Разработка мостовых переходов через постоянные водотоки

Пользуясь теоретической кривой распределения вероятностей, можно определить максимальные годовые расходы на водотоке Q любой вероят­ности превышения, а по графику Q = f(H) определить соответ­ствующий данному расходу уровень УВВ.

Так как  мостовой переход проектируется для железной дороги общего пользования III категории, то расчетный рас­ход определяется с вероятностью превышения 1%, а наибольший - с веро­ятностью превышения 0,33%.

Как видно из графика, расход с вероятностью превышения 1% - Q_1% , составляет 6260,64 м³/с, а с вероятностью 0,33%  Q_0.33% – 6918,51 м³/с.

По величине расходов и графику определены соответст­вующие им уровни высокой воды (УВВ), а по этим уровням с помощью графиков – необходимые расчетные данные

3.  Установление пределов варьирования отверстием моста на основе общего размыва подмостового русла

Отверстием моста в свету L называется расстояние между передни­ми гранями устоев (или между откосами конусов при обсыпных устоях), определяемое на отметке РУВВ, за вычетом суммарной ширины промежу­точных опор.

Сужение водного потока в месте расположения мостового перехода при паводке приводит к увеличению скорости течения воды под мостом. В свою очередь увеличение скорости потока приводит к размыву русла в подмостовом сечении, величина которого характеризуется коэффициентом размыва Р:

где           — средняя глубина потока под мостом после размыва, м;

                 — средняя глубина потока под мостом до размыва, м.

Средняя глубина потока под мостом после размыва определяется по эмпирической формуле

где     — средний удельный расход воды под мостом, м³/с-м;

 d   —  средний диаметр частиц несвязного грунта, м;  d = 2 мм = 0,002 м;

  —  параметр, зависящий от вероятности превышения расхода, принимается по таблице; в нашем случае веро­ятность превышения расчетного расхода 1%, следовательно,;

g    —.ускорение свободного падения g = 9,81 м/с².

Средний удельный расход воды под мостом определяется по форму­ле:

где    Q_p%   —расчетный расход заданной вероятности превышения, м³/с;

Q _1% =6260,64 м³/с; 

L      —отверстие моста, м.

Средняя глубина потока под мостом до размыва по формуле

ω_др — площадь живого сечения, м , под мостом до размыва при РУВВ_P% в пределах рассматриваемого отверстия моста L.

Таким образом, задаваясь различными значениями величины отвер­стием моста L и размещая его в пределах живого сечения реки с учетом положения русла, геологии и других условий, определяется площадь живо­го сечения под мостом до и после размыва и значение коэффициента раз­мыва Р.

Приведены варианты размещения различных отверстий моста  в створе мостового перехода.

Результаты вычислений сводят в табл. Зависимость коэффициен­та размыва от отверстия моста P(L)  приве­дена на графике

Возможные размеры отверстия моста находятся в пределах от наи­большего отверстия L_max найденного при отсутствии размыва вообще (Р=1 ) , до наименьшего L_min найденного с предельно допускаемым раз­мывом (Р = Рдоп – 1,75).

Таким образом,  отверстие моста L можно изменять в пределах от 318,00 до 1060,00 м.

Окончательно вопрос о величине отверстия моста решается с учетом условий расположения береговых устоев и уточняется после разбивки на пролеты.

 Принимается отверстие моста L = 580,00

м, которому соответствует коэффициент размыва Р = 1,45.

Река относится к 6 классу судоходства, следовательно, при выборе схемы моста необходимо обеспечить ширину подмостового габарита 60 м в основном судоходном и 40 м в смежном пролете.

После выбора отверстия моста следует оценить общий размыв под мостом, образованный из-за стеснения потока сооружениями мостового перехода, для чего строится расчетная линия общего размыва под мостом.

Выбираем пролетные строения

Стеснение опорами 54 м

Сумма перекрываемых пролетов 658,92 м

Фактическое отверстие моста 658,92-54=604,92 м

Чтобы построить линию дна под мостом после общего размыва, не­обходимо назначить характерные вертикали по оси морфоствора, которы­ми являются границы морфологически или геологически однородных уча­стков, а также переломы поперечного сечения участков морфоствора. По­сле определения на всех рассматриваемых вертикалях глубины после раз­мыва устанавливают расчетную линию общего размыва под мостом.

Глубину после размыва на данной вертикали h_прi можно опреде­лить по формуле (4.5), аналогичной (4.2), но учитывающей расход воды на данной вертикали