубы диаметром 1 м и более укладываю на специальные фундаменты

 

Фундаментные трубы:

а - с лекальным фундаментным блоком; б - с лекальным блоком и фундаментной плитой: в - с монолитным бетонным фундаментом; 1 - лекальный блок; 2 - монолитная или сборная плита; 3 - монолитный бетонный фундамент: 4 - щебеночная (гравийная) подготовка; 5 - обмазочная гидроизоляция

20.Схемы труб и особенности проектирования на косогорах

Строительство дорог в пересеченной местности и горных условиях потребовало решения многих вопросов возведения труб на косогорах. Принципиальные схемы таких труб предусматривают различные решения; ступенчатые, наклонные с быстротоком и др.

Схемы труб на косогорах:

а - ступенчатая;

б - с лотком в виде быстротока;

в - на скальном грунте

использование обычных типовых железобетонных звеньев, опирающихся на ступенчатые или свайные фундаменты

Трубы на косогорах:

а - типовое решение;

б - с укреплением откоса насыпи;

в - с консольным водосбросом

21Схемыпротеканияводы под малыми мостами. Определение малого моста. Источники возникновения подпораводы перед мостом.

Схемы протекания воды под малыми мостами: а - при свободном истечении; б - при несвободном истечении

 

Подпор-повышение уровня воды, возникающее вследствие прегражденияили стеснения русла водотока, низового ветра или изменения условий стока подземных вод

 

22 Расчетотверстиймалых мостов при свободном течении воды.

Расчет отверстий малых мостов следует выполнять по схеме свободного течения

 

Зная, что Н» 2 h_с, следует принять такую последовательность расчета: задать скорость v_c по желательному типу укрепления русла под мостом, пользуясь таблицей; вычислить напор Н; вычислить объем пруда W_np и найти коэффициент аккумуляции, пользуясь .

Тогда Q_c = lQ, и каких-либо последовательных приближений для учета аккумуляции производить не надо.

Задавая скорость V_с, надо учитывать, что она будет наблюдаться в потоке лишь на коротком протяжении, в связи с чем табличные допускаемые скорости для укреплений можно повышать приблизительно на 10 %.

Принимая какое-либо типовое отверстие моста b, необходимо пересчитывать напор:

23 Расчетотверстиймалыхмостов при несвободном течении воды.

При несвободном течении необходимое отверстие моста

Сбросный расход рассчитывают с вычислением объема пруда по ожидаемой глубине воды перед сооружением

 

24) Определение высоты малого моста

 

1. 25) Вредное воздействию водного потока на мостовые переходы.

 

Все основные сооружения мостовых переходов подвержены вредному воздействию водного потока. Им угрожают:

1. Подтопление водами реки при проходе паводков, особенно высоких.

2. Природные деформации русел.

3. Общие размывы, связанные со стеснением паводкового потока не переливаемыми подходами к мостам.

4. Местные размывы, развивающиеся у передних граней опор мостов и голов регуляционных сооружений.

5. Подпоры воды, разные в различных сечениях подлине мостового перехода, с разных сторон насыпей подходов и струенаправляющих дамб.

6. Продольные течения, наблюдающиеся с верховых сторон насыпей подходов и вдоль речных откосов струенаправляющих дамб.

7. Волновые воздействия на укрепленные откосы насыпей подходов и откосы струенаправляющих дамб.

8. Ледоход, непосредственно воздействующий на опоры мостов и укрепленные откосы струенаправляющих дамб и насыпей подходов.

9. Карчеход на реках, где имеет место это опасное природное явление.

При проектировании мостовых переходов возникает необходимость выполнения комплекса сложных и трудоемких гидрологических, морфометрических, гидравлических и русловых расчетов.

26) Схема мостового перехода. План, профиль, основные элементы.

 

27) Гидрологические и морфометрические расчеты. Суть.

Гидрологические расчеты - это, прежде всего, определение расходов и соответствующих им уровней воды расчетной вероятности превышения (ВП).

 

Морфометрическими расчетами определяют расходы, уровни и скорости течения с использованием уравнения равномерного течения жидкости по известным морфологическим и геометрическим характеристикам расчетного сечения долины реки (морфоствора).

Морфометрические расчеты необходимы для установления расчетного уровня воды по известному расчетному расходу

 

Комплекс гидрологических, морфометрических, гидравлических и русловых расчетов направлен на:

 

Расчет отверстия моста - это назначение глубины фундирования опор по известной величине отверстия или определения величины отверстия при заданном размыве. Назначая величину отверстия или определяя ее расчетом, нужно учитывать неизбежные природные деформации русел, которые наблюдаются на водотоках в бытовых условиях и часто еще усиливаются после строительства мостовых переходов

При назначении глубин фундирования опор мостов прогнозируют те наибольшие глубины общего размыва, которые могут развиться в один из наиболее напряженных периодов работы мостового перехода в течение расчетного срока его службы.

Прогноз глубинных деформаций русел и фундирование опор осуществляют обязательно с учетом природных русловых деформаций, которые приводят к дополнительному углублению русла, а также боковых деформаций - естественных или искусственных (срезок пойменных берегов подмостовых русел), существенно ограничивающих развитие глубинных размывов.

 

Расчет судоходного уровня (РСУ) - одна из наиболее ответственных задач, которую всегда приходится решать при проектировании мостовых переходов через судоходные реки. Этими расчетами определяется тот наивысший уровень, при котором еще возможны под мостом проходы судов с заданными высотными габаритами. Элементы расчета судоходных уровней, минимальные длины и количество судоходных пролетов, а также высоты подмостовых габаритов нормируются ДБН, в зависимости от класса судоходной реки.

Проектирование продольного профиля подходов к мостам осуществляют с учетом тех минимальных высот бровок земляного полотна, при которых не будет переливов через насыпь даже в самые высокие паводки. Требование о недопущении переливов обычно предъявляют также и к струенаправляющим дамбам и траверсам.

28.Расчетотверстия моста - это. (определение, понятияфундирования опор, смысл).

 

Расчет отверстия моста - это назначение глубины фундирования опор по известной величине отверстия или определения величины отверстия при заданном размыве. Назначая величину отверстия или определяя ее расчетом, нужно учитывать неизбежные природные деформации русел, которые наблюдаются на водотоках в бытовых условиях и часто еще усиливаются после строительства мостовых переходов.

При назначении глубин фундирования опор мостов прогнозируют те наибольшие глубины общего размыва, которые могут развиться в один из наиболее напряженных периодов работы мостового перехода в течение расчетного срока его службы.

Прогноз глубинных деформаций русел и фундирование опор осуществляют обязательно с учетом природных русловых деформаций, которые приводят к дополнительному углублению русла, а также боковых деформаций - естественных или искусственных (срезок пойменных берегов подмостовых русел), существенно ограничивающих развитие глубинных размывов.

29.Расчет судоходного уровня (определение, схема, смысл).

Расчет судоходного уровня (РСУ) - одна из наиболее ответственных задач, которую всегда приходится решать при проектировании мостовых переходов через судоходные реки. Этими расчетами определяется тот наивысший уровень, при котором еще возможны под мостом проходы судов с заданными высотными габаритами. Элементы расчета судоходных уровней, минимальные длины и количество судоходных пролетов, а также высоты подмостовых габаритов нормируются ДБН, в зависимости от класса судоходной реки.

 

Проектирование продольного профиля подходов к мостам осуществляют с учетом тех минимальных высот бровок земляного полотна, при которых не будет переливов через насыпь даже в самые высокие паводки. Требование о недопущении переливов обычно предъявляют также и к струенаправляющим дамбам и траверсам.

 

30.Прогноз природных русловых деформаций.

Определение ожидаемых опасных бытовых деформаций (глубинных и в плане) русел рек у мостовых переходов называют прогнозом природных русловых деформаций.

 

Природные русловые деформации немеандрирующих рек выражаются в перемещении вертикали с наибольшей глубиной в пределах русла с практически неподвижными берегами. При этом наибольшая бытовая глубина может разместиться у любой из русловых опор моста и еще больше возрасти при смещении под мост вершины побочня.

Предгорные блуждающие реки - это участки русел рек в зоне аккумуляции

31.Классификациярек по типам руслового процесса

Горные реки (каньоны) - это верховья рек в зоне эрозии

Равнинные немеандрирующие реки - это участки русел рек в зоне транзита

Равнинные меандрирующие реки - это также участки русел рек в зоне транзита

Предгорные блуждающие реки - это участки русел рек в зоне аккумуляции

 

32.

Соотношение зон эрозии, транзита и аккумуляции наносов:

А – на склонах;

Б – в оврагах;

В – в реках:

I – по продольному профилю реки;

II– при формировании поймы;

III – при развитии излучины;

IV – при смещении грядовых форм руслового рельефа.

1 – зоны размыва;

2 – зоны аккумуляции наносов;

3 – аккумуляция наносов на пойме;

4 – перемещение потоком наносов;

5 – уровни воды в реке;

6 – уровень приемного водоема.

 

33.Проектируя мостовые переходы через немеандрирующие реки, при определении глубин фундирования опор мостов и разбивке их отверстий на пролеты учитывают возможное перемещение наибольшей глубины под любую из русловых опор, а также дополнительное увеличение наибольшей глубины русла D h за счет смещения под мост вершины одного из вышележащих побочней (рис. а).

При проектировании мостовых переходов через меандрирующие реки заглубление фундаментов опор предусматривают с учетом возможного смещения максимальной глубины русла под любую из опор, если у опоры нет ограничения размыва по геологическим условиям. При этом учитывают дополнительное углубление подмостовых русел за счет продольного перемещения наиболее глубокой части излучины под мост D h ' и углубление за счет увеличения ее кривизны D h " (рис. б).

При проектировании мостовых переходов через блуждающие реки для безопасного фундирования опор мостов обязательно учитывают дополнительное увеличение максимальной бытовой глубины D h, связанное с перемещением под мост особенно крупных структурных скоплений наносов. Появление наибольших глубин следует ожидать у любой из опор мостов (рис. в). Геодезические высоты проезда на мосту и подходах назначают с учетом необратимого поднятия уровней воды за расчетный срок службы моста.

34.Вероятность превышения той или иной характеристики паводка (прежде всего максимальных годовых расходов Q_i, и уровней воды Н_i) исчисляется в долях единицы и справедлива для каждого года, так как превышение расчетного паводка может произойти в любой год службы мостового перехода. Чем больше максимальный расход или уровень воды в данном створе водотока, тем меньше вероятность их превышения еще более высокими.

Для комплексного проектирования мостовых переходов, особенно в рамках систем автоматизированного проектирования автомобильных дорог и сооружений на них (САПР-АД), требуется знание не только наивысших годовых расходов и уровней заданной ВП, но и ход их во времени - расчетных гидрографов и водомерных графиков паводков.

35.Среднее значение максимальных расходов Q_cp определяют по обычной формуле арифметического среднего:

где

Q_i - значение максимального расхода паводка i- го года; п - число лет наблюдений.

Коэффициентом вариации С_v называют отношение среднеквадратического отклонения максимальных расходов к этому среднему значению:

Если принять

Коэффициент асимметрии C_s, зависящий от коэффициента вариации и наименьшего из максимальных расходов, определяется:

Коэффициент асимметрии характеризует распределение максимальных расходов относительно среднего значения. Например, если из общего числа лет наблюдений 100 лет, 40 расходов больше среднего, а 60 - меньше, то коэффициент асимметрии имеет положительное значение.

Окончательно расход расчетной вероятности превышения может быть определен по формуле:

Q_p% = Q_cр (С_vФ + 1), где

Ф = f (C_s, P%) - коэффициент, определяемый по таблице

 

Схема расположения струеотбойных траверсов: а - при течениях, параллельных укрепляемому откосу; б - при косом набегании потока; L - расстояние между струеотбойными траверсами

40

 

41Конструктивные решения по увеличению водопропускной способности мостов