Определение параметров мостовых переходов через постоянные водотоки, страница 6

где           - средняя скорость потока под мостом, м/с,

                                         ;

  – средняя скорость потока, м/с, в части живого сечения на ширине моста при отсутствии стеснения, определяемая по формуле:

,

где Q_бм – расход воды, м³/с, проходящей через часть живого сечения, перекрываемую мостом при отсутствии стеснения потока, определяемая по формуле :

,

где  – соответственно площади живого сечения, м², правой и левой пойм, не перекрытых пойменной насыпью;

;

;

;

             k– коэффициент, учитывающий гидравлическое сопротивление в верхнем бьефе на предмостовом участке и определяемый по формуле:

,

где     a      – коэффициент, определяемый по формуле:

,

где     Q_p% – общий наибольший расход воды на водотоке, м³/c; Q_0,3%=6696 м³/c;

          L_p    – расчётная ширина большего потока, определяемая по формуле:

,

где В_пб, В_пм – часть ширины соответственно большей и меньшей пойм, перекрытая насыпью; В_пб,= 410 м, В_пм  = 120 м;

          L      – отверстие моста, м; L= 600 м.

         ;

следовательно,          ;

          F_r- безразмерный параметр нестеснённого потока (число Фруда), определяется по формуле:

, следовательно, .

Таким образом, предмостовой подпор будет равен:

                                         .

          I     – продольный уклон свободной поверхности потока, I = 0,00045;

Расстояние по осевой струе между вертикалями с максимальным и нулевым подпором, определяется по формуле:                                                                         .

          Тогда максимальный подпор воды перед насыпью составит:

.

          Высота нагона воды ветром определяется по формуле:

,

где     h_a  – глубина воды в акватории, м (h_a = 3,4 м)

          k_w – коэффициент, принимаемый в зависимости от расчетной скорости ветра v_w, (k_w=1,65*10^-6);

          v_w –  расчетная скорость ветра, м/с; здесь задана v_w= 15 м/с.

          – длина разгона волны – длина прямолинейного участка с верховой стороны непосредственно перед мостовым переходом – определяется по карте в горизонталях, здесь = 1075 м

          α_w – угол между продольной осью водоема и направлением ветра, град. (α_w= 70º)

          Высота наката волны на откос сооружения определяется по формуле:

,

где k_r и k_p – коэффициенты, характеризующие шероховатость укрепления откоса(k_r, k_p= 0,9)

k_sp     – коэффициент, учитывающий расчетную скорость ветра v_{w ,} k_sp= 1,1.

           k_run – коэффициент определяемый в зависимости от коэффициента заложения откоса m и пологости волны (= 10 ), следовательно k_run = 1,6

            h_в – высота волны, м, вычисляется по графикам для определения ветровых волн, здесь h_в = 0,7 м.

          Тогда                     м.

          Таким образом, минимально допустимая отметка проектной линии на пойме равна:

,

а отметка верха струенаправляющей дамбы должна быть не менее, чем

.

9. Проектирование регуляционных сооружений

К регуляционным сооружениям относятся струенаправляющие дамбы и траверсы.

Согласно СНиП  струенаправляющие дамбы устраивают в тех случаях, когда поймы пропускают не менее 15% расчетного расхода воды или при средней скорости потока под мостом более 1 м/с.

Необходимость строительства дамб вызывается также ситуационными особенностями в месте расположения мостового перехода, а именно: наличием проток, подлежащих перекрытию, или прижимных течений в направлении слабо работающей поймы.

Характерное очертание струенаправляющей дамбы в плане приведено на рис.

Большая полуось эллипса располагается вдоль речного потока и носит название длины вылета дамбы 1_в. Малая полуось называется шириной разворота дамбы b.

Ниже в качестве примера определяются основные размеры струенаправляющей

дамбы расположенной на правой пойме мостового перехода

Рис 9.1 Очертание струенаправляющей дамбы в плане.

Для определения основных размеров струенаправляющей дамбы необходимо установить коэффициент стеснения потока подходной насыпью:

,

где — расход воды, м³/с проходившей в бытовых условиях (т.е. до сооружения мостового перехода) по части рассматриваемой поймы, перекрытой насыпью, определяемый по формуле

,

здесь w — площадь живого сечения, м², части рассматриваемой поймы, перекрытая пойменной насыпью при РУВВ_p%.

— средняя скорость течения воды, м/с, на рассматриваемой пойме при РУВВ_p%, принимаемая по табл.

для левой поймы при РУВВ_1%.=168,0 м, = 1,0 м/с.

— общий расход воды, м на водотоке расчетной вероятности превышения; = 6033 м³/с

Здесь РУВВ_1%.=168,0 м  и соответствующая этому уровню воды площадь живого сечения части левой поймы, перекрытой пойменной насыпью, w=853,5 м²

 

             

 

Ширина разворота дамбы определяется по формуле

,

где       А  — коэффициент, зависящий от δ (здесь A=1.11);

— ширина русла реки, м, определенная ранее по карте в горизонталях (=300м).

Длина вылета дамбы определяется по формуле

,

где λ – значение отношения полуосей дамбы, принимаемое в зависимости от коэффициента стеснения потока (λ = 1,50).

Для рассчитываемой дамбы:  м

Криволинейная приставка в головной части верховой дамбы, сооружаемая для увеличения плавности ввода пойменного потока в отверстие и лучшего обтекания потоком головной части верховой дамбы, имеет угол разворота порядка 90º–120º и радиус, определяемый по формуле:

  ,  т.е. м.

Размеры низовых струенаправляющих дамб находятся в зависимости от размеров верховых дамб. Низовая дамба очерчивается по круговой кривой радиусом                                                    .

при угле разворота 7º–8º; далее проводят прямую, касательную к круговой кривой в точке С, при этом следует учитывать, что длина вылета низовой дамбы l_н определяется по формуле:           l_н=0,5· l_в.